论文导读：天津市南运河市区段治理项目。年结合市区河道改造已对市区段三元村至三岔口段长4.75km的河道进行了河道治理。此次工程设计遵循四大原则。体现了生态自然的设计理念。生态自然，天津市南运河生态治理简介。
关键词：南运河，生态自然，河道治理，工程设计
天津市南运河市区段治理项目，是天津市政府实施南运河两岸综合开发的一项重要举措。通过河道综合治理，提高了南运河的水质标准，恢复了南运河的排沥功能，改善了河道两岸区域水环境，促进了沿河两岸房地产业的开发以及城市面貌的改观。
一、项目背景
南运河是我国古代京杭大运河的重要组成部分，开挖于隋朝大业元年（公元605年），它上接卫运河、下汇海河，全长348.3km，历史上兼有航运、输水、行洪和排涝功能。其中在天津市市区界内起自外环线，于三岔口汇入海河，全长约10.8km。2001年结合市区河道改造已对市区段三元村至三岔口段长4.75km的河道进行了河道治理，南运河从外环线至三元村泵站段全长6.0km的河道尚未治理，为本次南运河综合治理的工程范围。
二、工程实施概况
现状南运河上口宽度约在10～40m，河底高程约在0.6～2.5m（大沽水平），两岸现状地面高程约为3.2～6.6m（大沽水平），河道两侧河坡大部分为土坡，路堤残破。部分河段被岸边居民侵占建房，甚至部分河段淤废，河道功能丧失。由于沿途或支流大量的工业废水和生活污水的排入，河道污染严重，河水呈黑色，蚊蝇滋生，河边杂草丛生，垃圾成堆，卫生条件极其恶劣，有着历史文明的南运河已经名副其实地成了臭水沟。
根据天津市的河湖水系规划，南运河定位为打造一条贴近生活、融入生活、丰富生活的景观河道。其功能只排沥不行洪，兼有景观和通航功能。河道规划流量为30～40m3/s，河道上口宽度30～36 m，设计正常水位2.000m，设计最高水位为2.700 m，河底高程（外环线～三元村泵站）为 0.180～-0.300m，河底纵坡0.080‰，沿河道路断面宽度为20～25m。
南运河综合治理工程分两年、两期实施，于2005年10月开工，2007年5月竣工，共计治理河道6 公里，其中河道清淤75万立方米，挖填土方21万立方米，改建排水口门12处，新建跨河闸2座。新建沿河道路16.5公里，铺设d300～d2200mm雨水和截污管道36公里，新建雨水泵站3座。新建桥梁8座，形成绿地84 公顷。总投资人民币10.6亿元。
三、工程主要技术措施
根据南运河治理工程的要求，此次工程设计遵循四大原则。博士论文，生态自然。第一要有超前的意识，根据天津市总体规划，按河道功能进行治理，对沿线进行截污，结合沿线的绿化及道路工程，将其建成市区乃至全国一流的景观河道。第二要有环保意识,要充分考虑河道水体水质的保持，将生态治河理念贯穿设计始终，同时从治理目标到治理手段和工艺都要为天津的环境建设服务；第三要有人文意识，挖掘运河历史文化，力求将治理工程与沿河周边的自然、人文环境有机的结合，使人亲水亲绿，体现运河的历史古韵和自然风貌；第四要力求社会效益、环境效益与经济效益三者的协调统一，造福子孙、服务社会。
依据以上设计原则，本次河道设计充分体现了生态、自然的治河理念，而其中的河道水质的保持和堤岸设计是决定治理效果的决定性因素，起着举足轻重的作用，以下结合南运河治理的具体方案，从两个方面进行论述：
（一）河道水质保持方案
南运河水质保持是利用生态措施和工程措施、管理措施有机结合的手段，采用外源控制与内源控制相结合的综合性方案。
1、外源污染控制措施
外源污染控制技术措施主要指污水截流工程，沿河铺设污水截流管道，截流所有污水排放口，将污水引入地区规划污水泵站排入污水处理厂，避免生活污水和工业废水对河道造成污染。同时加强河道管理力度，严格禁止倾倒生活垃圾等污染物，经常打捞河道漂浮物，基本实现河道的零污染。
世界上一些发达国家城市河流治理的经验表明，要发挥城市河流的生态功能，控制污水直接排放入河，是减轻河流污染的根本措施。城市河流的生态功能一定程度上依赖于河流水质的清洁，从生态环境保护的观点出发，城市河流不应是工业、生活污水的纳污之地。博士论文，生态自然。城市河流如果成为城市排污场所，意味着城市河流生态功能的消失，城市河流只剩下排污的功能，对城市的生态建设将是致命的威胁。城市与河流要和谐相处，治理河流污染要标本兼治，治本为主。只有重视污染源治理，加强截污工程建设力度，才是根本出路。
南运河治理工程沿河共新建截污管道17.5公里，并按规划实现了污水排放，完善了河道两岸的污水排放设施，彻底解决了河道沿线地区的污水排放问题。
2、内源污染控制措施
内源污染控制技术措施主要是指通过工程和管理的有机结合实现水体的净化，控制污染物的富集和释放，尽量使水中各种营养物质实现动态平衡，处于相对稳定状态，有效抑制内源污染，使南运河水质得以长期保持。
实现水体的循环和沟通
根据《天津市中心城区河湖水系沟通与循环规划》，市区南运河涉及到两个循环圈：①子牙河―外环河―南运河―海河为一个循环圈：即从子牙河提水入外环河，外环河水沿逆时针方向经南运河流到海河。子牙河、外环河、南运河、海河组成环状水体，形成水体循环圈。②南运河―津河―海河为一个循环圈：从海河提水入南运河，经南运河、津河入海河。南运河、津河、海河组成环状水体，形成水体循环圈。
 本次南运河工程利用环外新建的跨河闸使河道与上游河段截断，同时在南运河与外环线交口新建循环泵站一座，引子牙河水入外环河，形成子牙河―外环河―南运河―海河的水体循环圈。其次可以开启现状明珠泵站将海河水提升入南运河，作为津河及其下游二级河道的补充水源，然后再将水排入海河，形成南运河―津河―海河的水体循环圈。博士论文，生态自然。
图1南运河水循环示意图
以上利用人工调控的强制水体循环措施，通过水体置换来降低水体营养物质浓度，有效的避免了水体的富营养化，同时增加水体的流动性，实现了水体的循环和补氧，且有较好的景观作用。
生态护岸的设计
生态护岸指的是利用植物或者植物与土木工程相结合，对河道坡面进行防护的一种新型护岸型式。博士论文，生态自然。生态护岸集防洪效应、生态效应、景观效应和自净效应于一体，代表着护岸技术的发展方向，越来越受到人们的关注。当采用传统的方法进行堤岸防护时，河道大量地被衬砌化、硬质化，这固然对防洪起到了一定的积极作用，但同时对整个生态系统的破坏也是显而易见的，传统型式的护坡将水、土体及其它生物隔离了开来，阻止了河道与河畔植被的水气循环。相反，生态护岸却可以把水、河道与堤防、河畔植被连成一体，构成一个完整的河流生态系统。博士论文，生态自然。生态护岸的坡面植被可以带来流速的变化，为鱼类等水生动物和两栖类动物提供了觅食、栖息和避难的场所，对保持生物多样性也具有一定的积极意义。
南运河河道设计断面为梯形断面，为避免景观的生硬、呆板，护岸自常水位2.0m以下0.2m开始修筑，高程1.8m以下采用混凝土菱形骨架或装配梁型式护岸，高程1.8m以上根据景观的要求及地形地质等条件的不同，采用植草护坡或亲水平台型式。该护岸型式在考虑护坡具有一定强度、安全性和耐久性的同时，充分考虑生态效果，把河堤由过去的整体混凝土或浆砌石护坡改为混凝土镂空护坡，能使水体和土体、水体和植物或生物相互涵养，适合生物生长的近自然状态的护坡。同时由于采用预制混凝土拼装施工，大大缩短了施工时间。
 图2 南运河断面图
图3南运河菱形骨架护坡图
 
图4南运河装配梁型式护坡图
南运河护岸作为生态护岸，可以增强水体的自净功能，改善河流水质。当污染物排入河流后，首先被细菌和真菌作为营养物而摄取，并将有机污染物分解为无机物。而细菌、真菌又被原生动物吞噬，其所产生的无机物如氮、磷等作为营养盐类又被水中的浮游动物、鱼、虾等所食，发挥了水体的自净作用，即按食物链的方式降低污染物浓度。
同时南运河生态护岸上种植于水中的菖蒲、芦苇等水生植物，能从水中吸收无机盐类营养物，其庞大的根系还是大量微生物吸附的好介质，有利于水质净化。南运河护岸中部分河段岸边放置的石头、种植的植物形成水的紊流，有利于氧从空气传入水中，增加水体的含氧量，有利于好氧微生物、鱼类等水生生物的生长，促进水体净化，使河水变得清澈、水质得到改善。
（二）河道堤岸设计
水环境是城市环境的重要组成部分，应当融入城市市民的整个生活环境中。作为重要内容的河道堤岸设计要结合城市景观规划，以水造景，把水景观融入城市景观，充分考虑城市河流沿岸居民和游人的活动需求及环境感受，以“绿”和“水”作为空间基质，构成景观开敞的亲水性人文活动空间，为市民创造一个安全、舒适和富有情趣的水边环境。
南运河堤岸设计的原则是：（1）通过堤岸改造和景观塑造，创造南运河独有的田园化、自然化、生态化的总体效果；（2）通过堤岸改造有效弱化河道驳岸水线上的生硬感，强调亲水性；（3）通过缓坡、台阶、平台等手法，丰富运河景观，解决绿地标高问题；（4）通过设置亲水平台、码头，解决交通、人流问题，满足通航、游览要求，最终实现一个生态化的、人性化的、实用且美的堤岸。
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