重建苏州河生态系统的方法

　　用生态护岸技术建造世界顶级生态型旅游、景观苏州河旅游河道的方法

　　一种尊重自然规律，倡导能源与物质的循环利用和环境自净维持功能，低成本可持续发展的处理技术等思想贯穿于，设计、建造、管理全过程的生态建设方法，在生态建筑、生态河流建设中逐渐形成潮流，国际上水利工程结合生态建设可谓是方兴未艾。

　　现在苏州河旅游景观河段治理，将碰到众多难题，如何解决沿途两岸的生活废水、雨水和抗洪排涝避免水体受污染问题。如何重建水体生物群落，修复河流自净功能。沉积数十年的河底淤泥如何处理。现在两岸的护岸由河底淤泥支撑着，如何坚固和利用老护岸。建造亲水河岸需要拆除二米高度的混凝土老护岸，如何处理众多建筑垃圾。混浊的河水如何使其清澈透明让人喜欢。宽阔的河面如何使其壁波平静荡漾。如何利用宽阔的河面资源建造河中景观。这些问题通过运用生态护岸技术都能顺利得到解决：“建筑垃圾、淤泥得到就近处理利用，疏水难题通过在水下护坡内设置疏水管道得到解决，重建苏州河生态系统后，混浊的河水自然清澈透明让人喜欢，宽阔的河面资源又可建造静水池塘景点”。生态护岸技术是用钢筋混凝土框架固定挡土板，或用木料构造水土相连的开放式护岸结构，水下护坡是设有多层，水生植物种植层的阶梯形土壤平台护坡，它综合了水体生态系统中存在的五种循环与作用，气候系统、水文循环、食物链、养分循环及能量交换。它的三大功能原理是：

　　（1）护岸功能原理：护岸水体部分的护坡土壤，受河水浸泡软化后，在引力和水文循环作用下，自然由高处向低处河底坍塌移动，直至平坦才停止移动。根据以上规律，用钢筋混凝土框架固定挡土板，将水下护坡分隔成数层阶梯形土壤平台护坡，使护坡土壤在各自平台和平面中得到固定，遇水接触的种植层土壤由水生植物根系护围。水面与陆地接触处用混凝土挡土板护围，防止陆上蚯蚓等小生物钻松土壤和冬天冰冻土层滑落等，避免河面扩大。

　　（2）水体生态功能原理：按一定坡度比例设置的阶梯形土壤平台护坡，每个平台同常水位保持不同深度，具有湿地、浅滩、浅水层、中水层、深水层效应，为挺水和沉水水生植物和螺、蚌、虾、蟹、等底栖动物及水体微生物，创造生长繁殖的环境场所。

　　（3）净化水体水质功能原理：水体有了生物群落，在气候和水文作用条件下，水体生态系统通过接受太阳能能量，转换为生物能进行的能量交换。健全的生物群落，其食物链、养分循环及能量交换相互交织在一起，水体中污染物质氮、磷等被吸收、消耗和分解，水体中微小颗粒被吸附、絮凝、沉淀，从而水体得到净化。其中水生植物作用重大，通过光合作用吸收氮、磷降解污染物质，向水体输送大量氧气，促进水体生物和微生物生长的同时向周围水体发出絮凝电子，把微小颗粒絮凝、吸附在枝叶与根部，起净水和微生物附着载体作用，其枝叶是食草鱼类养料，碎屑和腐枝叶是螺、蚌等底栖动物、浮游动物的摄食物。此生态护岸是超前生态水工学研究的技术成果，是本人新发明的生态护岸技术（专利申请号： 200410015741.3），2003年9月通过专家评审获选参加上海展览中心高新技术展出，得到与会行家好评并获奖，2004年荣获第十八届上海市优秀发明选拔赛三等奖。

　　生态护岸技术应用在治理和重建苏州河生态系统中，水下护坡可设置4—5层阶梯形土壤平台，河面宽度保持不变，老护岸上边需要拆除二米左右，其余都可利用，原需在老护岸边打桩的加固板桩，现放在距离老护岸5米处打入，成为生态护岸的挡土板又起到坚固老护岸作用，这样护岸边5米处和常水位1米以下的空间，可以容纳消化部分建筑垃圾、河底淤泥和设置疏水管道。施工方法是先打板桩，桩顶距离常水位1.2米，然后铺设疏水管道。水下护坡内有5米宽度，足够设置直径2米以上排水管道，不会影响河底淤泥堆积和种植水生植物。疏水管道铺设，一头进入浦江，另外一头设置在苏州河旅游区和上游分隔处，沿途两岸的生活废水和雨水由泵站泵入疏水管道排放，泵站泵入口可以提高，不论浦江潮位高低都能利用水位差直接排入浦江。在旅游区和上游分隔处设置溢流坝，疏水管道口设置向东流的单向闸门，使上游水流有控制地进入旅游区段和排入浦江，又能在浦江高潮位时引水到上游。两岸水下护坡内，低成本的设置疏水管道，解决了排水、排洪涝、引水又避免旅游区水体受其污染的难题。苏州河旅游区段的水位，又不受上游水位限制可自由提高，常水位可以设置在离开地表水平面1米处，更具有亲水感。两岸的建筑垃圾可以填充在生态护岸和人工岛的中下部，得到就近处理利用。含有大量有机肥料的淤泥就近利用，被层封于阶梯形土壤平台护坡内,正好成为水生植物的养料和生存土壤。操作方法是用钢筋混凝土框架连接板桩和老驳岸固定挡土板，用渗水塑料编织布遮盖护坡外侧，将河底淤泥抽吸到阶梯形土壤平台护坡内沉淀堆积，水自然通过塑料编织布渗透掉。经过多年河底厌氧处理的淤泥与污水处理厂污泥不同，经水冲、抽吸输送沉淀后，淤泥中有害水体生物生长的盐分和重金属元素被稀释和中和，可直接应用于水生植物的栽种土壤。通过挖去河底淤泥构造生态护岸，栽种挺水和沉水水生植物，放养螺、虾等小生物，重建水体生物群落，在其作用下，水质就能彻底改变，不需用生化等方法人为参与，水体自然净化清澈透明。河岸俩边高突难看的混凝土护岸，由长满水生植物的生态驳岸，河中亲水桥和许多个静水池塘景点替代。

　　水生植物还有造景功能，在我国古典园林中，水生植物是园林水景的重要造景素材。不同形态和色彩的水生植物，会引起人的各种心理活动和戏曲性效果，挺立在水中宽叶香蒲和芦苇，阳光下的倒影或在薄雾笼罩的朦胧姿态，都会使人浮想联翩，漂浮水面的莲叶或浮萍，给人一种神秘之感，叶硕光亮的大根乃拉草，可使人联想到南美热带密林的宿营地。菖蒲、睡莲、慈姑、黑三菱、千屈菜等，都会表现出各自迷人的色彩和视觉效果。著名的避暑山庄七十二景和圆明园四十景中，大多数是以水生植物造景为主。如“曲水荷香”、“萍香伴”、“芳渚临流”、“冷香亭”、“菱荷深处”、“ 濂溪乐处”、“天然图画”等景点。苏州河宽阔的地方，都可以在河畔和河中央，用生态护岸种植的水生植物与古典园林建筑和现代建筑艺术相结合,建造河中人工岛与不同形状、不同造型独立的静水池塘景点，使这些著名景点在苏州河上重现和发展。然后苏州河河岸线和河道线，变成凹凸弯曲形，水面平静，波浪平缓，更加自然和生态，更适合不同水体生物群落的生长。也扩大了水生植物种植面，使水生植物占有20%以上水面，苏州河旅游区段的水体由如静止的水库水体，就是经常引水和过水也能自然净化清澈透明。

　　回想我们儿时跑到乡下的池塘旁边都能看到岸边富有生气的芦苇、菖蒲和水面漂浮着水草，清晰见底的池水，鱼儿尽情游荡，在水桥旁伸手一摸，就能捞到螺、虾。那时河水为什么会自然的清澈透明，就是有水生植物和水体小生物在各自生长敷衍过程中起到净化水质的功能。随着时代的变迁，具有净水和造景功能的水生植物逐渐被人遗忘，新建的水利工程不见它的宗影，生态学家的呼吁被现在的水工学，“以对水流控制为目标建造的封闭式毛石护岸和混凝土护岸” 封闭了恢复生态河流的梦想。创新是一个民族进步的灵魂，是国家兴旺发达的不竭动力，这已经成为科技界的共识。人们多么希望新兴生态水工学的超前研究和技术方法的实施。“生态水工学是一门交叉学科，需要水利工程界与环保界、生物界的密切合作，才能实现。在欧美已经提出“自然设计方法”，日、韩等国提出“与自然亲近的治河工程”理念，我国台湾也正开发“生态工法”技术。世界各国一些示范性工程正在建设，一些河流生态工程咨询与技术开发公司也应运而生，他们提供技术咨询和产品。这些局部的进展，说明在国际上水利工程结合生态建设可谓是方兴未艾，渐成潮流。在这样的背景下我们可以预计，生态水工学作为一门新兴的学科有可能更为系统、更为科学地得到发展。我国作为世界上的水利大国，对此应作出应有的贡献。”《摘自：董哲仁　生态水工学的工程理念》
用生态护岸技术建造生态苏州河的方法,在重建苏州河生态系统过程中，利用水下护坡空间容纳消化建筑垃圾、河底淤泥和铺设疏水管道，操作方便、造价费用低。不占用陆上土地，重建水体各种生物群落，恢复河水自净功能，河水自然清澈透明让人喜欢。苏州河宽阔的河面资源又可得到利用。展望以后恢复生态系统的苏州河美丽无比，是人们旅游、观光、休闲钩鱼的好去处，作为一个像法国的塞纳河、英国的泰晤士河、德国的莱茵河的旅游河道，其生态美和东方古典景点美胜过其他。在上海逐步消失的水生植物又在苏州河畔重现，也让人们重新认识水生植物造景艺术和净水功能。