李　葉

(遼寧省江河流域管理局，沈陽 110003)

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大伙房水庫水源區(qū)河道生態(tài)綜合治理措施探討

李葉

(遼寧省江河流域管理局，沈陽 110003)

文章在河道生態(tài)治理模擬和技術(shù)回顧的基礎(chǔ)上，以遼寧省大伙房水庫水源區(qū)河道為案例，分析其河道現(xiàn)狀，系統(tǒng)介紹了治理思路、具體措施及相關(guān)設(shè)計。通過綜合整治，可進(jìn)一步提高和改善水源區(qū)河道環(huán)境質(zhì)量和環(huán)境承載力,對構(gòu)建生態(tài)友好型河道，具有重要的工程實踐價值，也可為遼寧省其他河流開展生態(tài)綜合治理規(guī)劃提供技術(shù)參考。

水源區(qū)河道；生態(tài)治理；方案；大伙房水庫

1　河道生態(tài)治理研究進(jìn)展

河流孕育了人類的文明，河流生態(tài)系統(tǒng)是自然界最重要的生態(tài)系統(tǒng)之一，河流生態(tài)系統(tǒng)健康是人類生存和現(xiàn)代文明的基礎(chǔ)。近年來，隨著人類對河流水資源的過度開發(fā)利用，引起河流自然功能和社會功能受到不同程度的破壞，如生態(tài)功能弱化、水環(huán)境惡化及景觀質(zhì)量降低等一系列河流生態(tài)環(huán)境問題，引發(fā)工程界對水利工程的規(guī)劃設(shè)計理念進(jìn)行了深刻的反思， 認(rèn)識到河流治理不但要符合工程設(shè)計原理，也要符合自然原理。為改善河流生態(tài)環(huán)境，恢復(fù)河流生物多樣性，開展因地制宜、因河而異的河道生態(tài)治理是十分迫切和必要的。國外，日、美、德、瑞士等西方發(fā)達(dá)國家由于較早地完成了工業(yè)化、城市化過程, 河流管理已達(dá)到很高的水平，現(xiàn)已進(jìn)入“生態(tài)水利” 或“環(huán)境水利” 的高級階段，許多成熟的經(jīng)驗和技術(shù)可供我國借鑒，如歐洲的自然型護(hù)岸技術(shù)、日本的多自然型河川建設(shè)技術(shù)以及美國的土壤生物工程護(hù)岸技術(shù)等。國內(nèi)的河道治理的發(fā)展歷程可以分為依賴于自然的被動防御階段、農(nóng)田與河爭地的階段、利用河道防洪排污階段、景觀修復(fù)與生態(tài)治理階段四個階段，國內(nèi)許多學(xué)者對一些河流進(jìn)行了生態(tài)治理工程實踐，取得了一定的成果[1]。

本文以遼寧省大伙房水庫水源區(qū)河道生態(tài)綜合治理為例，系統(tǒng)的介紹了治理措施和工程設(shè)計，對其他類似河流開展河道生態(tài)綜合治理具有一定的指導(dǎo)和借鑒價值。

2　大伙房水庫水源區(qū)生態(tài)治理規(guī)劃

2.1規(guī)劃背景

大伙房水庫承擔(dān)著遼寧省沈陽、撫順、鞍山、遼陽、營口、盤錦及大連等7個城市生活供水任務(wù)，大伙房水庫水源是遼寧省約2300萬人口生命線，保護(hù)大伙房水庫水源事關(guān)遼寧經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會穩(wěn)定，事關(guān)生態(tài)文明建設(shè)和水源保護(hù)區(qū)內(nèi)人民生活水平的提高。因此，科學(xué)制定大伙房水源區(qū)綜合治理保護(hù)實施方案，盡早、盡快全面實施大伙房水庫水源區(qū)綜合治理保護(hù)工程十分必要[2]。

2.2規(guī)劃方案總體布局

針對大伙房水庫水源區(qū)中存在的主要生態(tài)環(huán)境問題，本次規(guī)劃總體布局為：對河源區(qū)劃定源頭保護(hù)區(qū)，采取退耕還河、封禁治理等措施；對直接入庫小流域采取水土保持綜合治理措施；根據(jù)河流實際情況，河道兩側(cè)實施河流生態(tài)帶工程；結(jié)合河灘地情況，實施生態(tài)濕地工程；對水源保護(hù)區(qū)內(nèi)全部入河排污口逐一排查，結(jié)合環(huán)保部門排污口整治情況，對位于大伙房水源一、二級保護(hù)區(qū)內(nèi)因條件限制短時難以關(guān)閉的排污口，根據(jù)現(xiàn)場地形、水位等條件，建設(shè)生態(tài)濕地凈化工程，進(jìn)一步改善入河水質(zhì)；結(jié)合生態(tài)帶建設(shè)實施河道封育工程；對河道中違章建筑物、廢渣礦渣及生活垃圾等，采取河道綜合治理方案；對重點保護(hù)目標(biāo)堤防不達(dá)標(biāo)河段，進(jìn)行防洪工程規(guī)劃；為保證大伙房水源安全，建設(shè)入庫漂浮物攔截工程，并進(jìn)行水源區(qū)水質(zhì)、水土保持監(jiān)測站網(wǎng)規(guī)劃。

2.3規(guī)劃范圍

本次規(guī)劃范圍為大伙房水庫水源區(qū)流域面積>10 km2的河流及其源頭地區(qū)的水土保持小流域和大伙房水庫庫區(qū)周邊的小流域；大伙房水庫水源區(qū)內(nèi)的?、蛐鸵陨纤畮煸O(shè)計洪水位以下范圍。

3　河道綜合治理措施

3.1河源保護(hù)工程

河源區(qū)采取封禁、補(bǔ)植和退耕還林等措施。通過對河源區(qū)進(jìn)行封禁，對河源區(qū)內(nèi)的荒地和人為破壞的區(qū)域進(jìn)行補(bǔ)植，耕地進(jìn)行退耕還林，選擇當(dāng)?shù)貎?yōu)勢樹種，封山育林，禁止放牧，避免人為的破壞，涵養(yǎng)水源，保護(hù)河源區(qū)的生態(tài)環(huán)境[3]。

3.1.1總體規(guī)劃

修復(fù)河源區(qū)生態(tài)環(huán)境在適當(dāng)范圍內(nèi)封閉；以河流源頭分水嶺為界，下游至河流流經(jīng)的第一個集中居民村邊界；河源區(qū)的面積確定，對于流域面積100 km2以上的河流，河源區(qū)面積不>流域面積的5%；流域面積50 km2～100 km2的河流，河源區(qū)面積不>流域面積的10%；流域面積10 km2～50 km的河流，河源區(qū)面積不>流域面積的20%；盡量避免涉及村莊、工礦企業(yè)，少占用耕地，盡可能減少對當(dāng)?shù)剞r(nóng)民生產(chǎn)生活的影響。

根據(jù)河源區(qū)的劃定原則，對大伙房水庫水源區(qū)流域面積50 km2以上的35條河流和直接流入大伙房水庫的流域面積10 km2以上7條河流的河源區(qū)進(jìn)行劃定，劃定的河源區(qū)總面積為12526.75 hm2，其中耕地719.76 hm2、林地11180.65 hm2，其他用地626.34 hm2;劃定流域面積>100 km2的河流16條，劃定的河源區(qū)總面積為5615.68 hm2，其中耕地218.45 hm2、林地5116.45 hm2，其他用地280.78 hm2;劃定流域面積50 km2～100 km2的河流19條，劃定的河源區(qū)總面積為5219.21 hm2，其中耕地241.00 hm2、林地4717.25 hm2，其他用地260.96 hm2;劃定直接入大伙房水庫的河流(流域面積10 km2～50 km2)7條，劃定的河源區(qū)總面積為1691.86 hm2，其中耕地260.311 hm2、林地1346.96 hm2，其他用地84.59 hm2。大伙房水庫水源區(qū)規(guī)劃河流河源區(qū)劃分情況見表1。

3.1.2河源區(qū)保護(hù)措施

河源區(qū)采取封禁、補(bǔ)植和退耕還林等措施。通過對河源區(qū)進(jìn)行封禁，對河源區(qū)內(nèi)的荒地和人為破壞的區(qū)域進(jìn)行補(bǔ)植，耕地進(jìn)行退耕還林，選擇當(dāng)?shù)貎?yōu)勢樹種，封山育林，禁止放牧，避免人為的破壞，涵養(yǎng)水源，保護(hù)河源區(qū)的生態(tài)環(huán)境[4]。

大伙房水庫周邊的小流域存在一定程度的水土流失，尤其部分地區(qū)存在著強(qiáng)烈和極強(qiáng)烈的水土流失，在雨水等外營力的作用下造成大量泥沙沖刷，淤積河道和水庫。因此，為了保護(hù)大伙房水庫水源安全，本次以小流域為單元，對庫周小流域采取水土流失綜合治理措施。

本次采取的水土保持措施主要有：坡耕地治理措施、植物措施、生態(tài)修復(fù)措施和溝道治理措施(包括谷坊、溝頭防護(hù)和生態(tài)護(hù)岸)。

3.1.2.1溝道治理措施

溝道治理措施主要對庫周溝叉采取谷坊、溝頭防護(hù)和生態(tài)護(hù)岸等工程進(jìn)行治理。谷坊類型依據(jù)當(dāng)?shù)亟ㄖ牧洗_定，主要以石籠谷坊為主；溝頭防護(hù)主要以土埂配置灌木為主；生態(tài)護(hù)岸以石籠防護(hù)配置灌木為主。

3.1.2.2坡耕地治理措施

坡耕地治理措施主要針對庫周小流域內(nèi)的坡耕地進(jìn)行治理，具體包括改壟、退耕還林、還果等。

3.1.2.3植物措施

對于小流域內(nèi)的林草覆蓋率較低的荒地和未利用土地采取栽植水保林等植物措施工程，水保林種植需配置相應(yīng)的魚鱗坑整地措施。

3.1.2.4生態(tài)修復(fù)措施

生態(tài)修復(fù)措施是對疏林地與具有一定數(shù)量的伐根萌芽、具有根蘗更新能力和天然下種母樹條件的地區(qū)，實行不同形式的生態(tài)修復(fù)，并借助林木的天然更新能力與輔以撫育管理措施，以逐漸恢復(fù)和改造次生林。

經(jīng)計算，小流域水土流失治理面積為8 161.69 hm2，治理度達(dá)到91.22%。其中：溝道治理中需建谷坊1612座、溝頭防護(hù)長2.27 km，生態(tài)護(hù)岸長122.10 km；坡耕地治理措施3830.1 hm2；植物措施面積370.71 hm2；生態(tài)修復(fù)措施面積3960.79 hm2。

表1　大伙房水庫水源區(qū)規(guī)劃河流河源區(qū)劃分成果表

3.2河流生態(tài)帶工程

按照流域面積100 km2以上河流兩側(cè)河岸各10～30m寬度；50～100 km2河流兩側(cè)河岸各5～20m寬度；10～50 km2河流兩側(cè)河岸各5～10m寬度的基本原則建設(shè)沿河生態(tài)帶。有堤防的河道其生態(tài)帶基本布局為：迎水側(cè)灌木帶、背水側(cè)喬木帶、背水側(cè)過渡帶。具備條件的河流合理增加堤身灌木(喬木)帶。無堤防的河道其生態(tài)帶基本布局為：臨水灌木帶、遠(yuǎn)水喬木帶、遠(yuǎn)水過渡帶。根據(jù)河道實際情況適當(dāng)增加護(hù)岸林帶。生態(tài)帶布設(shè)原則上因地制宜，根據(jù)現(xiàn)有地形條件適宜布設(shè)生態(tài)帶寬度，如遇現(xiàn)狀林地、山體、村莊、等級以上公路等情況，可適當(dāng)減少生態(tài)帶寬度，生態(tài)帶寬度減少順序為：喬木帶，灌木帶。

分別對流域面積10～50 km2、50～100 km2、100 km2以上以及縣城段河流生態(tài)帶進(jìn)行典型設(shè)計。

最終結(jié)合現(xiàn)場調(diào)查和典型設(shè)計，共建設(shè)河流生態(tài)帶3535.53 hm2。其中，迎水灌木帶270.28 hm2，背水喬木帶726.09 hm2，背水過渡帶183.56 hm2，堤身灌木帶506.90 hm2，臨水灌木帶346.85 hm2，遠(yuǎn)水喬木帶1121.23 hm2，遠(yuǎn)水過渡帶380.62 hm2；共栽植生態(tài)帶灌木1318.05萬株，栽植喬木508.01萬株。

3.3生態(tài)濕地工程

針對天然河道復(fù)雜地形、洪水情況、水文特點、水質(zhì)狀況等復(fù)雜條件，綜合分析，采取適當(dāng)降灘和修筑生物堰等綜合措施，形成濕地水面；根據(jù)當(dāng)?shù)赝寥?、地貌、水質(zhì)及植物的生態(tài)學(xué)特性，合理布置濕地植物。在不影響河道行洪前提下，有條件的支流入河(庫)口及河道適宜位置規(guī)劃建設(shè)濕地生態(tài)區(qū)。

在具備條件的河段規(guī)劃布設(shè)生態(tài)濕地。與生態(tài)帶及河道周邊景觀共同形成河道生態(tài)景觀系統(tǒng)，在水邊岸坎栽植低矮灌木，在濕地適宜水深區(qū)域內(nèi)栽植香蒲、香蒲等水生植物，凈化水質(zhì)，改善生態(tài)。

生態(tài)濕地布設(shè)：生態(tài)濕地建設(shè)在不影響河道行洪及河槽穩(wěn)定的前提下，結(jié)合地形對河槽邊灘進(jìn)行適當(dāng)?shù)慕禐┨幚?，并采取生態(tài)擋水堰措施，擴(kuò)大河道水面，形成人工濕地。按照河段枯、平水期多年平均水位及不同水生植物適宜生長水深要求確定濕地設(shè)計水位。濕地內(nèi)栽植香蒲、香蒲、水蔥等凈水植物。根據(jù)水生植物生長特性及河道水位變幅情況，在主河槽兩側(cè)由內(nèi)向外布設(shè)水生植物帶、灘地灌木帶并與外側(cè)生態(tài)帶形成生態(tài)河道整體景觀。

灘地型濕地布設(shè)：利用現(xiàn)有地形地勢條件，在適當(dāng)位置布設(shè)潛壩等擋水建筑物，壅高上游常水位，以對常水進(jìn)行控導(dǎo)，引水進(jìn)入河漫灘，并輔以修建生態(tài)堰、降灘等工程措施控制濕地水位，形成人工濕地。降灘后，為保證水生植物生長，應(yīng)保留原表土。在濕地內(nèi)栽植香蒲、蒲草、水蔥、千屈菜等水生植物，形成人工濕地。根據(jù)水生植物生長特性及河道水位變幅情況，在主河槽兩側(cè)由內(nèi)向外布設(shè)水生植物帶、灘地灌木帶并與外側(cè)生態(tài)帶形成生態(tài)河道整體景觀。

典型生態(tài)濕地斷面設(shè)計見圖1、圖2。

圖1　河道型生態(tài)濕地典型斷面設(shè)計示意圖

圖2　灘地型生態(tài)濕地典型斷面設(shè)計示意圖

3.4河道封禁治理工程

河道封育是在有堤段兩堤之間、無堤段規(guī)劃堤線或河道管理邊界線之間對未租用的土地以一定管理措施進(jìn)行人為封閉，禁止人類對河道生態(tài)的惡意破壞，同時借助河道內(nèi)生態(tài)物種的自然繁育來恢復(fù)河道生態(tài)系統(tǒng)。

對現(xiàn)有荒地和林地進(jìn)行封禁，采取人為監(jiān)管的方式對現(xiàn)狀灘地進(jìn)行封閉保護(hù)，禁止除正常更新采伐外的其他行為破壞或改變?yōu)┑氐仡悓傩?，防范破壞灘地行為發(fā)生；對于已租用的土地嚴(yán)禁進(jìn)入，采用圍欄隔離，嚴(yán)禁人類及各種家畜進(jìn)入；對臨近河道及兩堤間的未租用的耕地采取鼓勵措施，引導(dǎo)當(dāng)?shù)厝罕娺M(jìn)行農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)調(diào)整，種植對水土資源破壞較小的經(jīng)濟(jì)作物，控制農(nóng)藥、化肥等污染水質(zhì)產(chǎn)品的使用。

圍欄的主要作用是鞏固河道封育和生態(tài)林等的治理效果，盡量降低人類活動對河道環(huán)境的影響。圍欄一般布置在人類活動頻繁河段的生態(tài)林帶外側(cè)，以無交通的山腳林地為封育邊界時不再布置圍欄。無堤段圍欄均布置在生態(tài)林帶外側(cè)，有堤段圍欄布置分兩種情況，一種是堤頂路同時作為鄉(xiāng)鎮(zhèn)以上等級公路的，由于交通要求，圍欄設(shè)置在堤防迎水側(cè)堤肩或迎水側(cè)堤腳，以不影響車輛正常通行為原則；第二種是無交通要求的堤防，圍欄設(shè)置同無堤段，也是設(shè)置在生態(tài)林帶外側(cè)。

3.5入河排污口整治工程

大伙房水庫水源區(qū)范圍內(nèi)共有排污口67個，其中位于大伙房水庫水源保護(hù)區(qū)一級保護(hù)區(qū)4個，位于二級保護(hù)區(qū)6個，準(zhǔn)保護(hù)區(qū)57個。根據(jù)《中華人民共和國水污染防治法》規(guī)定：“在飲用水水源保護(hù)區(qū)內(nèi)，禁止設(shè)置排污口”。在大伙房水庫水源地一級、二級保護(hù)區(qū)范圍內(nèi)的排污口均應(yīng)依法關(guān)閉或拆除。對準(zhǔn)保護(hù)區(qū)內(nèi)未達(dá)到遼寧省污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)、超過功能區(qū)納污能力的排污口均應(yīng)采取措施加以整治[5]。

3.6護(hù)岸與堤防加固工程

遼寧省東部山區(qū)河流普遍具有比降大、水流急的特點，水流沖刷性強(qiáng)，容易發(fā)生險情，威脅沿岸村屯、耕地的防洪安全，本次規(guī)劃對34條河流、126處河段進(jìn)行防護(hù)。

在“8.16”洪水中，遼寧省東部山區(qū)社河、英額河、腰嶺子河和西砬門河等遭遇較大險情，在洪災(zāi)中，堤防被沖毀，水流攜帶大量泥沙以及石塊等砂礫料，淤塞河道，阻礙行洪，本次規(guī)劃對河道進(jìn)行清淤，利用清淤得到的砂礫料對堤防進(jìn)行整修加固。

堤防加固工程涉及的均為山區(qū)河流，筑堤材料為砂礫石料，石籠護(hù)坡因其抗沖性能突出、柔韌性較好且覆土或淤蓋后其上可栽種或野生植被，因此廣泛適用于各種沖刷型河道堤防迎水側(cè)護(hù)坡。為增加堤防的抗沖性，本次堤防加固工程在堤防迎水坡采用格賓石籠護(hù)坡。

石籠厚度、石籠內(nèi)填塊石粒徑范圍等可參照《堤防工程設(shè)計規(guī)范》(GB50286—2013)中相應(yīng)條款。石籠網(wǎng)片規(guī)格、石籠護(hù)坡下墊無紡布規(guī)格等在綜合考慮填充塊石粒徑、市場供應(yīng)產(chǎn)品情況、施工難易程度、當(dāng)?shù)毓こ探?jīng)驗和習(xí)慣等因素后確定。護(hù)坡格賓石籠厚度采用0.4m，石籠下鋪設(shè)0.1m碎石墊層，碎石墊層下墊400g/m2無紡布，塊石最小粒徑取0.2m，在坡腳延長至3倍沖刷深做為護(hù)腳，石籠上覆土0.15m，撒草籽做為植物防護(hù)。迎、背水側(cè)均覆土植草。本次堤防加固工程堤防及護(hù)坡典型斷面圖(見圖3)。

圖3堤防加固工程典型斷面圖

4　結(jié)　語

本文對大伙房水庫水源區(qū)河道綜合治理措施進(jìn)行了詳細(xì)的介紹，以保護(hù)大伙房水庫水質(zhì)安全為中心，對水源區(qū)河源及河道進(jìn)行保護(hù)和綜合治理。進(jìn)一步消除大伙房水庫水源區(qū)水環(huán)境隱患，有效改善水功能區(qū)水質(zhì)，保護(hù)大伙房水庫水源安全。同時對改善和提高大伙房水源區(qū)生態(tài)系統(tǒng)功能，實現(xiàn)水源水質(zhì)持續(xù)性改善具有重要的工程價值，也可為其他類似河流開展河道生態(tài)綜合治理工程提供工程借鑒。

[1]董哲仁.河流治理生態(tài)工程學(xué)的發(fā)展沿革與趨勢[J].水利水電技術(shù),2004(01):39-41.

[2]宋慶輝,楊志峰.對我國城市河流綜合管理的思考[J].水科學(xué)進(jìn)展,2002(05):377-382.

[3]李怡,胡小泓.淺談河道生態(tài)工程水環(huán)境治理[J].人民長江,2012(S2):142-144.

[4]滕華國.河道生態(tài)治理技術(shù)及案例分析[D].楊凌:西北農(nóng)業(yè)科技大學(xué),2014.

[5]遼寧省水利水電勘測設(shè)計研究院.大伙房水庫水源區(qū)河流綜合治理保護(hù)規(guī)劃實施方案[R].沈陽：遼寧省水利水電勘測設(shè)計研究院,2014.

1007-7596(2016)06-0113-05

2016-05-12

李葉(1988-)，女，甘肅武威人，助理工程師，從事水利項目規(guī)劃前期工作。

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