杨小虎,柯腾腾,李广冬
(1.贵州新中水工程有限公司,贵州 贵阳 550081;2.贵州省交通科学研究院股份有限公司,贵州 贵阳 550008)
农村河流作为乡村生态系统的重要组成部分之一,通常在地区自然环境和社会经济发展中发挥着重要的脉络功能。一方面,农村河流承担着沿线泄洪排涝的重要任务,确保地区居民的生命财产安全;另一方面,作为乡村重要水源,农村河流不断涵养着周边的自然生态环境,同时其周边普遍成为地区居民活动的重要场所。然而,不少农村地区在现代化的发展过程中,未能树立科学的、可持续性的发展观,过于片面地追求经济发展,忽视了自然环境的保护和建设[1- 2],使得地区生态系统逐渐恶化,久而久之开始影响并制约着农村地区社会经济发展,农村河流环境的变化便是其中典型。以下将针对贵州农村河流环境进行问题的分析和治理模式的探讨,力求为山区地带农村河流环境发展提供些许思路。
贵州省处于长江和珠江两大流域上游交错地带,山地和丘陵占到全省总面积的92.5%,境内河流众多,其中,农村河流属于山溪性河流,河流的整体走向为自西向东,但由于地势及地质构造条件的影响,多数河流横向发育受限,纵向也无法保持顺直,走线大多迂回曲折,河流的尺寸通常不大,最大水面宽度为35~350m[3]。河流的上游段大多河谷较为开阔,两侧耕地及居民数量较多,且通常集中连片,河流纵坡相对平缓,但水量较少;河流的中游段,河谷分散相间,河流坡降变大,水流湍急,水量比较丰富,两岸耕地、人口少量分布;河流的下游段,河谷狭窄深切,落差较大,傍河台地较少,水量丰富,两侧耕地、人口零星分布[4]。通常情况下,贵州农村河流的洪枯水位变幅较大,河道内天然情况下淤积较轻,泥沙粒径较大,汛期洪水具有陡涨陡落、洪量集中、历时短等特点[5]。
防洪是河流治理的首要任务。一方面,贵州省内农村河流普遍缺少防护工程,河流两岸多为土质边坡,耕地大多沿河分布,且与岸坡紧邻,部分民房距离河岸较近;另一方面,两岸进行过防护的河段多数仅为直立式浆砌石薄层护砌,顶部高程较低,存在防洪标准不足的情况,其防洪标准多数仅达到5年一遇左右,在人口、耕地聚集较多的河段,其防洪标准也多数无法满足10年一遇的要求。虽然山区洪水历时较短,但洪量集中,破坏力大,每逢汛期洪水到来,未防护河段的边坡多发生塌岸,同时由于防洪能力的不足,洪水漫溢两岸的情况时有发生,附近耕地和民房遭受不同程度的破坏。
随着经济的发展、城镇化进程的加快,在河流岸线界定与管理模糊等情况下,农村地区对于河流岸线资源的非法侵占情况越来越多,特别是两岸人口较多的河段,部分民房建筑物、耕地已处于河流岸线内,并有进一步扩张的趋势,这种情况导致局部河段行洪断面缩减,加剧了不稳定河道演变的趋势[6],甚至影响到汛期河流的行洪安全,极易造成人员及财产损失。
随着城镇化的快速推进,贵州农村生产生活用品种类逐渐增多,农村经济的多元化发展,特别是旅游观光经济的发展,在带来经济效益的同时,也使得贵州农村地区产生了大量的垃圾废弃物,并呈现出快速增长的趋势,然而由于卫生基础设施、管护体制并未得到相应的发展完善,故打破了地区垃圾处理能力的平衡[7],农民将无法妥善处理的废弃物堆积在荒地、河岸边,甚至倾倒入河流中,导致农村地区废弃物污染情况加剧,河流污染日趋严重。河流作为地区生态系统的重要组成部分,污染使其逐渐丧失基本的资源功能,连锁影响到其周边的土壤、生物环境以及人类、畜禽的健康,破坏了地区生态系统的平衡,同时对农村地区自然景观造成严重影响。
贵州农村地区河流在水量的空间分布上普遍存在不均匀的现象,耕地、人口主要集中在上游河段两岸的开阔地[2],通常情况下河流上游段集水面积相对不大,汇流较少,河流水量并不丰富。随着城镇化发展,河流两岸人口、生活方式等不断发生改变,生产生活等各类活动增多,相应用水需求量增加,人们在河流内任意修建拦河堰等建筑物用于取水,不加节制的任意取用导致本就不丰富的河流水量锐减,部分河段常年过水宽度减小,滩地大面积裸露逐渐常态化并引发侵占问题。另外,河流水量的减少,可能引起周边土壤环境、生物结构的改变,如原生的一些植物可能逐渐减少,旱生植物逐渐增多,进而可能影响地区生态系统的平衡。
对于贵州农村地区河流如何治理,以往并没有一个全面而正确的认识,多数人依旧以传统思维将河流的防洪功能单独剥离出来作为对象进行治理,如在河流两岸修建各类浆砌石、混凝土等刚性不透水挡墙,满足了两岸防洪、防冲需要,但同时也从根本上忽视了河流与周边环境的联系性,在一定程度上阻断了河流对周边环境的涵养以及河流水——地下水系统的良性循环等[8]。另外,对河流水体污染问题方面的不够重视,也进一步使得农村河流功能衰退,沿线生态环境质量每况愈下。结合当前国内外较为先进的河流治理理念与贵州农村地区河流实际情况,以下将从三个方面探讨贵州农村河流的治理模式。
提到河道防洪,多数人的印象都是白化、渠化的河流两岸,这类传统的治理模式在我国持续了很长一段时间,但仅仅体现了水利方面的需求,却忽视了环境中其他方面因素的需求,更偏重于短期利益,随着时间的推移,河流生态环境逐渐恶化,传统治理方式带来的防洪与生态之间的矛盾越发凸显。河流生态治理是当前河流治理工程的发展趋势,也是未来行业发展的方向,以尊重自然规律为前提,遵循因地制宜、充分发挥河流自我修复功能的理念,把人与自然和谐发展的观念贯穿到工程建设当中[9],具体是以生态措施、植物措施为主,以工程措施为辅,在保护、改善河流生态系统的同时,增加防洪、景观等功能属性[10- 11]。相关研究表明,经过生态治理的河流,在生物多样性、河流自净能力、水体系统良性循环等方面均能获得显著的提升[12]。
贵州农村地区的河流开发程度不高,在河势、沿线植被情况等方面多偏向于自然型,再加上地区气候适宜,有利于植物生长,总体来说,在生态治理、恢复等方面具有良好的基础优势,在实际治理过程中,可因地制宜,综合防洪需求、生态破坏程度、经济合理性等多方面因素进行分段设计。在两岸人口较多的河段,可从护坡的边坡级数着手,在垂直方向上进行空间规划,如在地形相对开阔、空间相对充足的河段设置多级边坡,常水位以下边坡采用抗冲性较好的柔性材料,如格宾石笼,常水位以上则结合地形、地区发展需要等因素,设置缓坡并采用具有一定抗冲能力的植物工程措施,如三维土工植草护坡(植物生长茂盛时,最大可抵抗6m/s的水流冲刷),而在空间相对不足的河段设置较陡的边坡,可采用生态框、格宾石笼等既满足抗冲又利于植物、鱼类生长繁殖的护坡。在人口相对稀少且远离河岸的河段,可在岸坡处设计修建防冲不防淹的透水矮堤,以增加行洪断面,同时恢复两岸植被群落,利用植物根系的固定作用提高两岸抗冲性能。
随着城镇化的发展,人口较多的农村河流两岸多出现侵占河流岸线的现象[13],特别是临河较低处的台地,多被开垦为耕地或修建民房,导致河流的行洪断面缩减,防洪标准无法满足安全需要,在这种情况下,若保持现有河流宽度进行防洪堤建设,满足防洪安全的情况下堤防高度往往高出两岸较多,造成内涝且阻隔两岸视线,为达到较好的治理效果,应加强河岸整治,结合设计洪水流量、水位适度拓宽河流宽度,拆除两岸阻水建筑物,拆除或改造河内拦水取水建筑物,清除河内淤积等,以此将堤防高度降至合理范围;部分河段特别是两岸存在阶地的堤顶高程可能依旧高出原地面,可通过堤后回填的方式,利用拓宽河道的开挖土石料将堤后地面填平,以避免产生内涝。另外,在治理过程中,应尽量保持原河流走势,避免裁弯取直,利于生态恢复。
以往针对河流黑臭水现象的治理,通常是采用清理河底淤泥、垃圾等内源污染物的方式,这种方式虽有效但却短暂且达不到根治的效果,其原因在于未彻底解决外源污染的影响。贵州农村河流水质污染问题,很大程度上是由于沿线没有完善的垃圾收集和清运系统,不少居民将部分无法处置的生活废弃物倒入河流,日积月累,难以降解的废弃物越来越多,超过了河流本身的自净能力,进而导致河流水质恶化、水环境质量下降。在进行农村河流治理时,应秉持综合的理念,将内源和外源因素结合起来考虑,在对河流本身进行整治的同时,联合农业农村、环保等相关部门统筹协调,整合多方面资源,健全农村生活垃圾收集、清运系统,加强日常监督管理工作,建立长效运行及保障机制,确保河流外源污染问题得到根治。
我国水利工程特别是河道、渠道等线性工程,在很长一段时间内普遍存在着重建轻管的问题,不少工程在后期运行过程中由于管理维护不到位,导致使用寿命大打折扣,进而可能需要二次、三次投入进行维修甚至重建,造成极大的浪费,因此,良好的后期管护对于确保工程的正常运行是十分必要的。结合河流生态治理的内容,后期日常管护主要为河流综合环境的管护,包括河内水质监测、污染物清理、堤防生态及植物构件的维护、堤后保护范围内的植被和设施维护以及土壤环境监测等。针对贵州农村河流的特点,后期管护应结合治理的分段设计情况设定重点管理区域、一般管理区域,合理安排管护力量,落实管护责任,保障管护经费,建立健全长效的管护机制,同时,加强宣传力度,提高居民环保意识,建立奖惩制度,鼓励当地居民积极参与保护河流生态环境,并对破坏行为进行相应惩罚。另外,随着移动互联网的高度发展,可建立河流环境监管平台,结合宣传和激励措施,实时收集相关信息,让更多的人参与到保护河流生态环境的活动中去。
贵州农村地区河流普遍缺乏有效治理,即便治理也多基于防洪要求采取传统的工程措施,忽视了对生态环境的兼容,同时无法满足乡村发展对河流景观等方面的需求,因此必须改变理念,充分考虑多方面因素,对河流进行适度的整治。本文针对贵州农村地区河流,从防洪、生态、污染治理、后期管护等四个方面出发,提出综合性治理方案,对于解决其当前存在的问题以及推进乡村振兴发展具有较好的指导意义,同时,也为其他地区河流整治工程提供了一定有效的治理思路。