冯金鹏,童丽丽,王剑仙
(辽宁省水利水电科学研究院,辽宁 沈阳 110003)
大凌河西支发源于河北省平泉县郑杖子乡南塔子山余脉,河道全长90km,辽宁省境内流域面积2 312km2,河道长74.7km。
大凌河西支属中温带气候,夏季多雨炎热,冬季寒冷少雨干燥,一年四季变化分明。多年平均降水量493.3mm。流域内多年平均径流深 102.3mm,年内分配也极不均匀。径流量多以洪水方式下泄,非汛期河道径流量小,近几年出现长期断流现象。流域内植被较差,水土流失较为严重,极易形成洪灾,是国家级水土保持综合治理区。
大凌河西支流域呈扇形分布,上窄下宽,上游两山夹一沟河道两岸滩地较窄,向下游逐渐放宽,哈巴气桥下比较开阔。流域内坡度陡河道比降大,河道平均比降0.21%。因此洪水峰高量大陡涨陡落,持续时间短,流速高冲刷力强,河道稳定性差,洪水危害较大。
大凌河西支辽宁段目前除了凌源市、喀左县两城市段外,多为无堤段,局部的断续堤防由当地村民堆砌,不仅防洪标准低,防洪能力不足,且工程年久失修,加之河床狭窄,抗御洪水的能力极低,致使该河段洪水灾害频繁发生,同时,在过去的几十年中,随着经济飞速的发展,由于环境保护意识薄弱、河道管理观念滞后等原因,河道除缺少防洪工程及防洪标准低的问题外,还存在以下几个方面的问题:
(1)河道淤积严重,行洪能力减弱。不恰当的城镇开发使城镇河道变窄,河网被分割,城镇建设中废物倾倒使河床越来越高,严重改变了河道的天然断面形态,造成水流不畅,行洪受阻,影响河道功能的正常发挥。
(2)治河理念落后、河道形态被改变。目前,地方河道治理工程片面追求河岸的硬化覆盖,强调河流的防洪功能,而淡化了河流的资源功能和生态功能,破坏了自然河流的生态链,导致生态环境恶化。地方上河流人工化、渠道化的倾向比较严重,以此理念修建的治理工程破坏了原有的河流形态,进而破坏了河流的生态平衡。
(3)河道护岸结构单一,无生态功能和景观功能。以往的护岸工程主要考虑的是河道的行洪速度、河道冲刷、水土保持等,而忽略了河道的生态景观功能。长期以来,河道的自然特征被逐步渠道化,水边植物、微生物、鱼类的生长环境被恶化,水流的生态功能、景观功能不足。
(4)河流污染严重,水生态环境破坏严重。随着经济的不断发展,水污染已成为制约社会经济可持续发展的瓶颈。城市工业废水和生活污水排放量不断增加,河道富营养化程度增高,水生植物茂盛,水质严重恶化。农村地区,临河居住村屯老百姓把各种垃圾直接倒入河道,既侵占水面面积,致使许多河道缩窄变浅,减少了河网的调蓄容量,又污染了河道水体,减少了河道的自然净化容量。河流污染严重已使河流自身生态功能遭到破坏,使河流成为一条死河。
生态河道应是在防洪安全与生态和谐理念指导下,以修复受损河道为目的,通过生态河床和生态护岸等生态工程的技术手段,形成的自然生态和谐,生态系统健康,安全稳定性高,生物多样性高,河道功能健全的非自然原生型河道,是通过河道结构上的生态工程建设来实现河道生态系统的持续健康发展。
根据河道现状,大凌河西支生态河道建设应该遵循以下几条原则:
(1)安全性原则。当前,河道治理必须以防洪为主要目的,使河道经过治理后能够安全下泄设计标准洪水,保护河道两岸的村庄、农田及人民群众生命财产的安全。
(2)生态性原则。保护和恢复河流形态的多样性,满足生态河流的边界要求,为河道植物生长和动物栖息创造条件,尽量避免河流的渠道化及非连续性,尽量保存急流、缓流、深潭、浅滩等自然状态。
(3)自然性原则。以河道天然现状为基础,考虑河道洪水流势的合理性,因势利导,摒弃裁弯取直的平面规划原则,兼顾上下游及左右岸,尽量尊重河流原有的自然形态。在河道的自然属性中,还应考虑景观方面的要求,堤防布置同时,应注意河道沿岸的绿化及环境美化工作,在充分发挥水利工程防洪效益的同时,力争使其成为一道优美的与自然和谐的环境景观。
(4)经济性原则。河道治理应经济合理,体现风险最小和效益最大,在防洪安全的同时,应尽量满足当地对灌溉、供水、生态、景观等方面的要求,充分发挥投资效益。尽量少占或不占耕地和林地,不拆迁或少拆迁,以减少因此而造成的经济损失。
当前大凌河西支河道治理措施主要由堤防工程、护岸工程、险工整治工程组成。根据生态河道建设理念,考虑防洪安全采用以下3种治理模式综合实施生态河道建设。
(1)原生态型治理模式。采用植物保护河堤,以保持自然河岸特性,种植柳树、水杨,白杨以及芦苇、葛蒲等具有喜水特性的植物,由它们发达的根系来固堤,加之柳枝柔韧,顺应水流,能起到增加抗洪、保护河堤的功能。但此种方式抵抗洪水的能力较差,一般只用于坡度较缓或腹地较大的河段。而且可沿河道两岸整治线外侧种植30m宽生态林带。生态林带首要的作用是利用植物根系,形成第二道屏障,增强河岸的抗冲能力,从而达到固滩的目的,逐渐归顺河槽,减小河势的摆动。
(2)自然型治理模式。此种模式在原生态型模式的基础上,采用石材、木材等天然材料护底,如在坡脚和险工护岸的底部设置各种种植包,采用石笼、木桩(设有鱼巢)等护岸,斜坡种植植被,实行乔灌结合,固堤护岸。此种方式一般应用于较陡的坡岸或冲蚀较严重的地段。
(3)工程生态型治理模式。在自然型治理模式的基础上,对于防洪要求较高、而且腹地也较小的河段,还可采用混凝土或钢筋混凝土等材料,确保足够的抗洪能力。如将钢筋混凝土柱或耐水圆木制成梯形箱状框架,并向其中投入大量石块,或插入硅管,形成很深的鱼巢,再在框架外埋入大柳枝、水杨枝等,邻水侧种植芦苇、曹蒲等水生植物,使其在缝中生长繁茂葱绿的草木。
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