ООПТ создана для сохранения редкого в ландшафтном и биологическом отношениях участка реки Двуречка - типичной малой реки Окско-Донского плоскоместья. Известна как место обитания редких видов животных и растений.

Охраняемая территория имеет важное ландшафтное значение. Включает акваторию реки протяженностью до 10 км, по большей части расположенной в пределах сел Фащевка и Двуречки, от места пересечения ее русла дорогой Липецк – Сошки (западная окраина с. Фащевка) до границы с Липецким округом.

Ландшафтно-гидрологический памятник природы «Река Двуречка» испытывает существенные антропогенные нагрузки на большей части течения реки, особенно в районе поселений (застройка, рекреационное использование, захламление хозяйственным мусором). Повсеместно отмечаются случаи захламления береговой зоны и русла бытовым мусором, рубка деревьев, чрезмерное рекреационное и хозяйственное использование в пределах частной застройки. Природные комплексы находятся в деградированном состоянии. ООПТ потеряла значение как местообитание редких видов (исчезла выхухоль; коростель, обыкновенный зимородок, обыкновенный ремез гнездятся единичными парами).

Рельеф

Верховья реки Двуречки расположены среди распаханных водоразделов. В среднем течении она пересекает занятые борами и дубравами левобережные террасы реки Воронеж, а нижний участок реки находится в пойме Воронежа. Тип рельефа охраняемой территории в силу его особенностей является пойменным и представлен аквальными ландшафтными комплексами: руслом и прибрежной зоной.

Русло хорошо выражено, врезано в пойму на глубину 1-2 м в песчаные или песчано-илистые грунты. Берега на большей части возвышенные, заняты кустарниковой или древесной растительностью, реже - луговые или обрывистые.

В черте населенных пунктов русло и берега изменены устройством мостов, дорог, пляжей и водопоев. Ниже села Двуречки русло реки искусственно спрямлено и представляет собой на большей части прямолинейно вытянутую канаву, проложенную в торфяных или песчаных отложениях.

В некоторых местах русло расширяется, образуя озеровидные плесы, берега которых большей часть заболочены и только иногда представляют боры на песках.

Гидрология

Гидрологическая сеть представлена средним течением реки Двуречка - малой рекой, являющейся левобережным притоком реки Воронеж. Общая длина реки 24 км, площадь водосбора 193 кв. км. Средний годовой расход воды в устье 0,64 м³/с.

В состав охраняемой территории входит около 10 км русла реки. Русло на этом участке умеренно извилистое, летом обильно зарастает водной растительностью (рогозом, тростником, аиром, касатиком водным). Ширина русла от 2,0 до 20-30 м (в озеровидных расширениях), глубина на плесах до 3 м, течение медленное, расход воды в межень - 0,15 м^З/сек. Скорость течения 0,1-0,2 м/с. Берега низменные.

Ниже с. Двуречки река протекает среди сосновых и широколиственных лесов. Русло расширяется до 20-30 м, глубина в среднем 1-2 м. Берега преимущественно заболоченные, поросшие ивняками. В месте спрямления русла ширина потока составляет 5-7 м, глубины - 1-1,5 м, течение быстрое.

Гидрологический режим реки ранее был кардинально нарушен созданием в ее среднем течении, выше границ памятника природы, руслового водохранилища в с. Фащевка. Кроме того, при проведении торфоразработок было на протяжении около 5 км спрямлено русло реки, что привело к существенному изменению русловых и гидрологических показателей.

Флора и фауна

Биота ООПТ включает виды, характерные для русел равнинных маловодных рек. Видовое разнообразие сосудистых растений - 100 видов, амфибий - 6 видов, рептилий - 2, птиц - 40, млекопитающих - 10.

Водная и прибрежная растительность типична для малых рек Окско-Донской равнины: у берега идет зона осок, далее следует зона рогоза, тростника, камыша, затем кубышки и кувшинки, за ними – зона подводных лугов из роголистника, рдестов, пузырчатки. Прибрежная растительность представлена сообществами манника большого, камыша озерного, стрелолиста стрелолистного, сусака зонтичного, ежеголовника прямого, хвоща речного, осоки прибрежной.

Из видов водной растительности с плавающими листьями свойственны кубышка желтая, кувшинка белая, рдест плавающий, телорез алоэвидный, пузырчатка обыкновенная. Сообщества погруженной водной растительности включают наяду морскую, элодею канадскую, несколько видов рдестов, ряски трехдольную и малую.

Редкие виды

На территории ландшафтно-гидрологического памятника природы «Река Двуречка» отмечено обитание редких видов, в том числе среди растений (кувшинка белоснежная Nymphaea candida) и позвоночных животных (обыкновенный зимородок Alcedo atthis, речная выдра Lutra lutra).