孫濤 李國棟 張向陽 袁寶安
摘要:北方地區大部分中小河流在中上游興建水庫后,對下游河道產生河道萎縮、干化、植被退化等影響,另外河道內存在違建、排污、非法挖采等亂象,河流生態遭受嚴重破壞。以太谷縣為例,70年代大興水利建設,修建水庫。水庫下游河道存在堵塞、萎縮、無尾、無序排倒、挖采等問題。文中探索采用河道疏浚連通、新型護岸等措施修復河流生態,實現河道生態環境的可持續發展,有效制止生態環境的持續惡化,平衡河流開發與保護,構建河流生態新格局。
關鍵詞:中小河流;河道治理;生態修復
1太谷縣河道現狀
1.1河流
太谷縣有河流11條,分別是烏馬、象峪、津水、咸陽、四卦、石河、小河、朱峪、廟溝、后兒溝、水晶坡河。較大的河流有2條,為烏馬河和象峪河。烏馬河是汾河的一級支流,全長93km,流域面積500km2,平均縱坡4.6‰,平均河床糙率0.02,在中上游龐莊村附近建有中型水庫龐莊水庫,水庫以上控制流域面積278km2;象峪河是縣境內第二大河,全長63km,平均縱坡9‰,流域總面積341km2,在上游郭堡、王公間建一中型水庫郭堡水庫,水庫以上控制流域面積228km2。其余河流,除水晶坡河外各建有1座小型水庫,共8座。水晶坡河,向東流入榆社境內,注入濁漳河,屬海河流域南運河水系,其余河流屬黃河流域汾河水系。
1.2河道現狀
烏馬河原設計防洪標準為20年一遇。目前下游河道從南同蒲鐵路以西至南北六門地段,河道成懸河。出縣境處南北六門地段,河道只能通過100m3/s的流量。而進入祁縣、清徐,河道更窄,有的地方甚至沒有河道,最大只能通過15m3/s左右的流量。部分河段如小白鄉白燕、大白村段,胡村鎮沙溝、桑梓、朝陽、武村段,南城區、申奉等段內,存在侵占河道、私自攔壩和隨意傾倒垃圾情況,造成河堤損毀,河床變窄。象峪河也是20年一遇防洪標準。但現在下游河道坍塌、變窄,行洪能力極差。范村、閆村段最大僅能通過20m3/s流量;胡村段受小常村與榆次南莊交界處的洞門橋影響,過水能力?。恍〕4宥魏哟哺哂诖鍍?,河道有深水坑3處,同時小常、代村段由于私挖濫采傾倒垃圾,降低了河道行洪能力。津水河河道整體行洪能力較差,過水能力僅有15m3/s。棗澗段河道外挖沙向河道內排退水造成河道淤堵;南席、小常段河道淤積非常嚴重,影響河道行洪。咸陽河水庫上游河道源短坡陡,洪水來勢兇猛,直接威脅縣城的安全。下游河道堵塞,成無尾河,已無法進入祁太退水渠,水流小時于北沙河、太谷縣城西一帶消失,大時溢入烏馬河。石河河道石象至新村段河道變窄,行洪能力差;申奉入河口段傾倒垃圾,堵塞河道。四卦河河道郭里段,過太邢線以下已成無尾河,遇洪水將造成耕地、廠房等淹沒損毀。其它幾條小河流也不同程度存在以上問題。
2現狀河道帶來的生態問題
自然河道通過水流對泥沙的侵蝕、搬運和堆積,形成蜿蜒曲折的形態,并形成淺灘、深潭、彎道、落差等獨特的多樣性河道地形。這些形態結構有利于穩定、消能、凈化水質、保護生物的多樣性,以及降低洪水的災害性和突發性,更具有其原有的種種自然功能。但由于現在向河道內排放污水、傾倒垃圾等,不僅加大了河道防洪的負擔,帶來了防洪安全隱患上,也影響了河道的生態化發展。河道內的無序挖坑采沙、河道自然景觀的破壞都對河道防洪、河槽疏浚、灘區生態環境及鄰河城市環境,構成嚴重的負面影響。影響本地區全面生態可持續發展。
3應對措施
3.1疏通無尾河
該縣咸陽河與四卦河、朱峪河已成無尾河。尤以咸陽河為甚,河道縱坡大,雨季極易形成山洪,直接威脅太谷縣城。擬對兩條河流進行疏通,使其匯入烏馬河。目前咸陽河連通工程已開始實施。這次咸陽河河道治理工程,起點位于西山底村東南咸陽河水庫大壩下游,終點位于大王堡村西北入烏馬河口,全長13.08km。主要工程內容有:河道疏浚及局部拓寬工程、鳳凰山生態園區濕地改造工程、跨河建筑物改造工程、緩洪區維護工程、分洪渠清淤拓寬工程、開挖明渠及護砌工程、新建箱涵工程和生態工程等。項目總投資估算總投資17364.34萬元。該工程治理段,總體布置擬形成上、中段以蓄、滯為主,南沙河壩前分、排(洪)結合的防洪體系。以南沙河壩為界,上游主要以河道清淤疏浚、局部拓寬改造、滯洪區維護、分洪區建設維護為主;下游主要通過開挖明渠、修建暗涵及疏通原河道等工程措施,將咸陽河洪水引入烏馬河。堤線規劃原則:在河道斷面滿足行洪能力要求的情況下,已有堤防河段堤防工程原則上以原有堤防除險加固為主,盡量維持原堤線及堤距;原堤距不滿足河道行洪要求的,經分析論證堤防可適當退建;新建堤防不向河灘地推進,不縮窄河道行洪斷面,并對岸灘加以改造,點綴濕地綠化,提升河道生態環境品質,為山西“農谷”建設打造綠色長廊。四卦河、朱峪河參照咸陽河治理疏浚方法,從郭里村段開始,通過開挖明渠、修建暗涵及疏通原河道等工程措施,將河水引入烏馬河。
3.2河道修復連通
對下游河道尚存但堵塞的河流采取自然修復與人工修復相結合的方式疏浚治理。對于人為造成的河道堵塞及私挖亂采,導致的深坑地段進行人工疏通填埋修復。對于自然河道尚存部位,盡量通過生態環境系統的自愈功能來實現生態的修復。修復河床斷面,對變窄河床進行拓寬。河道斷面大致可以分為U型、梯形、矩形、復式等幾種類型,根據河道情況酌情選擇斷面。清理河床表面,使河床泥沙正常出露。河底縱坡根據河道天然縱坡進行確定。河道修復連通將使咸陽河、石河、四卦河中、朱峪河匯入烏馬河,津水河、小河、廟溝、后兒溝匯入象峪河,然后匯入烏馬河,最后經由祁縣昌源河入汾河。
3.3恢復河道自然形態
對于尚存的天然河道,應該確保這些河道的自然形態。在基本滿足行洪需求的基礎上,盡量依照原河道形態,宜寬則寬、宜彎則彎、宜深則深、宜淺則淺,形成河道的多形態、水流的多樣性。避免河道的自然功能受到破壞,滿足不同生物在不同階段對水流的需要,同時滿足水系景觀的多樣性。
3.4河流護岸生態治理
河岸生態系統是聯系陸地和水生兩大類生態系統的紐帶,邊緣效益顯著,對河流變化極為敏感,所以它是河流生態修復的重點。在傳統的水利工程設計思想影響下,河道的護岸、護坡工程主要考慮工程結構的安全性及耐久性,故多采用砌石、混凝土或鋼筋混凝土等硬材料,這樣就隔斷了水生態系統和陸地生態系統的聯系,改變了自然河岸的生態功能和結構,破壞了河流的生態過程,從而導致河流自身凈化能力和恢復能力降低,水體污染嚴重,魚類等水生物棲息地消失等一系列問題。
4結論
河流是人類生存和發展必不可少的要素,是水環境的重要載體,也是自然環境的重要組成部分。北方地區因其特殊氣候原因,在開發利用河流的同時也造成了河流生態系統遭到破壞,水生態系統孤立化,水循環短路化、絕緣化,導致了水生態、水環境惡化。采用河道治理與生態修復措施可以促進社會經濟的可持續發展,促進地區生態、環保、可持續發展。
參考文獻
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(作者單位:濰坊市水利建筑設計研究)