甘州区黑河生态文明建设河道治理方案探讨

蒲兴元

(甘肃省张掖市甘州区水务局，甘肃 张掖 734000)

2020年1月，甘州区委、区政府立足于习近平总书记推进生态文明建设的六项重要原则，抢抓黄河流域生态保护和高质量发展的机遇，提出了甘州区黑河流域综合治理保护修复的思路，结合实施乡村振兴战略和改善农村人居环境，坚持以黑河甘州段沿线生态系统与生物多样性保护、水环境保护与修复、水土流失治理为重点，按照“山水林田湖是一个生命共同体”的科学论断，把黑河流域作为一个完整的生态系统，实施整体性保护和系统性修复，以此破解生态环境难题，加快推进西部生态安全屏障城市建设。

1 黑河流域概况

黑河是中国第二大内陆河，干流发源于青海省祁连县，从祁连山发源地到尾闾居延海，全长约928 km。其中干流莺落峡以上为上游，河道长313 km，流域面积1.00万 km2。莺落峡至正义峡为中游，河道长204 km，流域面积2.56万 km2，黑河流至张掖市西北10 km处，纳山丹河，折向西北流，在鸭暖野沟湾汇入梨园河流于正义峡。正义峡以下为下游，河道长411 km，流域面积8.04万 km2。穿越北山，流经金塔鼎新盆地，改称额济纳河(古弱水)，向北流入内蒙古额济纳旗境内的居延海。

黑河是甘州区最为重要的城市经济发展带、农村经济承载区，农业生产的命脉。黑河甘州区段起于莺落峡，止于甘州区乌江镇大湾村，过境河道全长57 km，共受益15个乡镇、220个行政村，总灌溉面积103.85万亩。黑河流经甘州区境内，沿途流经9个乡镇，河道有过渡型、游荡型、蜿蜒型等三种河型依次出现，干流自莺落峡流出祁连山后进入山前冲洪积扇倾斜平原，河道纵坡1/1500～1/500,随河道纵坡变化,河道宽度亦逐渐扩展，现状河道最窄处在龙渠电站引水渠首闸约65 m,最宽处在省道213线大桥及过水路面处约1 450 m。其中：莺落峡至省道213线大桥段河道长25 km，省道213线大桥至国道312线大桥段河道长12 km，国道312线大桥至甘临分界线段河道长20 km。

2 黑河河道治理现状

黑河甘州段上游已建成较为完善的防洪体系。其中石庙子电站至省道213线河道治理工程防洪标准为50 a一遇，设计洪峰流量1 900 m3/s，于2013年由甘肃省水利厅批复实施；省道213线至国道312线自石庙子分洪溢流堰处分为东、西两个河岔，其中主河道(东河岔)防洪标准为50 a一遇，设计洪峰流量1 250 m3/s，西河岔设计洪峰流量630 m3/s。省道213线至国道312线主河道防洪工程已于2011年经甘肃省发改委批复实施，2017年又纳入祁连山黑河流域山水林田湖生态保护修复项目黑河城区段生态治理工程，对该段生态治理进行更进一步提升，项目计划于2021年全面建成。国道312线至支家崖段河道治理按照农防标准设计，防洪标准为10年一遇，设计洪峰流量985 m3/s，于2015年由甘肃省发改委、水利厅联合批复实施。支家崖至甘临分界线为自然河道，沿岸基本未修建防洪设施。

3 存在的主要问题

黑河上游地段已建成的防洪设施大多为现浇砼结构，存在“断面结构单一化、岸坡形式规则化、材料选择硬质化”的弊端。黑河下游地段部分河岸经过多年运行，河岸淘蚀剥落、岸基坍塌、水土流失等现象较为严重，原来纯工程型的治理措施已不能满足现行水生态文明工程建设需要，主要存在以下问题：

(1)黑河部分地段防洪能力薄弱。黑河莺落峡至石庙子段河道比降大，河槽窄深，河床冲刷切割较强，水土流失严重，两岸植被稀少，生态十分脆弱。

(2)已建成防洪工程设计防洪标准不一，防洪能力各异。下段防洪标准较低，需要提升。

(3)除黑河甘州城区段外，其它地段的防洪工程大部分为刚性衬砌，没有完整的生态体系，生态功能需进一步提升。

(4)黑河支家崖至甘临分界线段河槽蜿蜒曲折，河岸低矮，土质松软，抗冲刷能力较弱，河床极不稳定。

4 黑河河道治理方案的建议与探讨

黑河作为国家级自然保护区，本着“在开发中保护、在保护中开发”的指导思想，在流域水环境保护治理当中，应遵循顺应自然、保护优先、减少干扰、整体提升的原则，充分利用黑河已建成的防洪体系，因地制宜统筹解决水资源、水生态、水环境、水灾害等新老问题。在河道护岸治理措施上，应在保证实现防洪功能的前提下，充分利用天然原材料，尽量采取生态护岸结构，并充分结合河床、堤岸现状，多种护砌方式相结合，使水工设计与景观设计达到协调统一，打造生态水岸。

(1)黑河莺落峡至省道213线段是地表水入渗区，该段河道水流湍急，冲刷力强，对未治理地段，可采用铅丝石笼护脚、格宾笼护岸方式，在局部地段还应设置固床潜坝，防止河床下切，建议护岸结构见图1。

图1 黑河莺落峡至省道213段护岸结构

(2)国道312线至兰新铁路桥地段，地下水逐渐出露，河床相对稳定，但局部地段冲刷仍然较强，目前已建成的护岸设计防洪标准较低，应提高到50 a一遇，在原防洪堤基础上“穿靴戴帽”，建议护岸结构见图2。

图2 国道312线至兰新铁路桥段护岸结构

(3)兰新铁路桥至支家崖地段，地下水出露量逐渐增多，河床冲刷逐渐减弱，但河道变窄，河床表面土质松散，基础淘刷仍很严重，已建成的护岸设计防洪标准较低，应提高到50 a一遇，在原砼面板上进行堆石护岸，并对基础进行抛石护脚加固，建议护岸结构见图3。

图3 兰新铁路桥至支家崖段护岸结构

(4)支家崖至甘临分界线地段，地下水大量出露，河床冲刷大大减弱，河床表层基本全部为细颗粒，该段也是打造黑河高质量发展经济带的重点地段，河道可因地制宜，尽量采取柔性护砌型式(见图4)。

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5 方案选择的优点

5.1 铅丝石笼护脚、格宾笼护岸方案

采用铅丝石笼护脚、格宾笼护岸，石笼抗冲刷力强、透水性强,又是生物易于栖息的多孔原构造，可以抵挡流水的冲蚀,为植物健康生长营造稳定的环境。铅丝石笼装置的柔韧性是保护河床和护坡的稳定性的基本因素，它可对河岸或河床起到有效的永久性保护,同时还能有效控制水的流速,防止水土流失，特别是在为植物自然生长、根系的发育等营造良好的生态环境和水质保持上,具有极佳的功效。

5.2 抛石护脚、土工格室加宽加高堤岸方案

河流最严重的灾害是水流冲刷河岸使其破坏,在处理上述问题时,应遵循因地制宜的原则，针对国道312线至兰新铁路桥地段地下水逐渐出露、局部地段冲刷严重、已建成防洪堤护岸设计防洪标准较低的特点，应充分利用已建成河堤，对基础部位抛石加固，对堤身进行加宽加高。采用土工格室能够对护坡加高部位进行绿化美化，同时也有利于降低成本，节约费用。

5.3 铅丝石笼护脚、面板堆石护岸方案

黑河甘州段兰新铁路桥至支家崖地段，地下水出露量逐渐增多，河床表面土质松散，河道变窄，河床冲刷逐渐减弱，基础护脚部位淘刷严重，加之工程施工的季节性强,受水文、气象的影响,施工布置必需满足施工强度要求和防洪标准。采用铅丝石笼护脚、面板堆石护岸方案，施工方法简易灵活，可以就地取材，分段平行施工，减少对原有护岸的破坏，同时施工排水畅通，便于机械开挖和保护边坡的稳定性。

5.4 木排桩块石护脚、格宾垫护岸方案

黑河支家崖以下地段，河道平缓，两岸植被保护较好，采用该施工方案既可以满足防洪要求，又可以有效减少对沿岸植被的破坏，与现状河道自然形态进行有机融合，同时减少了施工导流、基础排水的工程量，降低了施工难度。

5.5 格宾石笼护脚、干砌块石护岸方案

黑河支家崖至甘临分界线地段是打造黑河生态廊道的“黄金地段”，防洪设施与人文景观应和谐统一，采用该方案可以最大程度避免对原有河床的扰动，在解决岸坡底部水流侵蚀、滑坡坍塌问题的同时，护坡坡面可以与驳岸、人行步道顺畅衔接，坡比可根据河岸形态灵活变化，形成平滑优美的岸线。

6 方案比选分析

表1 方案比选主要特点

7 结语

充分认识加强黑河流域生态保护的重要性，将山水林田湖作为一个生命共同体，通盘考虑黑河流域生态系统的依存度、互补性和内在联系，采取自然修复与项目建设相结合，生物措施与工程手段相结合的方式，整体规划、分类实施，突出重点、逐步推进。在今后的河道治理项目建设中，要按照人与自然和谐相处的理念，认识和处理水利工程生态影响问题，以黑河河道水环境治理生态文明建设为着力点，立足于新时期生态文明建设的总体布局，注重生态效益、社会效益和经济效益的有机统一，切实增强黑河防洪防护功能，促进河湖生态建设与两岸经济产业高质量发展。