甘州區(qū)黑河生態(tài)文明建設河道治理方案探討

蒲興元

(甘肅省張掖市甘州區(qū)水務局，甘肅 張掖 734000)

2020年1月，甘州區(qū)委、區(qū)政府立足于習近平總書記推進生態(tài)文明建設的六項重要原則，搶抓黃河流域生態(tài)保護和高質(zhì)量發(fā)展的機遇，提出了甘州區(qū)黑河流域綜合治理保護修復的思路，結(jié)合實施鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略和改善農(nóng)村人居環(huán)境，堅持以黑河甘州段沿線生態(tài)系統(tǒng)與生物多樣性保護、水環(huán)境保護與修復、水土流失治理為重點，按照“山水林田湖是一個生命共同體”的科學論斷，把黑河流域作為一個完整的生態(tài)系統(tǒng)，實施整體性保護和系統(tǒng)性修復，以此破解生態(tài)環(huán)境難題，加快推進西部生態(tài)安全屏障城市建設。

1 黑河流域概況

黑河是中國第二大內(nèi)陸河，干流發(fā)源于青海省祁連縣，從祁連山發(fā)源地到尾閭居延海，全長約928 km。其中干流鶯落峽以上為上游，河道長313 km，流域面積1.00萬 km2。鶯落峽至正義峽為中游，河道長204 km，流域面積2.56萬 km2，黑河流至張掖市西北10 km處，納山丹河，折向西北流，在鴨暖野溝灣匯入梨園河流于正義峽。正義峽以下為下游，河道長411 km，流域面積8.04萬 km2。穿越北山，流經(jīng)金塔鼎新盆地，改稱額濟納河(古弱水)，向北流入內(nèi)蒙古額濟納旗境內(nèi)的居延海。

黑河是甘州區(qū)最為重要的城市經(jīng)濟發(fā)展帶、農(nóng)村經(jīng)濟承載區(qū)，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的命脈。黑河甘州區(qū)段起于鶯落峽，止于甘州區(qū)烏江鎮(zhèn)大灣村，過境河道全長57 km，共受益15個鄉(xiāng)鎮(zhèn)、220個行政村，總灌溉面積103.85萬畝。黑河流經(jīng)甘州區(qū)境內(nèi)，沿途流經(jīng)9個鄉(xiāng)鎮(zhèn)，河道有過渡型、游蕩型、蜿蜒型等三種河型依次出現(xiàn)，干流自鶯落峽流出祁連山后進入山前沖洪積扇傾斜平原，河道縱坡1/1500～1/500,隨河道縱坡變化,河道寬度亦逐漸擴展，現(xiàn)狀河道最窄處在龍渠電站引水渠首閘約65 m,最寬處在省道213線大橋及過水路面處約1 450 m。其中：鶯落峽至省道213線大橋段河道長25 km，省道213線大橋至國道312線大橋段河道長12 km，國道312線大橋至甘臨分界線段河道長20 km。

2 黑河河道治理現(xiàn)狀

黑河甘州段上游已建成較為完善的防洪體系。其中石廟子電站至省道213線河道治理工程防洪標準為50 a一遇，設計洪峰流量1 900 m3/s，于2013年由甘肅省水利廳批復實施；省道213線至國道312線自石廟子分洪溢流堰處分為東、西兩個河岔，其中主河道(東河岔)防洪標準為50 a一遇，設計洪峰流量1 250 m3/s，西河岔設計洪峰流量630 m3/s。省道213線至國道312線主河道防洪工程已于2011年經(jīng)甘肅省發(fā)改委批復實施，2017年又納入祁連山黑河流域山水林田湖生態(tài)保護修復項目黑河城區(qū)段生態(tài)治理工程，對該段生態(tài)治理進行更進一步提升，項目計劃于2021年全面建成。國道312線至支家崖段河道治理按照農(nóng)防標準設計，防洪標準為10年一遇，設計洪峰流量985 m3/s，于2015年由甘肅省發(fā)改委、水利廳聯(lián)合批復實施。支家崖至甘臨分界線為自然河道，沿岸基本未修建防洪設施。

3 存在的主要問題

黑河上游地段已建成的防洪設施大多為現(xiàn)澆砼結(jié)構，存在“斷面結(jié)構單一化、岸坡形式規(guī)則化、材料選擇硬質(zhì)化”的弊端。黑河下游地段部分河岸經(jīng)過多年運行，河岸淘蝕剝落、岸基坍塌、水土流失等現(xiàn)象較為嚴重，原來純工程型的治理措施已不能滿足現(xiàn)行水生態(tài)文明工程建設需要，主要存在以下問題：

(1)黑河部分地段防洪能力薄弱。黑河鶯落峽至石廟子段河道比降大，河槽窄深，河床沖刷切割較強，水土流失嚴重，兩岸植被稀少，生態(tài)十分脆弱。

(2)已建成防洪工程設計防洪標準不一，防洪能力各異。下段防洪標準較低，需要提升。

(3)除黑河甘州城區(qū)段外，其它地段的防洪工程大部分為剛性襯砌，沒有完整的生態(tài)體系，生態(tài)功能需進一步提升。

(4)黑河支家崖至甘臨分界線段河槽蜿蜒曲折，河岸低矮，土質(zhì)松軟，抗沖刷能力較弱，河床極不穩(wěn)定。

4 黑河河道治理方案的建議與探討

黑河作為國家級自然保護區(qū)，本著“在開發(fā)中保護、在保護中開發(fā)”的指導思想，在流域水環(huán)境保護治理當中，應遵循順應自然、保護優(yōu)先、減少干擾、整體提升的原則，充分利用黑河已建成的防洪體系，因地制宜統(tǒng)籌解決水資源、水生態(tài)、水環(huán)境、水災害等新老問題。在河道護岸治理措施上，應在保證實現(xiàn)防洪功能的前提下，充分利用天然原材料，盡量采取生態(tài)護岸結(jié)構，并充分結(jié)合河床、堤岸現(xiàn)狀，多種護砌方式相結(jié)合，使水工設計與景觀設計達到協(xié)調(diào)統(tǒng)一，打造生態(tài)水岸。

(1)黑河鶯落峽至省道213線段是地表水入滲區(qū)，該段河道水流湍急，沖刷力強，對未治理地段，可采用鉛絲石籠護腳、格賓籠護岸方式，在局部地段還應設置固床潛壩，防止河床下切，建議護岸結(jié)構見圖1。

圖1 黑河鶯落峽至省道213段護岸結(jié)構

(2)國道312線至蘭新鐵路橋地段，地下水逐漸出露，河床相對穩(wěn)定，但局部地段沖刷仍然較強，目前已建成的護岸設計防洪標準較低，應提高到50 a一遇，在原防洪堤基礎上“穿靴戴帽”，建議護岸結(jié)構見圖2。

圖2 國道312線至蘭新鐵路橋段護岸結(jié)構

(3)蘭新鐵路橋至支家崖地段，地下水出露量逐漸增多，河床沖刷逐漸減弱，但河道變窄，河床表面土質(zhì)松散，基礎淘刷仍很嚴重，已建成的護岸設計防洪標準較低，應提高到50 a一遇，在原砼面板上進行堆石護岸，并對基礎進行拋石護腳加固，建議護岸結(jié)構見圖3。

圖3 蘭新鐵路橋至支家崖段護岸結(jié)構

(4)支家崖至甘臨分界線地段，地下水大量出露，河床沖刷大大減弱，河床表層基本全部為細顆粒，該段也是打造黑河高質(zhì)量發(fā)展經(jīng)濟帶的重點地段，河道可因地制宜，盡量采取柔性護砌型式(見圖4)。

(a)

5 方案選擇的優(yōu)點

5.1 鉛絲石籠護腳、格賓籠護岸方案

采用鉛絲石籠護腳、格賓籠護岸，石籠抗沖刷力強、透水性強,又是生物易于棲息的多孔原構造，可以抵擋流水的沖蝕,為植物健康生長營造穩(wěn)定的環(huán)境。鉛絲石籠裝置的柔韌性是保護河床和護坡的穩(wěn)定性的基本因素，它可對河岸或河床起到有效的永久性保護,同時還能有效控制水的流速,防止水土流失，特別是在為植物自然生長、根系的發(fā)育等營造良好的生態(tài)環(huán)境和水質(zhì)保持上,具有極佳的功效。

5.2 拋石護腳、土工格室加寬加高堤岸方案

河流最嚴重的災害是水流沖刷河岸使其破壞,在處理上述問題時,應遵循因地制宜的原則，針對國道312線至蘭新鐵路橋地段地下水逐漸出露、局部地段沖刷嚴重、已建成防洪堤護岸設計防洪標準較低的特點，應充分利用已建成河堤，對基礎部位拋石加固，對堤身進行加寬加高。采用土工格室能夠?qū)ψo坡加高部位進行綠化美化，同時也有利于降低成本，節(jié)約費用。

5.3 鉛絲石籠護腳、面板堆石護岸方案

黑河甘州段蘭新鐵路橋至支家崖地段，地下水出露量逐漸增多，河床表面土質(zhì)松散，河道變窄，河床沖刷逐漸減弱，基礎護腳部位淘刷嚴重，加之工程施工的季節(jié)性強,受水文、氣象的影響,施工布置必需滿足施工強度要求和防洪標準。采用鉛絲石籠護腳、面板堆石護岸方案，施工方法簡易靈活，可以就地取材，分段平行施工，減少對原有護岸的破壞，同時施工排水暢通，便于機械開挖和保護邊坡的穩(wěn)定性。

5.4 木排樁塊石護腳、格賓墊護岸方案

黑河支家崖以下地段，河道平緩，兩岸植被保護較好，采用該施工方案既可以滿足防洪要求，又可以有效減少對沿岸植被的破壞，與現(xiàn)狀河道自然形態(tài)進行有機融合，同時減少了施工導流、基礎排水的工程量，降低了施工難度。

5.5 格賓石籠護腳、干砌塊石護岸方案

黑河支家崖至甘臨分界線地段是打造黑河生態(tài)廊道的“黃金地段”，防洪設施與人文景觀應和諧統(tǒng)一，采用該方案可以最大程度避免對原有河床的擾動，在解決岸坡底部水流侵蝕、滑坡坍塌問題的同時，護坡坡面可以與駁岸、人行步道順暢銜接，坡比可根據(jù)河岸形態(tài)靈活變化，形成平滑優(yōu)美的岸線。

6 方案比選分析

表1 方案比選主要特點

7 結(jié)語

充分認識加強黑河流域生態(tài)保護的重要性，將山水林田湖作為一個生命共同體，通盤考慮黑河流域生態(tài)系統(tǒng)的依存度、互補性和內(nèi)在聯(lián)系，采取自然修復與項目建設相結(jié)合，生物措施與工程手段相結(jié)合的方式，整體規(guī)劃、分類實施，突出重點、逐步推進。在今后的河道治理項目建設中，要按照人與自然和諧相處的理念，認識和處理水利工程生態(tài)影響問題，以黑河河道水環(huán)境治理生態(tài)文明建設為著力點，立足于新時期生態(tài)文明建設的總體布局，注重生態(tài)效益、社會效益和經(jīng)濟效益的有機統(tǒng)一，切實增強黑河防洪防護功能，促進河湖生態(tài)建設與兩岸經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。