基于玉符河生态补水的卧虎山水库优化水量调度

按照玉符河生态基流量计算结果及生态补水方案，在确保下游周王庄桥断面最小0.39m3/s流量的情况下，卧虎山水库需放水1140万m3/a。但是卧虎山水库目前仍承担着济南市防洪、供水及生态服务的任务，是否有足够的水量满足玉符河干流生态补水要求，如何调度，需要开展进一步的研究。

1.卧虎山水库水功能定位

图4-3-28　25+000断面（周王庄桥）水位、流量随时间变化线

图4-3-29　子槽方案计算河段水面线

卧虎山水库是济南市唯一一座大型水库，其首要任务是确保济南、津浦铁路、黄河防洪安全，尤其是济南市防洪安全，也是济南市城市供水的重要水源地之一。卧虎山水库始建于1958年，改扩建于1976年，控制流域面积557km2，占玉符河流域总面积的74.2%，设计总库容1.164亿m3，设计兴利库容0.6483亿m3，死库容0.035亿m3。水库多年平均净来水量5922万m3，2002年完成了水库增容工程后，兴利库容由3890万m3提高至6483万m3。由于近年济南市泉水长时间停止喷涌，为保持泉城特色，2001年济南市水利局由卧虎山水库放水至玉符河，通过玉符河强渗漏带迅速补充泉城地下水，促进了当年泉群喷涌。

水功能是指水体及其周边一定范围的陆域共同构成承担的一定城市功能，卧虎山水库由水库、坝堤以及下游干流共同构成相对独立的功能区，目前，卧虎山水库定位是集防洪、供水、生态服务于一体的多功能大型水库。

（1）防洪功能。卧虎山水库防洪首要任务是确保济南、津浦铁路、黄河安全，尤其是济南市安全。防洪任务重，特别是玉符河下游，黄河河床逐年淤积抬高，已成为倒坡降，河道兴洪不畅。当水库泄洪时，如遇黄河水顶托，则洪水无法进入黄河，积存在下游羊角屿一带，将给人民群众造成重大损失，因此卧虎山水库泄洪必须正确处理与黄河的关系，还要兼顾上下游关系，努力做到正确滞洪、泄洪，以减少洪水给群众和国家造成的经济损失。根据玉符河实际情况，各种下泄流量影响如下：第一安全泄量：100m3/s，目的是保护玉符河上游的河滩地不受损失，并减少对玉符河末端沿黄河滩区耕地淹没。第二安全泄量：800m3/s，目的是减轻下游河道洪峰流量，保护跨河公路、桥梁安全行洪。第三安全泄量：2800m3/s，目的是避免玉符河洪水出槽危机及济南市安全。特殊安全泄量：3900m3/s，目的是保护津浦铁路桥安全，使其按加固后的最大泄量行洪，以保护铁路安全。但此时济长公路附近洪水已出槽，济南市损失严重。根据以上各泄量情况分析，结合卧虎山水库主要防洪任务，确定20年一遇控制下泄流量800m3/s，50年、100年一遇控制下泄流量1300m3/s，万年一遇控制下泄流量2800m3/s。

（2）供水功能。卧虎山水库的供水功能包括两部分，向城市生活供水和农业灌溉用水。城市生活用水：卧虎山水库自1988年开始向济南市城市供水，供水量如图4-3-30所示。

由图3-3-30可以看出，2000年以前卧虎山水库向城市的供水大致呈增加的趋势，2000年以后至今逐渐趋于稳定，以5万m3/d的供水规模通过济南市南郊水厂向济南市城市生活供水。农田灌溉用水：卧虎山水库灌区1985年山东省水利厅审定设计灌溉面积8.3万亩，有效灌溉面积6.67万亩，现实际灌溉面积2.0万亩，灌溉水有效利用系数0.55。

图4-3-30　历年卧虎山水库城市供水量

（3）生态服务功能。卧虎山水库上游汇集锦绣川、锦银川、锦阳川三川的来水，下游连通玉符河主干流，玉符河干流强渗漏带是济南市泉水的重要补给区，因此特殊地质条件使得卧虎山水库具有了特殊的生态服务功能。此外卧虎山水库合理的调度放水对于下游河道的生态系统保护具有重要的意义。因此，卧虎山水库的生态服务功能包括两部分：地下水生态补源功能和河道内生态补水功能。

1）地下水生态补源功能。根据济南市水利局已有资料，卧虎山下游宅科至武警桥河段，河床以砂、卵砾石为主，并且与下伏灰岩直接接触，下伏灰岩在催马庄上游为张夏组灰岩，以下的凤山组至奥陶系灰岩，其岩溶均很发育，砂、卵砾石中的孔隙水均可补给灰岩地下水。沿催马-党家庄-文庄方向，张夏组灰岩接受河水补给后，受断裂构造影响，可补给凤山组至奥陶系含水层，沿这个方向向前，就形成了对济南市四大泉群的泉水补给（狄成斌，2007）。

2）河道内生态补水功能。河道内生态补水功能主要满足玉符河干流河道内生态基流。卧虎山水库的兴建为发展供水和灌溉事业提供了巨大机会。但是通过水库的蓄水严重导致了下游河道的断流、干涸，造成了河流的非连续化，引起了一系列生态胁迫效应，使得玉符河河流廊道生态系统受到严重的破坏。对于其下游物理性质的影响可以分为两类：第一类问题是栖息地的变化，主要指卧虎山库区淹没、泥沙淤积，下游冲刷引起河道变化；第二类问题是下游河道水文、水力学因子变化引起的生态过程的变化。解决第一类问题主要靠河流生态修复工程。解决第二类问题的手段，即改善卧虎山水库的生态调度方法，在不影响水库的社会经济效益的前提下，尽可能考虑河流生物对于水文、水力学因子的需求。因此，对卧虎山水库进行合理的调度，既实现一定的地下水生态补源，又满足下游河道的最小生态基流，保持一定数量的生物多样性，是卧虎山水库今后运行调度需要考虑的关键问题。

2.水库水量优化调度数据输入

（1）卧虎山水库来水量。卧虎山水库来水量采用1965—2006年（采用水文年，当年6月至下一年5月）卧虎山水库历年逐月入库水量。卧虎山水库1965—2006年入库水量见表4-3-16。

表4-3-16　卧虎山水库1965—2006年入库水量统计表　单位：万m3

（2）卧虎山水库损失水量。本次仅考虑卧虎山水库水面蒸发损失水量。水面蒸发损失水量等于水面蒸发损失深乘以水库月平均水面面积，本次水面蒸发损失深近似等于水面蒸发量减去库区降水量。

卧虎山水库1965—2006年水面蒸发损失深计算结果见表4-3-17。

表4-3-17　卧虎山水库1965—2006年蒸发损失深计算成果表　单位：mm

（3）供水量。卧虎山水库供水量包括城市供水、下游玉符河生态补水和农业供水。根据卧虎山水库目前供水情况，城市供水为5万m3/d，年需水量1825万m3。生态补水主要考虑非汛期，即当年10月至次年5月，月需水量为143万m3，年需水量1140万m3。农业供水考虑卧虎山水库灌区2万亩农业灌溉需水，农业灌溉需水等于农业净灌溉定额除以灌溉水有效利用系数再乘以灌溉面积，灌溉水有效利用系数取0.55，1965—2006年净灌溉定额见表4-3-18。

表4-3-18　卧虎山水库灌区1965—2006年净灌溉定额计算成果表　单位：m3/亩

（4）卧虎山水库水位—库容—面积关系。卧虎山水库兴利水位130.5m，相应库容6483万m3；死水位112.7m，相应库容350万m3；汛限水位126m，相应库容3975万m3；设计洪水位131.81m，相应库容7714万m3。卧虎山水库水位—库容—面积关系见表4-3-19和图4-3-31。

表4-3-19　卧虎山水库水位—面积—库容关系表

图4-3-31　卧虎山水库水位—库容—面积关系曲线

3.水库合理调度模式

本次重点针对水库的合理调度模式开展研究，根据卧虎山水库各用水户需水要求，确定卧虎山水库各用水户之间的合理调度模式。为考察在考虑水库下游河道生态补水的情况下，对其他用户的影响和各用户之间的合理调度方式，本次研究确定3种不同的卧虎山水库调度运行模式，经过优选，确定考虑生态补水情况下的水库合理调度方式。

不考虑生态补水的调度模式。该模式不考虑卧虎山水库的生态补水功能，旨在考察卧虎山水库在满足目前用水户需水要求的情况下，弃入下游河道的水量及年内分配情况。

考虑生态补水的调度模式。该模式考虑卧虎山水库的生态补水功能，水库调算是汛期按汛限水位进行调度，旨在考察在考虑生态补水的情况下，对其他用户的影响程度及生态补水年内分配情况。

调整后的合理调度模式。该模式在第二种模式的基础上，通过提高汛限水位等措施，提高水库的供水能力，旨在考察经过调整以后，能否减轻对其他用水户的影响及生态补水年内分配情况。

（1）不考虑生态补水的调度模式（模式1）。该调度模式不考虑单独预留出卧虎山水库下游玉符河生态补水，只考虑卧虎山水库现状各用水户用水量，考察在不预留生态补水的情况下的卧虎山水库下泄水量，调算时汛限水位与兴利水位重合，兴利水位130.5m，兴利库容为6483万m3，死水位112.7m，死库容为350万m3。

按照调算原理，供水量只考虑城市供水和农业供水，对卧虎山水库进行逐月调节计算，调节计算时考虑卧虎山水库蒸发损失量，渗漏损失量忽略不计，城市供水量按5万m3/d计（1825万m3/a），农业灌溉面积按2万亩，灌溉水有效利用系数取0.55。调节计算结果见表4-3-20。

表4-3-20　模式1卧虎山水库调节计算结果表　单位：万m3

由表4-3-20可知，卧虎山水库多年平均来水量为5922万m3，各水文年城市供水和农业灌溉用水均能保证，多年平均城市、农业供水量分别为1825万m3、658万m3，保证率均达到97.6%，多年平均弃水量3136万m3。该模式卧虎山水库历年各月弃水量见表4-3-21。

表4-3-21　模式1卧虎山水库历年逐月弃水量表　单位：万m3

模式1卧虎山水库多年平均各月弃水量柱状图见图4-3-32。

图4-3-32　模式1卧虎山水库多年平均各月弃水量柱状图

可以看出，在不考虑预留生态补水的情况下，多年平均弃水量3136万m3，主要集中在7月、8月、9月，另外6月、10月、11月、12月、1月部分年份有少部分弃水，不能满足卧虎山水库下游玉符河生态需水要求。

（2）考虑生态补水量的调度模式（模式2）。该调度模式考虑单独预留出卧虎山水库下游玉符河生态补水，同时考虑卧虎山水库现状各用水户用水量，考察在考虑预留生态补水的情况下的卧虎山水库下泄水量。调算时汛限水位与兴利水位不重合，汛限水位为126m，相应库容3975万m3；兴利水位130.5m，相应库容为6483万m3；死水位112.7m，相应库容为350万m3。

根据卧虎山水库各用水户供水优先顺序（生活用水高于生态补水，生态补水高于农业用水），首先制定卧虎山水库调度曲线，确定各用水户的限制水位线，方法采用全系列倒演算法。经分析计算，卧虎山水库调度运行曲线见表4-3-22和图4-3-33。

表4-3-22　模式2卧虎山水库调度运行曲线计算成果表　单位：m

在调度运行曲线图中，水位由低到高依次是死水位、生态补水限制水位、农业供水限制水位、农业供水保证水位、汛限水位、兴利水位、设计洪水位、校核洪水位。各调度分区依次为：死水位以下为停止供水区，此区域停止一切供水；死水位至生态补水限制水位之间，为保证城市供水区域，在此区域可保证城市供水，生态补水和农业供水均遭到破坏；生态补水限制线至农业补水限制线之间为保证生态补水和城市供水区，在此区域仅农业供水遭到破坏；农业供水限制线至汛限水位和兴利水位之间为保证农业供水区域，在此区域各用水户供水均能得到保证；兴利水位以上区域为调洪区。

按照调算原理，供水量考虑城市供水、农业供水和生态补水，根据确定的调度曲线，对卧虎山水库进行逐月调节计算，调节计算时考虑卧虎山水库蒸发损失量，渗漏损失量忽略不计；城市供水量按5万m3/d计（1825万m3/a）；农业灌溉面积按2万亩，灌溉水有效利用系数取0.55；生态补水量只考虑当年10月至下一年5月，不考虑汛期6—9月，月补水量为143万m3。调节计算结果见表4-3-23。

图4-3-33　模式2卧虎山水库调度运行曲线图

表4-3-23　模式2卧虎山水库调节计算结果表　单位：万m3

续表

由表4-3-23可知，卧虎山水库多年平均来水量为5922万m3，各水文年城市供水均能保证，年供水量1825万m3，保证率均达到97.6%；多年平均生态补水量1097万m3，生态补水2年缺水，供水保证率92.9%；多年平均农业供水量为418万m3，农业灌溉20年缺水，供水保证率50%；多年平均弃水量2373万m3。

该模式卧虎山水库历年各月弃水量见表4-3-24。

表4-3-24　模式2卧虎山水库历年逐月弃水量表　单位：万m3

续表

由表4-3-24可以看出，在考虑汛限水位并预留生态补水的情况下，多年平均弃水量2373万m3，主要集中在7月、8月、9月，另外当年10月至下一年5月各月考虑了生态补水量。弃水量和生态补水量都泄入卧虎山水库下游河道，多年月平均生态补水和卧虎山水库弃水量见表4-3-25、图4-3-34。

表4-3-25　模式2多年月平均生态补水和卧虎山水库弃水量计算成果表　单位：万m3

图4-3-34　模式2多年平均各月生态补水和弃水量柱状图

（3）实施供水调整的调度模式（模式3）。该调度模式考虑单独预留出卧虎山水库下游玉符河生态补水，同时考虑卧虎山水库现状各用水户用水量，考察在考虑预留生态补水的情况下的卧虎山水库下泄水量。调算时汛限水位与兴利水位重合，兴利水位130.5m，相应库容为6483万m3；死水位112.7m，相应库容为350万m3。

首先制定卧虎山水库调度曲线，方法同模式2。经分析计算，模式3卧虎山水库调度运行曲线见表4-3-26、图4-3-35。

表4-3-26　模式3卧虎山水库调度运行曲线计算成果表　单位：m

在该模式调度运行曲线图中，汛限水位与兴利水位重合，调度分区同模式2。

按照调算原理，供水量考虑城市供水、农业供水和生态补水，根据已制定的调度曲线，对卧虎山水库进行逐月调节计算，调节计算时考虑卧虎山水库蒸发损失量，渗漏损失量忽略不计；城市供水量按5万m3/d计（1825万m3/a）；农业灌溉面积按2万亩，灌溉水有效利用系数取0.55；生态补水量只考虑当年10月至次年5月，不考虑汛期6—9月，月补水量为143万m3。调节计算结果见表4-3-27。

图4-3-35　模式3卧虎山水库调度运行曲线图

表4-3-27　模式3卧虎山水库调节计算结果表　单位：万m3

续表

由表4-3-27可知，卧虎山水库多年平均来水量为5922万m3，各水文年城市供水均能保证，年供水量1825万m3，保证率均达到97.6%；多年平均生态补水量1124万m3，生态补水1年缺水，供水保证率95.2%；多年平均农业供水量为502万m3，农业灌溉12年缺水，供水保证率69%；多年平均弃水量2208万m3。该模式卧虎山水库历年各月弃水量见表4-3-28。

表4-3-28　卧虎山水库历年各月弃水量　单位：万m3

续表

由表4-3-28可以看出，在不考虑汛限水位并预留生态补水的情况下，多年平均弃水量2208万m3，主要集中在7月、8月、9月、10月，另外当年10月至下一年5月各月考虑了生态补水量。弃水量和生态补水量都泄入卧虎山水库下游河道，多年月平均生态补水和卧虎山水库弃水量见表4-3-29和图4-3-36。

表4-3-29　模式3多年月平均生态补水和卧虎山水库弃水量计算成果表　单位：万m3

图4-3-36　模式3多年平均各月生态补水和弃水量柱状图

（4）模式优选。

1）城市供水量。卧虎山水库主要供城区居民生活用水，此部分供水保证率较高，是应首先予以保证的水量，在供水次序上处于最高级别。调算时在考虑此部分供水的基础上，再向其他用户供水，因此，此部分水量3种模式均能保证。

2）农业供水量。模式1没有考虑预留出生态补水量，只考虑了城市供水和农业供水，该模式历年农业供水均能保证，保证率达到97.6%；模式2考虑了预留生态补水，同时考虑了城市供水和农业供水，采用的卧虎山水库汛限水位低于兴利水位，该模式农业供水破坏较严重，保证率仅达到50%；模式3考虑了预留生态补水，同时考虑了城市供水和农业供水，采用的卧虎山水库汛限水位与兴利水位重合，该模式农业供水破坏程度明显低于模式2，保证率仅达到69%，可见提高汛限对于提高农业供水保证率起到了关键作用。3种模式农业供需水情况比较见表4-3-30。

表4-3-30　3种模式农业供需水情况比较表

3）生态补水量。卧虎山水库下游玉符河河道年生态需补水量1140万m3，主要是当年10月至次年5月，每月需补水量143万m3。模式1没有考虑卧虎山水库下游生态补水要求，生态补水量为0；模式2考虑了生态补水要求，但是由于汛限水位较低，生态补水供水保证率为93%；模式3考虑了生态补水要求，并提高了汛限水位，生态补水保证率得到相应提高，达到95%。3种模式生态补水情况比较见表4-3-31。

表4-3-31　3种模式生态补水情况比较表

4）弃水量。

3种模式多年月平均弃水量见表4-3-32和图4-3-37。

表4-3-32　3种模式多年月平均弃水量成果表　单位：万m3

图4-3-37　3种模式多年月平均弃水量柱状图

由表4-3-32、图4-3-37可以看出，3种模式卧虎山水库弃水量均集中在7—9月，其水量模式1＞模式2＞模式3，主要原因在于模式1没有考虑生态补水要求，卧虎山水库供水量较小，弃水量较大；模式2虽然考虑了生态补水要求，但汛限水位较低，造成弃水量大于模式3；模式3考虑了生态补水要求，但提高了汛限水位，因此弃水量低于其他两种模式。

5）卧虎山水库入玉符河水量。

卧虎山水库入玉符河水量包括生态补水量和弃水量。3种模式多年月平均卧虎山水库坝下入玉符河水量见表4-3-33和图4-3-38。

表4-3-33　3种模式多年月平均卧虎山水库坝下入玉符河水量计算成果表　单位：万m3

图4-3-38　种模式多年月平均卧虎山水库坝下入玉符河水量柱状图

由表4-3-33和图4-3-38可以看出，3种模式多年月平均卧虎山水库坝下入玉符河水量模式1＜模式3＜模式2。这主要是因为模式1没有考虑预留出生态补水量，因此入玉符河水量小于其他两种模式，且此部分水量集中在汛期，其他月份基本无下泄水量；模式2与模式3比较，虽然模式2卧虎山水库入玉符河总水量较大，但是模式2主要是7月、8月、9月三个月入玉符河水量较模式3大，而其他枯水月份模式2卧虎山水库入玉符河水量均不大于方案3，说明模式3对于卧虎山水库下游河道的生态补水效果要好于其他两种模式。综上所述，模式1虽然能够满足城市供水和农业供水要求，但是没有考虑生态补水，卧虎山水库对下游河道补水集中在汛期，其他月份基本无下泄水量，不能满足下游河道的生态需水要求；模式2虽然考虑了下游河道生态需水要求，但是由于汛限水位较低，对农业供水破坏程度较大；模式3通过提高水库汛限水位，在保证城市供水和生态补水的前提下，较模式2大大提高了农业供水保证率，降低了对农业灌溉用水户的影响。模式3综合考虑了各用水户的需水要求，提高了卧虎山水库的供水能力，在充分发挥水库的供水功能、提高水库的供水效益的基础上，可以满足下游河道的生态需水要求，对于下游河道的生态恢复将起到关键性作用。因此，模式3优于其他两种调度模式。

总之，卧虎山水库向玉符河中、下游实施生态补水的最佳调度模式是，将汛限水位提高到兴利水位，单独预留生态补水量，在维持现有城市供水规模的同时适当压缩农业供水量。

（五）玉符河生态修复技术方案

1.上游三川水土保持工程技术方案

玉符河流域上游三川是济南市泉群的最重要补给区，其水土保持及水源涵养能力历来备受关注。虽然现状水平下该区域林地覆盖率达到49.86%，远高于济南市平均水平，但仍存在较大的水土流失面积。因此，继续加大上游水土流失治理力度，开展沟道及坡面防护建设，从而提高其保持土壤及水源涵养能力，对于改善玉符河流域生态环境、保障下游河道常年畅流具有十分重要的意义。

（1）措施布局。玉符河上游地区坡面水土流失主要发生在坡耕地，其次是荒坡，治理的基本要求是沟坡兼治，形成坡面、沟道多层防护体系，在坡上部修建窄条梯田，栽植经济林，坡中部修建水平梯田，坡下部营造乔、灌林或混交林，主要是建设沟坡防治体系和沟道防治体系。沟坡防治体系是指：缓坡修梯田，陡坡造水平阶、鱼鳞穴，造林种草，兴建果园，形成以林草为主，工程措施和生物措施相结合的坡面防治体系；沟道防治体系是指：沟道从上游到下游，从毛沟到支沟，支沟到干沟，兴建谷坊、塘坝、拦河坝等蓄水工程，以抬高侵蚀基点，防止沟道下切，增加地表径流拦蓄量，形成以拦蓄工程与林草措施相结合的沟道防治体系。

（2）反坡梯田工程技术。梯田是山区、丘陵区常见的一种基本农田，它因地块顺坡按等高线排列呈阶梯状而得名。梯田在水土保持方面的功能十分明显，可以增加土壤水分、防治水土流失，达到保水、保土、保肥的目的，同改进农业耕作技术结合，能大幅度地提高产量。在玉符河上游分布着不少的梯田，对于固持土壤、涵养水源发挥了重要的作用。梯田按断面形式可分为阶台式梯田和波浪式梯田两类，而阶台式梯田根据阶台坡向又可分为水平梯田、坡式梯田、反坡梯田和隔坡梯田4种。从增加拦蓄水量角度来看，反坡梯田非常适合玉符河上游地区。

图4-3-39　反坡梯田断面示意图

1—反坡角度一般不超过2°；2—田坎；3—地埂；4—田面；5—原地面

反坡梯田，田面微向内侧倾斜，反坡一般可达2°，能增加田面蓄水量，并使暴雨时过多的径流由梯田内侧安全排出，其断面形式如图4-3-39所示。该类梯田适于栽植旱作与果树，是我国北方缺水地区重要的水土保持工程形式。

（3）梯级谷坊群工程技术。在沟道内层层布设谷坊类蓄水工程，在防治沟床上切、扩张的同时还可以做到“高水高用，低水低用，梯度开发”。谷坊的作用主要是：抬高侵蚀基准面，防止沟床下切；抬高沟床，稳定山坡坡脚，防止沟岸扩张及滑坡；减缓沟道纵坡，减小山洪流速，减轻山洪或泥石流灾害；使沟道逐渐淤平，形成坝阶地。谷坊根据所用的建筑材料，大致可分为土谷坊、干砌石谷坊、枝梢（梢柴）谷坊、插柳谷坊（柳桩编篱）、浆砌石谷坊、竹笼装石谷坊、木料谷坊、混凝土谷坊、钢筋混凝土谷坊、钢料谷坊等。玉符河上游水系繁多，可以采取就地取材的方式，广泛建筑谷坊。而从增加拦蓄水源的角度出发，应当尽可能地建设梯级谷坊群。

梯级谷坊群，就是对一条沟道自下而修筑多道谷坊，而且上一道谷坊的坝底与下一道谷坊的坝顶相平，如此，所有的谷坊就成为一个有机的整地，使固土、保水的效果更佳。其纵断面布置示意图，如图4-3-40所示。

图4-3-40　谷坊群纵断面布置示意图

（4）护基工程技术。玉符河上游降雨较为丰沛，容易引发山洪灾害，为保护陡坡沟道内修建的谷坊安全，还应进行必要护基工程建设。护基工程常与护坡工程联合建设，以加强沟道安全。在谷坊坝址以上的沟道两侧进行护基工程建设，主要目的就是为了保护谷坊在淤沙后的安全，防止山洪向沟道两侧冲刷。护基工程有多种形式，最简单的一种是抛石护基，即用比施工地点附近的石块更大的石块铺设至沟道护岸工程的基部进行护底，其石块间的位置可以移动，但不能暴露沟底，以保证基础免受洪水冲刷淘深，较耐用并有一定挠曲性，是较常用的方法。在缺乏大石块的地区，可采用梢捆或木框装石的护基工程。护基工程示意图如图4-3-41所示。

图4-3-41　护基工程示意图

（5）混交林营造工程技术。在建国初期，中国大部分地区开展了植树造林活动，为提高全国整体的森林覆盖率发挥了重要的作用。在玉符河上游地区，也分布着大面积该时期种植的侧柏林。但是，那时的造林，大多采用纯林方式，在生态功效、病虫害防治等方面存在诸多弊端。随人们对林地内在机理的认识，主张在有条件的区域按混交方式进行造林。对于玉符河上游现存的荒地、未利用地，在造林时应考虑采用混交方式开展。

混交林中的树种分为主要树种、伴生树种和灌木树种，按不同的树种进行搭配就可以组成多种类型；另外，也可以按树种特征分为针阔叶树种混交林、阴阳性树种混交林和乔灌木树种混交林。在混交方法上，有株间混交、行间混交、带状混交和块状混交等，玉符河上游地区可根据不同的立地条件选择适当的混交方法。事实上，济南市南部山区在造林树种选择上，当前已出现了众多的成功案例，如红叶谷将枫树与桐栌混交营造了美好的景观。不同的混交林方式如图4-3-42所示。

图4-3-42　混交林混交方式示意图

2.卧虎山水库水质保护技术方案

卧虎山水库污染物质按来源可分为外源性污染物质和内源性污染物质，对前者主要是从库区外围考虑减少入库总量，对后者则通过在库区内利用化学、工程和生物等方法来实现自净。结合卧虎山水库实际情况，优选出以下水质保护技术。

（1）外源性污染物质的控制方法。

1）流域内面源污染实现总量控制，点源污染则要求集中处理后达标排放。实现流域内污废水的达标排放，从根本上截断外部输入源。相对于点源来讲，非点源污染不仅量大而且较难控制，可以通过控制农业总种植面积以及氮肥施用量，平衡氮、磷、钾的比例，有机肥还田，发展“微生物菌肥”和农业农田灌溉节水等方式加以控制（周锐，2008）。

2）土地处理技术。污水特别是生活污水中含有大量的氮、磷等营养物质，用污水通过慢速渗滤方式进行农业灌溉可以满足农作物和其他植物生长所必需的营养，同时也去除了污染物质。工艺流程如下：原污水—污水蓄水池—厌氧调节池—土地处理系统—排水井。该方法对氮、磷等污染物的去除效果较好，但是水力负荷一般较低，渗流速度慢。

3）恢复和重建滨岸带生态系统。一是建立环库湿地保护带，这是从迁移、转化途径上控制周边汇流区地表径流营养物入库的最后一道防线；二是恢复和重建滨岸水生植被，通过物理、生物阻滞作用促使污染物沉积并大量吸收营养盐；三是改造上游三川入库口生态与环境，充分发挥入库口自然净化作用。

（2）内源性污染物质的控制方法。

1）底泥疏浚技术。底泥疏浚是修复水库水质的一项有效技术，能够彻底去除积累在其中的有毒有害物质，但须注意防止底泥泛起以及底泥的合理处置，避免二次污染。

2）气体抽提技术。利用真空泵和井，在受污染库区诱导产生气流，将有机污染物蒸气，或者将被吸附的、溶解状态的或自由相的污染物转变为气相，抽提到地面，然后再进行收集和处理。

3）前置库技术。在上游三川支流，利用已有的库（塘）拦截暴雨径流，并先行给予净化处理。工艺流程如下：径流污水—沉砂池—配水系统—植物塘—湖泊。水生植物是前置库中不可缺少的主要组成部分，从水体和底质中吸收大量氮、磷满足生长需要，成熟后从前置库中去除被利用。

4）生物调控技术。生物调控技术是利用营养级链状效应，在水库中投入选择鱼类，吞食另一类小型鱼类，借以保护某些浮游动物不被小型鱼类吞食，而这些浮游动物的食物正是人们所讨厌的藻类。该技术具有处理效果好、工程造价低、运行成本低，不会形成二次污染等特点，还可适当提高水库的经济效益。

5）微生物修复技术。微生物可以将受污染水体中的有机物降解为无机物，对部分无机污染物如氨氮进行还原。为了充分发挥微生物在污染物降解和转化方面的作用，目前有两种方式：一是补充污染物高效降解微生物，可以使用具有某种特定功能的菌群；也可以从受污染水体和底泥中分离筛选后富集培养，再返回受污染水域；还可以利用基因工程菌的接合转移。二是为土著微生物提供合适的营养和环境条件。合适的营养和环境条件可以激活生长代谢缓慢或处于停滞状态的土著微生物，使其重新具有污染物高速分解的能力。

3.骨干河道生态修复技术方案

对玉符河干流进行生态修复是其生态修复不可缺少的内容，包括水量优化调度技术、生态护岸工程技术、缓冲带建设工程技术和河流水质净化工程技术等。

（1）水量优化调度技术。骨干河道的生态修复第一步是水文条件的改善，保证最低的生态基流量是十分必要的。但是，由于北方地区大气降水呈现出年际、年内分配极其不均的特点，若要保障河道常年流水就必须通过必要的工程措施进行水量优化调度。玉符河上游地区水库众多，下游又建设了橡胶坝工程，为实施多工程的水量调度提供了基础条件。

玉符河基于骨干河道生态补水的多工程水量优化调度，总体上就是利用上游中、小型水库、塘坝等拦蓄水设施增加汛期蓄水总量，在骨干河道面临断流风险时补充生态用水。补水时，从卧虎山水库大流量放水至104国道橡胶坝，再利用人工子槽以生态基流输水至河口湿地。在此过程中，需要掌握动态的雨情、工情等信息，实施动态调度。

（2）生态护岸工程技术。岸坡防护生态工程技术遵循自然规律，它所重建的近自然环境除了满足以往强调的防洪工程安全、土地保护、水土保持等功能以及后来提倡的环境美化、日常休闲游憩外，同时还兼顾维护各类生物适宜栖息环境和生态景观完整性的功能。在防洪工程建设和安全管理与河流生态保护和修复间寻找一最佳的平衡点。就玉符河而言，以下几类护坡工程技术可以采用（赵良举，2005）。

1）抛石加植被护岸技术。此项技术可应用于玉符河河道较宽、水流平缓的河道处常水位以下的护坡中。该项技术施工简单，块石适应性强，已抛块石对河道岸坡河床的后期变形可作自我调整。块石有很高的水利糙率，可减小波浪的水流作用，保护河岸土体抵御冲刷侵蚀。但在水流长期作用下，部分石块会逐渐损失，因而需要进行经常性的维护加固。如果在抛石底部设置碎石或土工布反滤层，则可有效解决土体侵蚀和块石流失问题且具备促淤作用。对于玉符河干流中考虑防洪要求、且流水外力较大的岸线，这种处理方法的稳固性高、比较安全。根据具体情况，抛石护岸又可分为干砌石护岸、半干砌石护岸和石笼护岸等几种形式。干砌石护岸是指从堤脚下端开始，按由大到小的顺序向上垒砌石块，并在石缝间填土，种植适宜的水际植物，这种方法有利于鱼类和植物的生存，但是对流水的抵挡能力有限。在水流较为湍急的情况下，可采用半干砌石护岸，这种方法是用混凝土格子加固干砌石护岸的下部，使卵石一半被混凝土固定，另一半悬空，这样既能抵抗洪水的冲击，又能确保生物的生存。对于水流转弯或者是流水冲顶位置等冲击力特别大的岸线，则可采用抗冲刷力强的石笼。石笼是以耐久性强的铁丝笼内置石块而成，这种方法施工简单，对现场环境适应性强。但由于石笼空隙较大，必须要给其覆土或填塞缝隙，否则容易形成植物无法生长的干燥贫瘠环境。

2）天然材料织物护岸技术。对玉符河水流相对平缓、水位升降不太频繁的河道上水位以上可以应用。其做法是将防护结构分为两层，下层为混有草种的腐殖土，上层织物垫可用活木桩固定，并覆盖一层薄土。在薄层表土内撒播种子，并穿过织物垫扦插活枝条。而天然材料织物（垫）包括可降解的椰壳纤维、黄麻、木棉、芦苇、稻草等材料。这项技术结合了织物防冲固土和植物根系固土的作用，因而比普通草皮护坡具有更高的抗冲蚀能力。不仅可以有效减少土壤侵蚀，增强岸坡稳定性，而且还可起到减缓流速，促进泥沙淤积的作用。效果如图4-3-43所示。

图4-3-43　天然材料植物护岸效果图

3）生态型多孔植被混凝土护岸技术。生态型多孔植被混凝土是一种可生长植被的多孔混凝土。它不同于普通混凝土，由于在混凝土配比中基本没有细砂，空隙较大，因而具有透水性、透气性及类似土壤的呼吸功能，并能保证水分的正常蒸发和渗透，利于水体和土壤的物质能量交换，为植物、微生物的生长提供了适宜的空间。多孔混凝土既能保护堤岸防止侵蚀，又可在其表面直接或覆土播种草籽和小苗，由于其良好的透水性和透气性能够使这些植物舒适地生长，从而能形成自然生态型的河道护岸、护坡，对破坏了的生态环境进行修复和重建。多孔型植被混凝土具有贯通的空隙，使得河水与边坡、河床土壤之间的物质—能量交流得以保持，有益微生物和水生植物有了附着生长的空间，提高水体自净作用。对于玉符河河面窄、水流急处河道处，可应用此项技术，如图4-3-44所示。

4）生态砖和鱼巢护岸。生态砖是使用无砂混凝土制成的一种岸坡防护块体结构，具有多孔透水性，适合植物的生长发育。鱼巢砖则是从鱼类产卵发育需求出发，应用混凝土、原木等材料所制成的构件或结构，主要用于河岸坡脚的防护。

图4-3-44　多孔植被混凝土生态护岸

生态砖和鱼巢砖具有类似的结构型式，常组合应用，如图4-3-45所示。该护岸技术适用于水流冲刷严重，水位变动频繁，而且稳定性要求高的河段和特殊结构的防护，如桥墩处和景观要求较高的岸坡防护。它不仅有助于抵御河道岸坡侵蚀，而且还能够为鱼类提供产卵栖息地。植物根系通过砖块孔隙扎根到土体中，能提高土体整体稳定性。在加固岸坡的同时，还兼有形成自然景观，为野生动物提供栖息地的功能。生态砖和鱼巢砖底部需铺设反滤层，以防止发生土壤侵蚀。可选用能满足反滤准则及植物生长需求的土工织物做反滤材料。

图4-3-45　生态砖/鱼巢砖构建护岸示意图

5）丁字坝护岸。丁字坝是改变水流方向、防止岸线被水冲刷、诱导泥沙淤积、保护河床的水工构筑物，不但在防洪上可以发挥重要作用，而且在其周围还可形成泥沙淤积、深浅水区、洼地等复杂的生境，有利于物种的多样化，如图4-3-46所示。

6）亲水岸线建设。一般在达到景观水质的区域会设养鱼池作为生物检测点，在这些岸线处设置观景平台，人们可以观鱼、赏花，还可以设计供人们戏水用的清浅小溪，增加亲水的乐趣。可在景观优美的岸边设置栈桥式亲水岸线，临水架空的栈桥随水位高低不同而呈现错落有致的形态，并能接近水面和各种水生植物，既不破坏生态，又令人们充分领略到自然之美，同时还有科普教育的功能，如图4-3-47所示。

图4-3-46　丁字坝

图4-3-47　亲水岸线

（3）河岸缓冲带建设技术。长期以来，因受土地利用等因素的影响，河岸缓冲带的建设规划工作未引起足够的重视，特别是河流两岸集水区的林地。由于遭受农业的过度开发，大量使用化学肥料及农药，造成河流富营养化。同样，该类问题在玉符河流域也同样存在。

河岸缓冲带植物群落不仅会影响养分转化和泥沙滞留、预防河流水质污染，对栖息地、自然植物群落和动物群落也非常重要，可增加物理异质性及区域的生物多样性。因此，必须加强河岸缓冲带建设，特别要关注其宽度、长度、破碎度、优势植物种、植物分层数等。就玉符河而言，植物品种搭配最为重要。在此，仅结合河道横断面设计加以简要分析。

对于玉符河泥质部分的河床和河岸可采用天然植物措施，常水位以下配置沉水植物，如金鱼藻，增加水下生态景观和净化水质功能；常水位线以下至枯水位部分从深到浅分别种植挺水植物、浮水根生植物和漂浮植物，如荷花、睡莲、大藻、凤眼莲等。常水位线至洪水位线配置湿生植物如芦苇。洪水位以上配置中生植物，如垂柳、侧柏、苹果、桃、杏等，增加河道绿量，做到乔、灌草、相结合，高、中、低相配套，形成稳定高效的河道及缓冲带植物群落，改善河流廊道景观和生态功能（辛宏杰，2011），如图4-3-48所示。

图4-3-48　玉符河缓冲带及横断面植物种类搭配图

（4）河流水质净化技术。对于水体污染的处理技术，目前国际上采用的技术主要有三类：一是物理方法，即通过工程措施，进行机械除藻、疏挖底泥、引水稀释等；二是化学方法，如加入化学药剂杀藻、加入铁盐促进磷的沉淀、加人石灰脱氮等；三是生物—生态技术，如人工湿地技术、河道直接净化法、土壤渗滤技术、稳定塘净化技术等。前两种方法或处理效果不明显，或投资较大，处理过程容易出现二次污染，因此，玉符河生态修复更适宜采用生物—生态方法。在河道内采取措施进行净化处理，消减污染物负荷的技术，主要包括河道生物接触氧化技术和人工浮岛技术。

河道生物接触氧化技术，是通过河道或支流内添加载体材料，为水中微生物、原生生物、藻类提供附着表面，同时为水体昆虫等提供活动或避难场所，起到改善水体生态系统状况，提高水体自净能力的作用。生物滤料是河道生物接触氧化技术中常用的一种载体材料，其生物膜构造如图4-3-49所示。

人工浮岛技术，也称生物浮床技术，就是以浮岛作为载体，将高等水生植物或改良的陆生植物种植到水面，通过植物根部的吸收、吸附作用和物种竞争机制，消减水体污染物，从而净化水质，并可创造适宜多种生物繁衍的栖息地环境，重建并恢复水生态系统，通过收获植物的方法将其搬离水体，改善水质。生物浮岛功能如图4-3-50所示。

图4-3-49　生物滤料上的生物膜构造示意图

图4-3-50　生物浮岛功能示意图

4.河口湿地恢复设计方案

目前，国内很多城市依托各自的水源条件在城郊地区建设了赋有特色的人工湿地，取得了显著的生态和社会效益。玉符河入黄口处因历史上黄河倒灌等原因，目前已形成883hm2的低洼地（包括玉清湖及沉沙池），具备建设人工湿地的地形条件。如果玉符河能够顺利实现全年通水，则该区域既可以接纳上游来水提高当地生物多样性，又可以通过生态景观建设为周边群众营造休闲娱乐的环境。

所谓的人工湿地，就是指由人工参与建设、并由人为操作与控制的湿地，有别于在自然界中经过长时间天然形成完整生态系统的自然湿地。从广义上来说，只要不是天然形成的湿地都属于人工湿地。按照人工湿地的不同用途及特点可以将人工湿地分为农用湿地、水产养殖湿地、水库湿地、城市和工业湿地以及修复的自然湿地。其中修复的自然湿地，因人为因素的作用而有别于自然湿地成为人工湿地范畴，主要是在已消亡的原有自然湿地及其临近地点，或者在具备一定自然湿地条件的区域，进行湿地建设，对生态系统进行保护和修复。显然，玉符河河口湿地因需要人为采用补水措施，当属这一类。

湿地是一个运动着而非静止的生态系统，这个系统中包括了水文、生物地球学、生态系统动态及物种适应等一系列复杂的物理、化学、生物过程。要建立一个具有自我组织、自我维持以及自我设计能力的人工湿地生态系统，就必须要尊重湿地的生态过程。

对于人工湿地景观而言，在重视其景观形式的同时，首先要注重它作为一个生态系统的功能。因此，对人工湿地所进行的景观设计，除了要遵循景观设计的一般原则以外，更重要的是还必须遵循生态修复的基本规律。换句话说，人工湿地虽然是人为设计，但在其形态上应尽量模拟自然状态，以适应湿地生物系统的形态和生物分布格局（邹锦，2005）。以整体的和谐为宗旨，综合考虑多个因素，包括设计的形式与内部结构之间的和谐，以及它们与环境功能之间的和谐，才能实现生态的设计。

（1）平面形态设计。自然的湿地有凹岸、凸岸、曲流、河心岛，有浅滩、沙洲与深潭的交替，它们既为各种生物创造了适宜的生境，又可减低水流速度、蓄洪涵水、削弱洪水的破坏力。玉符河口人工湿地的平面形态设计，也应当尽可能地保持自然的形态，做到以下3点（邹锦，2005）：

1）岸线曲折有致，辅以山石、花木等，不作规整光滑之处理，岸线边缘应形成“四不像”形态，避免类似某些形象容易误导人的视觉联想，如图4-3-51所示。

2）水面应有一个主要空间和几个次要空间组成，且以桥、洞涵等手段加以辅助，使水面显得灵动活泼，如图4-3-52所示。

图4-3-51　配以山石、花木的曲折岸线

图4-3-52　配以木桥的水面

3）在岸边主要观景点的视野范围内，岸线凹凸曲折变化应不少于三个层次，水面较大时可以湖心岛作为调节。

（2）剖断面形态设计。剖断面的形态设计对于湿地的生态多样性至关重要，应根据需要设计一定量的异质空间，设计一个能够常年保证有水的水道及可以应付不同水位、水量的人工湿地以对应丰水期和枯水期的不同水量。特别是玉符河河口区，既面临黄河汛期洪水倒灌的风险，又要面临枯水期上游来水断流的风险。因此，合理的剖断面设计至关重要。

因此在进行湿地设计时要非常注重对其剖断面的形态规划，尽量模拟自然湿地系统多样化的剖断面形态。一般来说，在设计中要注意形成交替的浅滩和深潭，即湿地底部的标高要有变化；尽可能不设或少设挡水的建筑或构筑物，以确保水流的连续性；水域到陆地间要确保有个过渡带，使不同水位的湿地都能接触到自然生态的边岸。

（3）植物配置设计。植物，是生态系统的基本成分之一，也是景观视觉的重要因素之一，植物的配置设计是人工湿地景观设计的重要一环。多种类植物的搭配，既要满足生态要求，做到对水体污染物处理的功能能够互相补充，同时又要注意主次分明，高低错落，形态、叶色、花色等搭配协调，以取得优美的景观构图。因此人工湿地生态景观设计在植物的配置方面，一是考虑植物种类的多样性搭配，二是考虑湿生植物的生态效益，以满足生态与美学两方面的要求。

水生植物的类型和品种非常多，由于各种水生植物原产地的生态环境不同，对水位的要求也有很大差异。根据它们的生态习性、适生环境和生长方式，可以把水生植物分为挺水植物、浮叶植物、沉水植物及岸边耐湿植物四类。其中挺水植物指茎叶挺出水面的水生植物，常见的有荷花、菖蒲等；浮叶植物指叶浮于水面的水生植物，常见的有睡莲、王莲、凤眼莲、红菱、金银莲花等；而沉水植物是整个植株全部没入水中，或仅有少许叶尖或花露出水面的，如金鱼藻、赫顿草、水马齿、青荷根、香蕉草等；岸边植物是指生长于岸边潮湿环境中的植物，有的甚至根系长期浸泡在水中也能生长，如垂柳、枫杨、水松、红树、水杉、萱草等。

植物的配置设计，从层次上考虑，是把灌木与草本植物、挺水、浮水和沉水植物等各种层次上的植物进行美学上的搭配设计；从功能上考虑，可采用发达茎叶类植物以有利于阻挡水流、沉降泥沙，选用发达根系类植物以利于吸收等的搭配。这样，既能保持湿地系统的生态完整性，带来良好的生态效果；在进行精心的配置后，或摇曳生姿，或婀娜多态的多层次水生植物还能给整个湿地的景观创造一种自然的美（李娟，2007），如图4-3-53所示。

图4-3-53　水生植物搭配效果

（4）水岸空间设计。人工湿地是一个运动着的生态系统，复杂而多样化的生境是这个系统维持其平衡的必要条件。在这些多样化的生境中，异质空间是最为敏感而复杂的，其中岸边环境是湿地系统与其他环境的过渡，水岸边线就是一种非常重要的异质空间。因此，水岸空间环境的设计与处理，是人工湿地景观设计需要精心考虑的另一个方面。玉符河河口湿地建设完成后将成为省城最重要的生态区之一，在进行人工湿地景观设计时必须考虑多个因素，尤其是要注意以下的几个方面：①首先要满足预防与缓解洪水的要求，既能滞洪也能排洪；②采取蜿蜒曲折的指状交合式曲线，以提高湿地边界的边缘效益；③在建造材料的选择上以自然原生、能创造多孔隙空间的材料为主；④在满足周边群众休闲娱乐需求的前提下，尽可能减少人的活动对湿地生态与景观带来的破坏。

由于玉符河下游湿地以泥质岸线为主，可采取自然式缓坡护岸。具体来说，就是在坡面较缓、空间足够大的情况下，自然式缓坡护岸是理想的选择。这种方法是以岸边的湿地基质土壤与原有的平缓坡地上的表土自然相接，现场表层土中富含植物种子、小虫和细菌等，也可根据设计意图，在土壤中加入引进的其他种子，使当地的生态系统迅速得到恢复，并形成陆生到水生的自然过渡。自然缓坡护岸如图4-3-54所示。

图4-3-54　自然缓坡

总之，利用多自然化的手段对湿地的岸边环境进行生态的设计，就是要建立一个水与岸自然过渡的区域，使水面与岸呈现一种生态的交接，既能加强湿地的自然调节功能，又能为鸟类、两栖爬行类动物提供生活的环境，还能充分利用湿地与植物的渗透及过滤作用，从而带来良好的生态效应。并且从视觉效果上来说，这种过渡区域能带来一种丰富、自然、和谐又富有生机的景观。

（六）玉符河生态修复典型河段示范工程建设

1.工程概况

根据济南市总体发展规划，玉符河将成为西城区、长清片区的分界线，从而具有城市景观功能。为此，实施玉符河生态修复，兴建防洪、蓄水、绿化、景观等工程，充分利用河道两侧的自然景观资源，通过隔离带、道路、河道等绿化开敞空间，形成城市绿化景观通廊具有重要意义。

2005年4月，位于104国道与京沪铁路间的玉符生态修复示范段工程正式开工建设，历时13个月，至2006年5月结束，总投资1294万元。该工程修复河段长1.2km、平均宽度130m，建设内容主要包括河道生态岸坡工程、河道底质处理工程、河岸缓冲带建设工程和橡胶坝工程。其中，文山橡胶坝位于卧虎山下游14km处，104国道交通桥上游100m，坝高2.0m、长130m，正常蓄水深2.0m。该工程建设，集景观、娱乐、环保为一体，一方面可利用京沪铁路向过往旅客展现济南市生态河道风景，另一方面又可以在枯水季节拦蓄部分上游来水，满足环境和生态用水的需要。

2.生态示范工程建设

（1）橡胶坝工程。为增加雨洪水资源利用量，并营造人工水面景观效果，示范段工程建设了1座橡胶坝工程，如图4-3-55所示。该橡胶坝高2m，内压比1∶1.3，内压水头2.6m，坝袋周长8.46m，橡胶坝底板为钢筋混凝土结构，厚0.6m，宽7.01m，底板下做浆砌石基础，坝后为钢筋混凝土结构消力池，池深0.5m，长10m，池后接M7.5浆砌石块海漫和10m的抛乱石防冲槽。

图4-3-55　橡胶坝工程风貌

为方便管理，在河道大堤右岸设管理房，内设电动机、水泵、配电柜及开关阀门等橡胶坝工程为当地及下游地区生态用水提供了基础条件。该工程一次性最大蓄水量达20万m3，可以作为下游生态补水的重要蓄水水源。经观测，在没有来水补给情况下，秋季可保持水面景观100天左右。由于河道断面得到了整理，加上橡胶坝减缓了冲刷，示范段河床保持完好，河内长满杂草，水鸟开始栖息，生态得到改善。

（2）河道断面整治。示范段工程建设对原河道断面进行了整治。新设计河道断面采用梯形断面，防洪标准达50年一遇，设计流量1656.4m3/s，达到其防洪要求。2006年，橡胶坝成功经受汛期130m3/s洪峰考验。而在防洪基础上，沿河又设置迎水踏步、亲水平台等设施，并结合护坡、缓冲带等开展绿化建设。通过合理布置，使河道具有安全、休闲和亲水功能，营造人与自然和谐相处的氛围。工程建设前后断面如图4-3-56和图4-3-57所示。

图4-3-56　工程建设前断面示意图

图4-3-57　工程建设设计断面示意图

（3）生态护坡工程。示范工程建设前，河岸护坡是多为土质，由于河道常年断流，岸坡土质松软，稳定性能差，植物存活率较低，造成了较大的生态破坏。本工程建设采取抛石加生物的护坡技术，边坡铺设混凝土花格砖，内植人工草皮。每隔200m设置迎水踏步1处，为游客提供亲水便利。

治理前后护坡状况对比如图4-3-58所示。

图4-3-58　护坡治理效果前后对比图

（4）河道底质处理。对于橡胶坝库区内河道底质的处理方式，示范工程在建设前就进行了研究。为了保持一定的水面规模，又不破坏河道本身的渗透性，最终采取了土工膜与黏土相结合的方案。具体来说，铺土工膜防渗450m，约6万m2，规格200g，上下各20cm保护层；其余段铺设黏土，厚度为40cm。该方案实施后，既满足了人工水面的景观要求，又保护了河道必要的渗透性，取得了良好的效果，如图4-3-59所示。

图4-3-59　工程后河道及蓄水情况

（5）景观工程建设。为增强示范工程的社会效益，结合工程建设内容及周边已有建筑资源，建设了多处景观工程，包括亲水休闲设施、湖心岛等。

亲水休闲设施的设置主要为满足人们在观景之余提供一个戏水、亲水的空间，包括休闲平台、亲水退台和迎水踏步。其中，休闲平台采用挑出式，平台板采用150厚C20现浇钢筋混凝土板，板下由600厚M7.5浆砌块石墩台支撑，墩台间距6000mm，板上采用400mm×400mm×40mm绛红色广场砖铺地，平台板外挑最宽处7.5m，平台板边加设花岗岩防护栏杆；亲水退台分两种形式，弧型退台由六级宽1000mm、高200mm的剁斧石宽台阶组成，最低处比休闲平台低1.2m；带花池台阶由两组宽380mm、高150mm的剁斧石台阶组成。中间为碎拼花岗岩板贴面花池，最低处比休闲平台低1.8m；迎水踏步建设，用于供广大游客近距离观赏水面，并可以与河道水流直接接触，河岸每隔200m建设一处。亲水休闲设施见图4-3-60所示。

图4-3-60　休闲平台与亲水退台

湖心岛的设置可以增加人工湖面的层次感。示范工程建设了一处人工湖心岛，主要运用生物浮床技术，以湖心岛作为载体，将高等水生植物或改良的陆生植物种植到水面，通过植物根部的吸收、吸附作用和物种竞争机制，消减玉符河水体污染物，从而达到净化水质的目的，并可创造适宜多种生物繁衍的栖息地环境。湖心岛实际效果如图4-3-61所示。

（6）缓冲带建设。在河岸两侧进行5～10m植被缓冲带建设，增加一定的观赏性，为生物栖息提供环境条件。主要树种有黑松、大叶女贞、龙柏、垂柳、五角枫、毛白杨、刺槐等；灌木类有榆叶梅、连翘、木槿、珍珠梅、迎春、金银木、胡枝子等；草种有结缕草、马尼拉、高羊茅、白三叶等。河岸缓冲带建设情况如图4-3-62所示。

图4-3-61　湖心岛景观

图4-3-62　河岸植被缓冲带状况

3.经验总结与下一步计划

玉符河生态修复示范工程建设为该河今后实施全面修复积累了一定的经验，取得了良好的生态和社会效益。该工程的主要项目大多达到了优良等级，蓄水后的文山湖成为玉符河一道亮丽的风景线，河道的防洪能力大大提高、生态状况得到较大改观，在社会上产生良好反响。

（1）经验总结。玉符河生态修复示范工程建设的成功经验主要包括：

1）示范工程良好的选址对其综合效益的发挥起到十分重要的作用，利用104国道和京沪铁路，既展现了工程风貌，又向社会起到了很好的宣传、教育作用；

2）亲水设施的修建，体现了以人为本的宗旨，拉近了人与自然的距离，得到了社会各界的好评；

3）河道底质巧妙地处理实现了人与自然的双赢，示范段内部分底质实施土工膜防渗以营造水面景观，部分底质采取黏土层防护以保持其必要的渗透性，效果明显；

4）结合橡胶坝工程建设实现了雨洪水资源的利用，汛期可拦截洪峰尾水，再相机向下游补充生态用水，对下游河道及河口湿地的生态修复起到了积极作用。

（2）存在的不足。当然，示范段工程建设也存在一些不足之处，主要表现在两个方面：

1）河岸缓冲带建设总体规模偏小、植被配置欠丰富，未能完全起到恢复生物多样性的作用，如何调整河岸两侧土地利用结构以增大缓冲带面积是今后工作的重要内容之一；

2）护岸工程在材料选择及形式设计上需进一步丰富，而且在结合生境需求方面仍有不足，在河流水文条件得到明显改善之余，此项工作将尤显重要。

（3）下一步计划。针对存在的不足，建设单位将进一步对示范段工程进行完善，包括植物措施建设及休闲景观设施建设。

植物措施方面，适当扩建缓冲岸范围，提高树种多样性，包括常绿乔木、落叶乔木、常绿小灌木、落叶灌木、藤本植物、草花、地被、草坪等。

休闲景观设施方面，继续建设休闲广场、古桥遗址等景观节点。其中，休闲广场拟由圆弧系列图案组成；古桥遗址，位于104国道下游，最早建于民国时期，现已停用，该遗址的保护及修葺将进一步增加示范工程区人文景观效果，如图4-3-63所示。

示范工程建设完成后效果如图4-3-64所示。

图4-3-63　古桥遗址人文景观效果图

图4-3-64　生态景观图

【注释】

[1]济南市科技局科技攻关计划项目《济南市玉符河生态修复技术研究》（编号：200705073）；项目成果报告《济南市玉符河生态修复技术研究》[R]，山东省水利科学研究院，2007.12。

[2]2001—2005年济南市环境质量报告。