生物防治措施在千山区中小河道整治中的应用研究

张杰华 吴殿成 董长虹 吴菲 孙晓莉 千山区水利局，辽宁鞍山 114041

生物防治措施在千山区中小河道整治中的应用研究

张杰华 吴殿成 董长虹 吴菲 孙晓莉 千山区水利局，辽宁鞍山 114041

对千山区基本情况进行分析，重点论述杨柳河支流段采取生物措施与工程措施相结合、以生物措施为主治理山区中小河道的效益，投资少、生态效果好，又达到防洪目的。

中小河道;整治;生物措施

1.千山区基本情况

1.1 自然情况

千山区土地总面积446.58km2，总人口24.5万人。位于辽东半岛北端，辽宁省的中南部，辽河平原的中下游。千山区地处辽东丘陵和辽河平原过渡地带，东南高、西北低，自东南向西北倾斜。东部属于千山山脉向西南的延续山区，高程一般在100～500m，最高山峰是仙人台，海拔高程708.3m；中部为千山山脉向西部冲积平原过渡地带，属漫岗丘陵区，高程一般在30～100m；西部为冲积平原区，高程一般在15～30m，最低高程为12m。境内流域面积超过200 km2的河流2条，各级河流总长度171.87km。

全区植被分为三个类型区：东南部低山高丘次生混交林灌丛区、低丘漫岗紫穗槐、柞林灌丛区、中西部平原禾草草甸植被区。东南部低山高丘次生混交林灌丛区主要有黑松、椴、槐、杨、柞林等；灌丛有榛、刺槐、山楂等。低丘漫岗紫穗槐、柞林灌丛区多为人工栽培的果树和柞林、紫穗槐等。中西部平原禾草草甸植被区有人工栽培的杨、柳、榆、刺槐和紫穗槐。东部低山丘陵林木覆被率最高，达30%。

1.2 山区河道特征

1.2.1 中小河道流域降水时空分布不均

千山区属暖温带大陆性季风气候，夏季炎热多雨，盛行东南风，易发生洪涝灾害。全区多年平均降水量为721.7mm，最大年降水量为1144.9mm，最少年降水量为383.8mm。降水量年内分配多集中在6～8月份，占年平均降雨量的61%，特别是7～8两个月的降雨量占年平均降雨量的49.9%。

1.2.2 山区河道比降大，汇流急

区内有三条中小河流：南沙河、杨柳河、运粮河，均为太子河的左侧支流。位于山区的河流比降大，汇流时间短，暴雨形成径流汇集成尖瘦型洪峰下泄。洪水冲刷破坏力强，中下游河流河滩谷地都十分开阔，比降平缓。

南沙河有六条支流，主流发源于千山风景区的仙人台，区境内河长38.73 km，流域面积352.3 km2，河道比降0.7‰；上游为扇形流域的山丘区，山丘区支流、沟道长81.9 km，比降大，大部分支流河道比降在3‰左右，少部分支流河道、20多条沟道比降在8‰～10‰之间，暴雨汇流时间短，洪水来的急，冲刷破坏力大。杨柳河有两条支流，主流发源于唐家房镇摩云山村双塔岭，区境内河长41.75 km，流域面积209.2 km2，河道比降1.4‰；上游山丘区支流、沟岔长36.6 km，比降大，支流河道比降在3‰左右，10条沟道比降在9‰左右。暴雨汇流时间短，洪水来的急，冲刷破坏力大。运粮河有三条支流，主流发源于鞍山市东山风景区，区境内河长22.47 km，流域面积94.99 km2，河道比降0.45‰；上游山区河段约3km，河道比降2‰，穿越城区；该河为市区生活污水、鞍钢南部各厂等排放的工业废水的主要排水河道。

1.2.3 河床地质条件差，植被状况差，冲刷破坏力大

千山区地层古老，岩体破碎，裂隙发育，风化强烈，有供泥石流活动的足够的松散碎屑物质。山区河流、沟道比降大有利于松散碎屑推移和地表径流的汇集及能量转化，加之植被状况差，在湍急洪水的冲刷下势必造成河床（滩）不固定，冲刷岸坡，破坏耕地，威胁群众生命财产安全；而西部平原区主河由于河床比降平缓，河滩开阔，输沙能力十分有限，必然造成泥沙在主河大量淤积，抬高主河河床，使河床变成宽浅游荡型。主河成为宽浅游荡型河床后，山洪暴发时极易泛滥，给两岸造成洪灾，同时宽浅游荡型河床必然导致曲流发展和河流侧向侵蚀，在河流侧向侵蚀作用下，河岸被冲刷，土石堤防坡脚掏空失去稳定而坍塌、溃决，形成洪灾，给人民生命财产带来严重损失。

1.3 千山区河道洪涝灾害

由于十九世纪帝国主义列强的掠夺破坏以及建国后人口增加和经济发展的需要，毁林开荒造地、超坡耕作、无计划砍伐植被，加之防洪工程未及时配套建设，造成水土流失日益加剧、河床不固定、冲刷河岸并严重破坏耕地、公路、通电通讯设施、民房和厂房等，形成洪灾，给群众生命财产和工矿企业造成巨大损失。据统计，近百年来共发生洪灾52次，平均不到2年一次。尤其后50年发生洪灾27次，略有增多。1977年、1985年、1986年、1994年的洪水分别使东部山区0.67千hm2、1.77千hm2、0.8千hm2、1.13千hm2农田遭受重灾，仅1985年的洪灾造成经济损失就达8.6亿元，总损失达几十亿元。

2 生物措施治理山区中小河道的实践

千山区山区河道比降大，洪水流速快，洪峰来得快，去得也快。因此山区河道防洪有着“怕冲不怕淹”的特点。基于此，千山区因地制宜选择树种，大力提倡生物措施，选定了栽植具有一定耐涝能力、当地有苗种优势、生命力强、根系发达、固床（滩）以及护坡效果极佳的紫穗槐。紫穗槐又称绵槐、紫花槐,豆科紫穗槐属,多年生落叶丛生小灌木，高l～4m。生物学特性是紫穗槐对土地要求不严、耐瘠薄、耐干旱、耐涝、耐寒、抗沙压、根系发达且分级多又快、横向延伸能力强，并具有很强的抗病、虫、抗烟和抗污染能力。在一般情况下，栽植后当年生长达1m以上，平茬后当年可达2m以上，每丛萌条20～50根左右，生长寿命可达30年以上，是涵养水源、固床（滩）以及护堤坡的良好树种。同时在土质较好的河段辅以坝前插柳埋干、坝后栽植杨树、垂柳的措施。利用其这一特点，千山区将紫穗槐列为堤防绿化的首选品种，从2007年开始研究并选择杨柳河支流山区段示范推广。到目前为止，三条河流山区段已累计营造护岸堤、固滩林100hm2，绿化长度33km。

3 生物措施治理中小河道的效益分析

几年来，千山区山区中小河道治理采取工程措施和生物措施相结合、以生物措施为主的方针，已初步收到较大的社会效益与经济效益，此项措施具有广泛的推广价值。

3.1 社会效益

生物工程实施的结果固定了河床，扭转洪水泛滥的局面；河床高程普遍下降近1米，洪水的流势、流态稳定，提高了河道防洪能力。

以杨柳河支流山区段生物措施治理河道为例，河道治理长度4km，两岸营造宽20～30m绿化带8km，栽植乔灌木6.26万株。该工程的实施保护耕地100hm2，保护三个村1300余户5000多人，使沿河耕地、群众免遭十年一遇洪水的威胁，为农村经济发展和建设新农村打好了坚实的基础。

实践证明：生物工程措施确实起到了疏河固床，稳定流势，增大主槽泄量，提高河道防洪标准作用。

3.2 经济效益

3.2.1 节省河道整治工程投资

按现有价格计算修建1km堤防投资（浆砌石护岸，墙高1m，基础深1m），需要动用土方1.9万m3，浆砌石0.11万m3，碎石垫层0.01万m3，合计需要资金29.65万元。而利用生物措施整治河道，按分别栽植10m宽紫穗槐、10m宽杨树护堤绿化带、每m2栽植紫穗槐3株、每10m2栽植3棵杨树计算，合计需紫穗槐3万株、资金0.3万元，栽植人工费0.1万元，加上3年的管护费0.1万元，小计0.5万元；需杨树0.3万棵、资金1.5万元，栽植人工费0.15万元，加上3年的管护费0.2万元，小计1.85万元，总计需要资金2.35万元。二者的投资比例为12：1。

3.2.2 增加群众经济收入

第一、通过发展编织业增加群众收入。紫穗槐枝条柔韧细长，干滑均匀，用作绿肥春季割一茬绿肥、秋季收获一茬编织条，是编织筐、篓的好材料。据沿河镇村几年来的实践，每亩紫穗槐可提供条材100 kg。紫穗槐当年平茬后枝条生长2m左右，用于发展编织业，每公斤条材0.2元，每亩可收入20元。第二、提供养殖饲料，增加群众收入。紫穗槐叶量大且营养丰富，含大量粗蛋白、维生素等，是营养丰富的饲料植物。新鲜饲料虽有涩味，但对牛羊的适食性很好，鲜喂或干喂，牛、羊、兔均喜食。种子经煮脱苦味后，可做家禽、家畜的饲料。第三、可改良土壤，增加群众收入。紫穗槐为高肥效高产量的“铁杆绿肥”。据分析，每500 kg紫穗槐嫩枝叶含氮6.6 kg、磷1.5 kg、钾3.9 kg。紫穗槐可一种多收，当年定植秋季每亩收青枝叶500多kg，种植2～3年后，每亩每年可采割1500～2500kg，足够供三四亩地的肥料。多有根瘤菌，用于改良土壤又快又好。按此方法分析，千山区120km山区河道推广该项措施后，每年都将取得显著的经济效益，值得推广。

3.2.3 生物工程环境生态效益

生物河堤工程措施融现代水利工程学、环境科学、生物科学、生态学、美学等学科知识，因地制宜选择树种，以保护和创造生物良好的生存环境和自然景观为前提，考虑具有一定强度、安全性和耐久性因素，把河堤由过去的混凝土、浆砌石结构改造成为水体和土体、水体和植物或生物相互涵养、适合生物生长的仿自然状态的护坡形式。即把水、河道与堤防、河畔植被连成一体，在充分利用自然地形、地貌的基础上，建立起阳光、水、植被、生物、土壤之间互惠共存的河流生态系统。该措施有效地促进了地下水的渗透和水的良性循环，提高了水边环境的自身净化功能。一是调节水量、滞洪补枯。丰水期水向堤中渗透储存，减少洪灾；枯水期储水反渗入河或蒸发，起着滞洪补枯、调节气候的作用。二是增强水体自净作用。生态河堤采用种植于水中、水边植物，从水中吸取无机盐类营养物，利于水质净化，三是适合生物生存和繁衍。

同时，生物工程的实施起到了疏通河道、固定河床的作用，提高河道防洪能力，下游平原区河道淤积问题亦得到解决，对改善山地气候环境、探索山区河道整治开拓了新路。

生物工程的建设，不仅增强了河堤的防洪功效，节省了防洪工程建设投资，而且具有显著的生态效益、经济效益，真正达到了生态效益、社会效益、经济效益三方面的统一。

4 生物工程规划设计

实践证明：生物措施在防洪固岸中的作用是非常明显的，主要是护岸林本身根系发达，这些根系成林后深入在河岸和护岸丁坝、护砌中，起到网状受力筋作用；与土、石结合成有机整体，提高河床对洪水抗冲抗塌能力，起到中水河床时减缓流速、拦截落淤、疏浚固床作用。高洪水位时起到削减风浪淘刷、固岸护坡作用。

规划设计原则遵循“以疏浚固床为主，除为保护重要城镇及大片耕地可筑堤外，均应按工程措施（护岸，丁坝工程）和生物措施相结合，以生物工程措施为主”的治理原则进行规划设计。

在实施生物工程措施前，要对山区中小河流进行系统规划设计，确定整治标准和整治线。布置控导工程时必须纵观全局，上下游呼应、左右岸兼顾，作为整体统一考虑，生物工程措施的布置符合整治线要求和稳定上下游河势及主导控制河岸目的。

山区中小河道治理以生物措施为主，但应辅之以工程措施，为生物措施创造良好的条件。对重点整治河段、整治导控节点还应强化工程措施，以稳定河势，保证整体工程完整性。

5 建议

5.1 中小河道整治工作不容忽视，各级政府应引起高度重视

近些年来中小河道整治工作取得了一定成果，抗御洪涝灾害能力有了很大提高，但仍存在不少问题，主要是：资金投入少、抗灾能力低、防洪标准不高，仅5～10年一遇，极易出险，甚至溃堤决口，特别是城市和防洪效益大的地区一旦发生灾害损失不亚于大江大河。所以中小河道整治工作不容忽视，各级政府应该引起重视，从战略高度将此项工作列入领导议事日程，舍得投入，在河道整治工程预算中加入生物措施治河费用，搞好规划，做好中小河道整治工作。

5.2 以防洪效益确定防洪标准，搞好中小河道整治规划

中小河道整治防洪标准确定涉及社会综合效益和经济投入，一定要按其防洪效益确定防洪标准，不要千篇一律。城市和重要经济区确定的防洪标准高些、防洪规划超前些、工程技术措施先进些，而山区和防洪效益低的地区确定的防洪标准低些、工程标准低些或只搞些生物工程和河势导控点工程。

5.3 因地制宜，因河就势，就地取材确定中小河流整治措施

中小河道整治是一项长期、艰苦、工作量繁重的任务，新中国成立以来各级政府，沿岸群众在中小河道整治工程上投入了大量的人力、物力、财力用于工程建设，确实起到了防洪减灾的作用。但仅靠工程措施还达不到长治久安的目的，要采取工程措施与生物措施相结合，才能进一步提高防洪效果。经验证明，要想整治好山区中小河道，一定要因地制宜、因河就势、就地取材，采取工程措施与生物措施相结合。

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.08.017