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摘要:北方地区大部分中小河流在中上游兴建水库后,对下游河道产生河道萎缩、干化、植被退化等影响,另外河道内存在违建、排污、非法挖采等乱象,河流生态遭受严重破坏。以太谷县为例,70年代大兴水利建设,修建水库。水库下游河道存在堵塞、萎缩、无尾、无序排倒、挖采等问题。文中探索采用河道疏浚连通、新型护岸等措施修复河流生态,实现河道生态环境的可持续发展,有效制止生态环境的持续恶化,平衡河流开发与保护,构建河流生态新格局。
关键词:中小河流;河道治理;生态修复
1太谷县河道现状
1.1河流
太谷县有河流11条,分别是乌马、象峪、津水、咸阳、四卦、石河、小河、朱峪、庙沟、后儿沟、水晶坡河。较大的河流有2条,为乌马河和象峪河。乌马河是汾河的一级支流,全长93km,流域面积500km2,平均纵坡4.6‰,平均河床糙率0.02,在中上游庞庄村附近建有中型水库庞庄水库,水库以上控制流域面积278km2;象峪河是县境内第二大河,全长63km,平均纵坡9‰,流域总面积341km2,在上游郭堡、王公间建一中型水库郭堡水库,水库以上控制流域面积228km2。其余河流,除水晶坡河外各建有1座小型水库,共8座。水晶坡河,向东流入榆社境内,注入浊漳河,属海河流域南运河水系,其余河流属黄河流域汾河水系。
1.2河道现状
乌马河原设计防洪标准为20年一遇。目前下游河道从南同蒲铁路以西至南北六门地段,河道成悬河。出县境处南北六门地段,河道只能通过100m3/s的流量。而进入祁县、清徐,河道更窄,有的地方甚至没有河道,最大只能通过15m3/s左右的流量。部分河段如小白乡白燕、大白村段,胡村镇沙沟、桑梓、朝阳、武村段,南城区、申奉等段内,存在侵占河道、私自拦坝和随意倾倒垃圾情况,造成河堤损毁,河床变窄。象峪河也是20年一遇防洪标准。但现在下游河道坍塌、变窄,行洪能力极差。范村、闫村段最大仅能通过20m3/s流量;胡村段受小常村与榆次南庄交界处的洞门桥影响,过水能力小;小常村段河床高于村内,河道有深水坑3处,同时小常、代村段由于私挖滥采倾倒垃圾,降低了河道行洪能力。津水河河道整体行洪能力较差,过水能力仅有15m3/s。枣涧段河道外挖沙向河道内排退水造成河道淤堵;南席、小常段河道淤积非常严重,影响河道行洪。咸阳河水库上游河道源短坡陡,洪水来势凶猛,直接威胁县城的安全。下游河道堵塞,成无尾河,已无法进入祁太退水渠,水流小时于北沙河、太谷县城西一带消失,大时溢入乌马河。石河河道石象至新村段河道变窄,行洪能力差;申奉入河口段倾倒垃圾,堵塞河道。四卦河河道郭里段,过太邢线以下已成无尾河,遇洪水将造成耕地、厂房等淹没损毁。其它几条小河流也不同程度存在以上问题。
2现状河道带来的生态问题
自然河道通过水流对泥沙的侵蚀、搬运和堆积,形成蜿蜒曲折的形态,并形成浅滩、深潭、弯道、落差等独特的多样性河道地形。这些形态结构有利于稳定、消能、净化水质、保护生物的多样性,以及降低洪水的灾害性和突发性,更具有其原有的种种自然功能。但由于现在向河道内排放污水、倾倒垃圾等,不仅加大了河道防洪的负担,带来了防洪安全隐患上,也影响了河道的生态化发展。河道内的无序挖坑采沙、河道自然景观的破坏都对河道防洪、河槽疏浚、滩区生态环境及邻河城市环境,构成严重的负面影响。影响本地区全面生态可持续发展。
3应对措施
3.1疏通无尾河
该县咸阳河与四卦河、朱峪河已成无尾河。尤以咸阳河为甚,河道纵坡大,雨季极易形成山洪,直接威胁太谷县城。拟对两条河流进行疏通,使其汇入乌马河。目前咸阳河连通工程已开始实施。这次咸阳河河道治理工程,起点位于西山底村东南咸阳河水库大坝下游,终点位于大王堡村西北入乌马河口,全长13.08km。主要工程内容有:河道疏浚及局部拓宽工程、凤凰山生态园区湿地改造工程、跨河建筑物改造工程、缓洪区维护工程、分洪渠清淤拓宽工程、开挖明渠及护砌工程、新建箱涵工程和生态工程等。项目总投资估算总投资17364.34万元。该工程治理段,总体布置拟形成上、中段以蓄、滞为主,南沙河坝前分、排(洪)结合的防洪体系。以南沙河坝为界,上游主要以河道清淤疏浚、局部拓宽改造、滞洪区维护、分洪区建设维护为主;下游主要通过开挖明渠、修建暗涵及疏通原河道等工程措施,将咸阳河洪水引入乌马河。堤线规划原则:在河道断面满足行洪能力要求的情况下,已有堤防河段堤防工程原则上以原有堤防除险加固为主,尽量维持原堤线及堤距;原堤距不满足河道行洪要求的,经分析论证堤防可适当退建;新建堤防不向河滩地推进,不缩窄河道行洪断面,并对岸滩加以改造,点缀湿地绿化,提升河道生态环境品质,为山西“农谷”建设打造绿色长廊。四卦河、朱峪河参照咸阳河治理疏浚方法,从郭里村段开始,通过开挖明渠、修建暗涵及疏通原河道等工程措施,将河水引入乌马河。
3.2河道修復连通
对下游河道尚存但堵塞的河流采取自然修复与人工修复相结合的方式疏浚治理。对于人为造成的河道堵塞及私挖乱采,导致的深坑地段进行人工疏通填埋修复。对于自然河道尚存部位,尽量通过生态环境系统的自愈功能来实现生态的修复。修复河床断面,对变窄河床进行拓宽。河道断面大致可以分为U型、梯形、矩形、复式等几种类型,根据河道情况酌情选择断面。清理河床表面,使河床泥沙正常出露。河底纵坡根据河道天然纵坡进行确定。河道修复连通将使咸阳河、石河、四卦河中、朱峪河汇入乌马河,津水河、小河、庙沟、后儿沟汇入象峪河,然后汇入乌马河,最后经由祁县昌源河入汾河。
3.3恢复河道自然形态
对于尚存的天然河道,应该确保这些河道的自然形态。在基本满足行洪需求的基础上,尽量依照原河道形态,宜宽则宽、宜弯则弯、宜深则深、宜浅则浅,形成河道的多形态、水流的多样性。避免河道的自然功能受到破坏,满足不同生物在不同阶段对水流的需要,同时满足水系景观的多样性。
3.4河流护岸生态治理
河岸生态系统是联系陆地和水生两大类生态系统的纽带,边缘效益显著,对河流变化极为敏感,所以它是河流生态修复的重点。在传统的水利工程设计思想影响下,河道的护岸、护坡工程主要考虑工程结构的安全性及耐久性,故多采用砌石、混凝土或钢筋混凝土等硬材料,这样就隔断了水生态系统和陆地生态系统的联系,改变了自然河岸的生态功能和结构,破坏了河流的生态过程,从而导致河流自身净化能力和恢复能力降低,水体污染严重,鱼类等水生物栖息地消失等一系列问题。
4结论
河流是人类生存和发展必不可少的要素,是水环境的重要载体,也是自然环境的重要组成部分。北方地区因其特殊气候原因,在开发利用河流的同时也造成了河流生态系统遭到破坏,水生态系统孤立化,水循环短路化、绝缘化,导致了水生态、水环境恶化。采用河道治理与生态修复措施可以促进社会经济的可持续发展,促进地区生态、环保、可持续发展。
参考文献
[1]周洁.中小河流治理工程设计融入生态理念的思考[J].珠江水运,2017(06):110-111.
[2]杜凯.不同地形区中小河流治理实施方案研究[D].华南理工大学,2017.
[3]汪颖俊,张琦,程越洲,张帆航,王金平,夏继红.论山丘区中小河流滩地生态修复体系构建[J].中国水土保持,2017(06):57-59.
[4]李治源.平原地区农村中小河道生态修复技术集成研究[D].苏州科技大学,2017.
(作者单位:潍坊市水利建筑设计研究)
关键词:中小河流;河道治理;生态修复
1太谷县河道现状
1.1河流
太谷县有河流11条,分别是乌马、象峪、津水、咸阳、四卦、石河、小河、朱峪、庙沟、后儿沟、水晶坡河。较大的河流有2条,为乌马河和象峪河。乌马河是汾河的一级支流,全长93km,流域面积500km2,平均纵坡4.6‰,平均河床糙率0.02,在中上游庞庄村附近建有中型水库庞庄水库,水库以上控制流域面积278km2;象峪河是县境内第二大河,全长63km,平均纵坡9‰,流域总面积341km2,在上游郭堡、王公间建一中型水库郭堡水库,水库以上控制流域面积228km2。其余河流,除水晶坡河外各建有1座小型水库,共8座。水晶坡河,向东流入榆社境内,注入浊漳河,属海河流域南运河水系,其余河流属黄河流域汾河水系。
1.2河道现状
乌马河原设计防洪标准为20年一遇。目前下游河道从南同蒲铁路以西至南北六门地段,河道成悬河。出县境处南北六门地段,河道只能通过100m3/s的流量。而进入祁县、清徐,河道更窄,有的地方甚至没有河道,最大只能通过15m3/s左右的流量。部分河段如小白乡白燕、大白村段,胡村镇沙沟、桑梓、朝阳、武村段,南城区、申奉等段内,存在侵占河道、私自拦坝和随意倾倒垃圾情况,造成河堤损毁,河床变窄。象峪河也是20年一遇防洪标准。但现在下游河道坍塌、变窄,行洪能力极差。范村、闫村段最大仅能通过20m3/s流量;胡村段受小常村与榆次南庄交界处的洞门桥影响,过水能力小;小常村段河床高于村内,河道有深水坑3处,同时小常、代村段由于私挖滥采倾倒垃圾,降低了河道行洪能力。津水河河道整体行洪能力较差,过水能力仅有15m3/s。枣涧段河道外挖沙向河道内排退水造成河道淤堵;南席、小常段河道淤积非常严重,影响河道行洪。咸阳河水库上游河道源短坡陡,洪水来势凶猛,直接威胁县城的安全。下游河道堵塞,成无尾河,已无法进入祁太退水渠,水流小时于北沙河、太谷县城西一带消失,大时溢入乌马河。石河河道石象至新村段河道变窄,行洪能力差;申奉入河口段倾倒垃圾,堵塞河道。四卦河河道郭里段,过太邢线以下已成无尾河,遇洪水将造成耕地、厂房等淹没损毁。其它几条小河流也不同程度存在以上问题。
2现状河道带来的生态问题
自然河道通过水流对泥沙的侵蚀、搬运和堆积,形成蜿蜒曲折的形态,并形成浅滩、深潭、弯道、落差等独特的多样性河道地形。这些形态结构有利于稳定、消能、净化水质、保护生物的多样性,以及降低洪水的灾害性和突发性,更具有其原有的种种自然功能。但由于现在向河道内排放污水、倾倒垃圾等,不仅加大了河道防洪的负担,带来了防洪安全隐患上,也影响了河道的生态化发展。河道内的无序挖坑采沙、河道自然景观的破坏都对河道防洪、河槽疏浚、滩区生态环境及邻河城市环境,构成严重的负面影响。影响本地区全面生态可持续发展。
3应对措施
3.1疏通无尾河
该县咸阳河与四卦河、朱峪河已成无尾河。尤以咸阳河为甚,河道纵坡大,雨季极易形成山洪,直接威胁太谷县城。拟对两条河流进行疏通,使其汇入乌马河。目前咸阳河连通工程已开始实施。这次咸阳河河道治理工程,起点位于西山底村东南咸阳河水库大坝下游,终点位于大王堡村西北入乌马河口,全长13.08km。主要工程内容有:河道疏浚及局部拓宽工程、凤凰山生态园区湿地改造工程、跨河建筑物改造工程、缓洪区维护工程、分洪渠清淤拓宽工程、开挖明渠及护砌工程、新建箱涵工程和生态工程等。项目总投资估算总投资17364.34万元。该工程治理段,总体布置拟形成上、中段以蓄、滞为主,南沙河坝前分、排(洪)结合的防洪体系。以南沙河坝为界,上游主要以河道清淤疏浚、局部拓宽改造、滞洪区维护、分洪区建设维护为主;下游主要通过开挖明渠、修建暗涵及疏通原河道等工程措施,将咸阳河洪水引入乌马河。堤线规划原则:在河道断面满足行洪能力要求的情况下,已有堤防河段堤防工程原则上以原有堤防除险加固为主,尽量维持原堤线及堤距;原堤距不满足河道行洪要求的,经分析论证堤防可适当退建;新建堤防不向河滩地推进,不缩窄河道行洪断面,并对岸滩加以改造,点缀湿地绿化,提升河道生态环境品质,为山西“农谷”建设打造绿色长廊。四卦河、朱峪河参照咸阳河治理疏浚方法,从郭里村段开始,通过开挖明渠、修建暗涵及疏通原河道等工程措施,将河水引入乌马河。
3.2河道修復连通
对下游河道尚存但堵塞的河流采取自然修复与人工修复相结合的方式疏浚治理。对于人为造成的河道堵塞及私挖乱采,导致的深坑地段进行人工疏通填埋修复。对于自然河道尚存部位,尽量通过生态环境系统的自愈功能来实现生态的修复。修复河床断面,对变窄河床进行拓宽。河道断面大致可以分为U型、梯形、矩形、复式等几种类型,根据河道情况酌情选择断面。清理河床表面,使河床泥沙正常出露。河底纵坡根据河道天然纵坡进行确定。河道修复连通将使咸阳河、石河、四卦河中、朱峪河汇入乌马河,津水河、小河、庙沟、后儿沟汇入象峪河,然后汇入乌马河,最后经由祁县昌源河入汾河。
3.3恢复河道自然形态
对于尚存的天然河道,应该确保这些河道的自然形态。在基本满足行洪需求的基础上,尽量依照原河道形态,宜宽则宽、宜弯则弯、宜深则深、宜浅则浅,形成河道的多形态、水流的多样性。避免河道的自然功能受到破坏,满足不同生物在不同阶段对水流的需要,同时满足水系景观的多样性。
3.4河流护岸生态治理
河岸生态系统是联系陆地和水生两大类生态系统的纽带,边缘效益显著,对河流变化极为敏感,所以它是河流生态修复的重点。在传统的水利工程设计思想影响下,河道的护岸、护坡工程主要考虑工程结构的安全性及耐久性,故多采用砌石、混凝土或钢筋混凝土等硬材料,这样就隔断了水生态系统和陆地生态系统的联系,改变了自然河岸的生态功能和结构,破坏了河流的生态过程,从而导致河流自身净化能力和恢复能力降低,水体污染严重,鱼类等水生物栖息地消失等一系列问题。
4结论
河流是人类生存和发展必不可少的要素,是水环境的重要载体,也是自然环境的重要组成部分。北方地区因其特殊气候原因,在开发利用河流的同时也造成了河流生态系统遭到破坏,水生态系统孤立化,水循环短路化、绝缘化,导致了水生态、水环境恶化。采用河道治理与生态修复措施可以促进社会经济的可持续发展,促进地区生态、环保、可持续发展。
参考文献
[1]周洁.中小河流治理工程设计融入生态理念的思考[J].珠江水运,2017(06):110-111.
[2]杜凯.不同地形区中小河流治理实施方案研究[D].华南理工大学,2017.
[3]汪颖俊,张琦,程越洲,张帆航,王金平,夏继红.论山丘区中小河流滩地生态修复体系构建[J].中国水土保持,2017(06):57-59.
[4]李治源.平原地区农村中小河道生态修复技术集成研究[D].苏州科技大学,2017.
(作者单位:潍坊市水利建筑设计研究)