苏子河流域生态修复措施及评价研究

刘 放

(抚顺县水务局，辽宁 抚顺 113006)

河流可为能量的流动以及自然物质的循环提供通道，是沟通大海和内陆的重要桥梁[1]。但随着工业的发展、人口的增长以及对水资源保护意识的缺乏，使得河流的水质污染越来越严重，生态环境越来越差。而传统的河道污染治理方法过于单一，治理观念仍然停留在旧的治河模式上，已经无法满足现代社会发展的需要，河流生态系统的修复成为亟待解决的社会问题[2]。徐菲[3]等认为，在对河流进行生态修复时应扩大范围，不能仅限于河道本身，对河流修复的范围进行了解释；唱彤[4]对河流以及河岸带两个不同的尺度进行了探究，并从景观生态学的角度提出了相应的修复措施。胡小平[5]等对水库的生态调度做了分析研究，积累了大量的实践经验，为我国开展河流生态修复提供数据保障。本文通过对国内外河流修复研究现状的分析，以河流生态修复为向导，基于流域现状以及流域治理经验，对苏子河流域生态修复的治理措施做了详细的研究；选取水质和生物群落等评价指标，建立了一套完整的河流评价指标；最后通过对河流生态修复各个指标的评价，确定了生态评价系统的可行性。为今后河流生态修复的系统研究提供理论依据。

1 河道边界线的确定

选取大伙房水库的苏子河流域作为实验研究对象，苏子河流域面积2352km2，河长151km，流经新宾县红升乡等6个主要乡镇，是新宾县最大的河流，永陵至占贝段河道较为弯曲，利于水能开发。苏子河堤防包括古楼堤防、西堡对岸堤防以及章京堤防，全长9.21km，治理河段内包含胜利电站以及姚家山电站两座水库。

1.1 水面线计算

苏子河河口至穆家水库段作为苏子河水面线的计算范围，按照占贝站设计洪峰面积比的平方对苏子河干流中下游各个控制点的设计洪流量进行计算，得到表1苏子河干流各地点设计洪峰成果表所示。

表1 苏子河干流各地点设计洪峰成果表

姚家山坝至胜利电站段，分别采用姚家山坝址和胜利电站坝址的水位流量关系，做出二者的流量关系表，如表2胜利电站坝址及姚家山坝址处水位与流量关系表所示，随着水位的升高，流量也随之增大。

表2 胜利电站坝址及姚家山坝址处水位与流量关系表

图1、2分别为姚家山大坝和胜利电站水位流量关系图，胜利电站坝下游流域段，在计算洪水水面线时，优先考虑最大入库流量与相应库水位两种情况的外包线。

图1 姚家山大坝水位流量关系图

图2 胜利电站水位流量关系图

在对水面线进行计算时，采用MIKE11模型进行有限差分解，其连续方程为：

(1)

其动量方程为：

(2)

式中，A—过水断面面积；Q—断面流量；Qτ—集中旁侧入流；q—均匀旁侧入流；S，t—空间、时间坐标；K—流量模数；Z—水位水量。

1.2 边界线确定

确定边界线时，主要根据水面线的计算结果，结合河道堤防工程现状以及上下游的河宽，以河道横截面为基础，因地制宜地确定河道治理边界。当河槽能够确保洪水顺利下泄时，以现状岸坡为边界河道宽度；当河槽被挤占严重，泄洪能力过小时，则将岸坡的宽度适当调整，过流宽度的边界即为河道治理边界。根据水面线的计算结果，确定苏子河流域的洪水淹没线，不同的治理区域断面宽度不一样，根据不同的淹没宽度，确定河道的淹没范围。

2 河流生态修复措施研究

2.1 生态河岸带修复措施

生态河岸带具有保护土地资源和水资源的作用，能有效调节气候，其保护原理主要体现在对河岸植被、河岸土壤的影响以及明显的社会价值上[10]。在布置生态河岸带时，要结合植物保护措施，将有堤段、堤路结合段以及无堤段的生态带建设进行合理的安排。无堤段的设计包含远水乔木段、过渡段以及近水灌木带，有堤段的设计包含堤身灌木带、过渡带以及迎水灌木带等，同时在对栽植的数目进行选择时，要根据具体情况适时栽种，并且要与周围的环境互相协调，在不影响其功能作用的前提下，适当选用景观树种，以保障观赏效果。如表3苗木规格及栽植要求所示，根据苏子河流域的实际情况，选择合适的栽植植物及栽种方式。由此，苏子河流域生态河岸带设计为：堤身灌木带选择柳树，株行距1.5m×1.5m；近水灌木带选择紫穗槐，株行距2m×2m；过渡段选择沙棘，株行距2m×2m；迎水灌木带选择红毛柳，株行距2m×2m；远水乔木段选择五角枫，株行距3m×3m，单排栽植。对栽植的树木进行合理的管护，以延长生态带的作用时间。

2.2 生态湿地修复措施

生态湿地包含水库、河流及湖泊等所有的陆地淡水系统。其影响着人类的生存发展，能够有效控制洪水、净化水质，具有巨大的环境功能。苏子河流域存在着3种不同流态类型的生态湿地，分别为垂直流、水平流以及地表流型，其湿地情况对比如表4三种类型湿地对比所示，由表可知，对排污口应采用表面流与复合潜流人工湿地相结合的组合，对滩地和河道应采取修筑生物堰等措施，形成表面湿地水面，综合当地土壤，合理栽种湿地植物。

表3 苗木规格及栽植要求

表4 三种类型湿地对比

表5 苏子河干流入河排污口基本情况及整治措施

2.3 入河排污口整治措施

苏子河流域具有多个排污口，按水功能划区，二级保护区内共有1个，准保护区内8个。如表5苏子河干流入河排污口基本情况及整治措施表所示，对二级保护区内的排污口依法关闭或拆除，对准保护区内未达到排放标准的排污口依法采取整改措施。

3 修复后的生态评价

3.1 河流生态体系研究

对河道生态修复后的环境水平进行评价，可有效提高流域生态修复的效果，是防止生态退化的有效手段。在对评价指标进行选取时，应遵循可行性、系统性以及科学性的要求合理选择。选取水质指标、水生生物指标以及生态需水量指标等作为河流生态评价的主要衡量标准，在对水质进行评价时，常用的指标为化学需氧量(COD)、石油类、铅和汞等，对河流水质进行评价时，得到如表6河流生态评价水质指标所示。

表6 河流生态评价水质指标 单位：mg/L

水生生物包含水生动植物和微生物，通过检测水生动植物的种群数量以及菌群的总群落数，来反映水环境的优劣，当水生动植物指标值大于7时，认定效果较好；当指标值小于2时，认定效果较差；处于中间状态时，则为一般。

3.2 苏子河修复后的生态评价

对苏子河生态修复后的生态环境进行评价，利用已有的生态评价指标，综合现场调查，对苏子河流域生态修复的程度进行综合评价。对苏子河流域的红升断面、永陵断面、关家断面以及新宾断面进行了监测分析，分别监测了COD、石油类和氨氮等指标，得到如表7水质检测结果所示，发现苏子河流域现状水质环境较好，四断面各个指标值都处于规定允许的范围内。

表7 水质检测结果

苏子河流域经生态修复后，新的生态系统尚未成熟，仍处于初期阶段，所以只考虑水生植物的评价指标。苏子河流域中水生植物群落种类最多为5种，生物评价值处于一般水平，但从发展的角度看，水生动植物、菌群种类等会陆续生长。

4 结语

通过对大伙房水库水源涵养区苏子河流域治理意义的概述，阐述了生态修复的实用性与必要性，结合实际情况，对存在的问题进行了分析。通过划分流域内的9个排污口，对不同种类的污水提出不同的整改措施，制定完整的整治方案，以减少污染

物的排放。通过对现有河道水质以及生物群落指标的分析，对修复后的环境效果进行了生态评价，建立了完整的河流生态评价指标体系，并利用该体系对苏子河流域生态修复后的生态系统进行评价。研究表明：苏子河流域中水生植物群落种类最多为5种，目前生物评价值为一般，但从长远发展的角度看，水生动植物、菌群种类等会陆续增加。

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