国内外中小河流治理模式的启示意义

2015-07-25 05:20渠性燕夏春晨王建刚李新阳杨晓华
山西水利科技 2015年3期
关键词:防洪洪水山西省

渠性燕 夏春晨 王建刚 李新阳 杨晓华

(1.山西省汾河中下游水务管理局 山西太原 030002;2.武汉大学水利水电学院湖北武汉 430072;3.太原市水利勘测设计院山西太原 030002)

0 引言

山西省地处黄河中游,也是海河水系源头。全省共有大小河流1 000多条,流域面积在100 km2以上的河流多达450多条,其中面积在200~3 000 km2的中小河流共有234条。全省主要特点是河流较多,但以季节性河流为主,水量变化的季节性差异大。山西省的主要水资源量在地域上水资源分布极不均匀,水资源相对贫乏。

新中国成立后,山西省政府对中小河流的建设工作高度重视,加大了对中小河流治理的投资力度,以汾河水生态治理为代表,极大地改善了河流及沿河的水环境。但是受气候地形影响,中小河流治理仍处于“大雨大灾、小雨小灾”的局面,给沿岸人民群众的生命财产安全造成了严重的损害。同时,随着经济的发展,许多中小河流由于水资源过度无序开发以及污染物排放的大量增加等,还存在着水污染加剧、河流生态环境遭到破坏、水资源短缺等一系列问题,已造成河流基本功能衰退及其健康生命受到严重威胁。

如今,中小河流的治理问题引起了国内外的广泛关注,英、美、欧洲、日本等国家以及我国部分省份地区都陆续展开了对中小河流治理的研究和实践工作。本文通过调研国内外中小河流治理的成功案例和治理模式,从治理理念、治理方法及措施等方面进行总结,为山西省中小河流治理工作提供借鉴。

1 山西省中小河流治理主要问题

(1)防洪标准偏低,行洪排涝能力不足。

由于山西省许多中小河流为山区河流,普遍具有源短流急、洪水暴涨暴落的特点,特别是河流沿岸的县城、重要集镇和粮食生产基地的防洪设施少、标准低,甚至很多处于不设防状态,遇到常遇洪水就可能造成较大洪涝灾害,加之人为原因,河床淤积、行洪能力萎缩等问题突出。

(2)水资源短缺,河道生态水量不能保证。

由于气候原因,山西省水资源分配时空不均,部分地区人均水资源量很低。随着社会经济发展及大规模水利工程兴建,出现河道断流、湿地萎缩、地下水位下降等一系列问题。无法保证生态水量使河道内水生物生态系统和河岸生态系统均遭到破坏,生物多样性降低,生物量锐减。

(3)河流水质污染严重。

由于工农业的发展,河道水量匮乏和污染物排放的大量增加,山西省河流水质污染严重。主要污染源为工业废水和生活污水,主要污染物质为氨氮、COD、BOD5、挥发酚和总磷,部分河段氟化物、镉、汞、铅等。

(4)水体生态功能退化,滨河水景观单调。

流域河流人工化渠道化严重,天然形态遭到破坏,自然水文节律逐步消失。河道乔灌木的过度砍伐、过度开垦和过度放牧以及工业化的发展造成环境污染等人为破坏,严重破坏了生物多样性。堤防多采用硬质建筑材料,简单划一。

(5)河道管理薄弱,专业技术力量缺乏。

一方面,地方河道管理部门对河道管理力度不够,执法队伍薄弱,管理人员数量难以满足堤防管理需要。另一方面,中小河流治理和维护工作专业性较强,但水利专业技术人员少,技术力量十分薄弱,河道堤防后期维护跟不上。

2 国内外中小河流治理启示

总体上讲,国际上河流治理及修复比较成功的国家以日本、美国和英国等欧洲国家为代表,他们对河流治理研究较早,修复技术相对成熟。这些国家工作细致深入,在世界范围内属于领先水平。

以英国塔姆河防洪治理模式为例,河流总流域约1 500 km2,总长度约为100 km,流域内居住着170万人口。由于沿河的城市、农村、自然蓄水区、现有防洪设施运行程度等等因素,不同河段能够抵御的洪水风险各不相同,所以塔姆河沿河的治理模式不可一概而论。故将塔姆河分为9个河段,如图1,分别针对各个不同河段的地形水文条件、防护对象、社会经济、现有防洪设施运行情况等影响最终选定以下四个可供选择的方案:①维持现有洪水治理方案并加强管理保护。②更换不满足防洪标准的防洪设施。③优化现有蓄洪区。④清除河道阻碍物并在允许的条件下开凿水道,同时在合适的地方替换、增高或新建防洪设施等。

通过对塔姆河各治理河段的现状进行具体分析,采用一种或组合方案进行治理。

以河段1奥尔德伯里河段为例,该河段流域高度城市化,居民区和工业区交织布置。现有防洪设施可抵御1 011处财产损失,仍有286处财产遭受洪水风险。故决定采用方案二和方案四的组合方案。具体措施有新修明渠河槽代替排水管以减小洪水风险,同时更加生态。如果条件不允许,则加大排水管尺寸或者新设排水管;提高防洪标准,新建防洪墙并更换未达防洪标准的防洪设施等。

在案例中的治理中,根据河流的具体情况构建了一套组合方案的治理模式,分河段治理的思想也体现出因地制宜的理念,在实际运用中方便有效,是值得参考借鉴的。因此,本文通过对国内外河流成功的治理案例和经验进行广泛的调研分析,总结其先进的治理模式和措施,为山西省河流治理的思路和方法上提供借鉴和指导。

图1 分为9个研究河段的塔姆河一览图

2.1 明确治理理念

明确河流治理理念和制定合理的治理目标为河流治理提供理论指导和治理方向。

英国以洪水治理为首要目标,兼顾环境效益的最大化,开发安全有效的洪水管理模式和保障经济财产安全。荷兰以防洪优先,保障水安全、保护水环境,构建水景观的综合治理。生态修复与防洪相结合,提出“给河流腾出空间”的理念。美国通过重建自然河道和恢复自然水文过程,将恢复多种生物栖息地,最终达到是恢复洪泛平原的整个生态系统的目标[1]。日本在满足防洪和水资源利用的同时尊重自然原有的生态多样性,建设和恢复良好的水生态环境,积极保护自然生态系统。

因此,根据山西省中小河流现存的主要问题和实际情况,我们提出“保障防洪安全为前提,合理调度配置水资源,兼顾生态环境保护,发挥河流管理部门职能,最终达到人水和谐的目标。”的治理理念。

2.2 保障防洪安全

只有做好防洪措施,保障人民生命财产安全的前提下,其他具体河流治理的工作才能顺利展开。国内外河流治理对防洪治理主要分为工程措施和非工程措施。

工程措施主要有:新建加固防洪设施抵御洪水;建设和优化蓄滞洪区减轻河川排水压力;疏浚河道、清除河道阻碍物加大行洪能力等。同时,荷兰提出“为河流腾出空间”的治理计划,通过扩大洪泛区、建立临时蓄水区沼泽区等确保防洪安全,同时恢复沿河景观提高生物多样性和促进人水和谐。

非工程措施主要有:建设防灾气象预报系统对洪水进行监控预报;利用洪水模拟和洪水风险管理等技术措施编制各类灾害风险图并提供疏散通道和避难场所等信息。英国对洪水风险管理及评估问题展开了一系列的分析和技术讨论[2]。英、美等国家纷纷提出国家洪水保险计划[3]帮助民众购买洪水保险,使其能够从洪水灾害中尽快恢复并且尽可能减少生命财产损失。日本制定了法律制度的保障措施,先后颁布了包括《河川法》在内的19个与水有关的法律,将治水、水资源利用和环境综合治理融为一体形成现代河川治理制度。

除了传统的防洪工程措施以外,国外在非工程措施处理防洪问题上更值得借鉴。英国的防洪专家认为防洪减灾工程只是一个方面,更重要的是非工程措施并不断新增和完善。因此,引入和运用合适的非工程防洪措施,配合工程措施保证防洪安全是今后防洪治理的可能方向。

2.3 合理配置水资源

由于山西省特殊的地理位置和气候条件,河流水量变化的季节性差异大,在地域上水资源分布极不均匀,大多数中小河流都存在一定的缺水问题,无法满足河道基本需求。因此合理配置水资源,采取适当补水措施也是必要的。

可采用蓄水工程把汛期多余的水蓄存到旱季使用,同时制定合理的水库运用调度方案,保证水库水对其下游河道进行有效补充。如内蒙古东胜市成功运用“上坝下塘”工程[4]来对干旱缺水河流进行治理等。也可采用河道补水措施,引入或开发附近水源,补充河道水量,如青岛丁家河生态治理是处理河道缺水问题采用拦截地下潜流水源进行补给等。对于河道干涸较为严重且补水困难的河流,采取以绿代水”修复措施,如滹沱河石家庄市区段,通过恢复河滩植被,利用植被的根系起到防风固沙的效果,改善河道生态环境[5]。

对于山西省中小河流河道水量的问题需要根据河流不同条件因地制宜进行治理,同时需要对水资源进行合理调配,辅以宣传节水,提高群众节水意识。

2.4 兼顾生态环境保护

随着工农业的发展,排入河流的污染物大量增加,山西省中小河流水质受到了严重的污染,对水生动植物的生存产生了威胁。如今,国内外越来越重视河流的可持续发展,。

英国设定了不同环境目标,并针对不同的目标采取相应的措施;美国提出了生态修复的标准,制定了蓝色路线计划,通过保护和恢复河流并且加强河流的管理,多方面发展河流功能,构建休息娱乐空间,达到促进人水和谐的目标。日本提出“多自然型河道治理”,营造多样化的河川形态[6],塑造多自然型的河岸,采用生态材料等措施。欧洲各国也在莱茵河为代表的河流生态修复工程中总结了经验教训。四川府南河采用“五项工程”措施进行综合性整治,构建以治理河流为中心的中国生态园林城市建设。

山西省中小河流的生态治理要从河流本身的自然规律出发,本着保持河流水体与河岸的连续性,保持河岸植物群落多样性,增进河流生态系统功能完善化,延续河流的健康生命。

2.5 加强河流管理部门职能

政府在河流治理中具有举足轻重的作用。政府的政策、法令、规章制度等进行直接干预。政府可以把各种资源有效结合起来,在河流治理中处于主导地位。

英国的河流治理主要由环境局负责,这是以保护环境,促进可持续发展为目标的一个公共机构。美国国家环境保护局、美国地质调查局和陆军工程兵团,开展了大量的河流整治与生态修复工作。在荷兰除了两个政府部门涉及水管理,还设有水董事会的非政府水管理机构负责拦海工程、防洪堤坝、蓄滞洪区管理等工作。日本对河川管理的政府部门是国土交通省。国土交通省内设河川局,负责全国一级河川的建设管理,包括治水工程、河流综合开发工程的实施、水文以及防灾策略研究等。汾河流域生态治理与修复保护工程是山西省第一个跨区域最大、实施内容最多、时间最长、受益面最广的一项综合治理工程,各部门互相协调、通力合作,获得了很好的效果。

因此,山西省应积极完善河流管理机构职能,指导中小河流开发治理规划,在规划中明确治理的目标、建设的标准和内容、采取的措施等,协调好上下游、左右岸的关系,防止一些地区为了追求眼前利益而盲目开发、拦河设障、挤占河道、危害生态。

3 总结与展望

针对山西省中小河流治理存在的主要问题,通过调研国内外中小河流治理的成功案例和治理经验,提出“保障防洪安全为前提,合理调度配置水资源,兼顾生态环境保护,发挥河流管理部门职能,最终达到人水和谐的目标。”的治理理念,并借鉴国内外先进的治理方法和技术手段,总结出在山西省中小河流治理中需要注意的几点问题:

(1)保证防洪安全,确定合适的防洪标准,运用工程及非工程措施进行保护防洪安全。这是河流治理的最基本的目标,是其他治理措施的前提条件。

(2)因地制宜,根据河流条件进行补水治理和水资源调配,从而达到河流治理效果的最大化。

(3)加强河流生态环境恢复和滨水环境建设。在工程中采用生态堤防、生态码头等措施来将生态发展融合到防洪中去,同时重视保护动植物,建设生态保护区,生物栖息地等。

(4)完善水管理机构职能,合理指导河流的开发利用和加强河流监管力度,同时积极促进河流治理科学技术的发展。

[1]陈兴茹.国内外城市河流治理现状[J].水利水电科技进展,2012,32(2):83-88.

[2]Tunstall S M,Johnson C L,Penning-Rowsell E C.Flood hazard management in England and Wales:from land drainage to flood risk management[C].World Congress on Natural Disaster Mitigation,New Delhi.2004:19-21.

[3]Clark M J.Flood insurance as a management strategy for UK coastal resilience[J].Geographical Journal,1998:333-343.

[4]马迎春,高文祥.解决干旱缺水问题的上坝下塘治理开发模式[J].中国水土保持,2001(5):21-22.

[5]常 青,李洪远,何 迎.北方城市干涸河流区域资源管理与环境整治模式——以滹沱河石家庄市区段生态恢复与重建模式为例[J].自然资源学报,2005,20(1):7-13.

[6]日本财团法人河流整治中心.多自然型河流建设的施工方法及要点[M].北京:水利水电出版社,2003.

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