张小利
(山西省水利建筑工程局有限公司 山西太原030006)
为了实现河流“水量丰起来、水质好起来、风光美起来”,山西省委、省政府提出实施以汾河为重点的“七河”生态保护与修复工程。其中桑干河作为山西省第二大河流也在治理范围内。桑干河发源于宁武县管涔山庙儿沟,属海河流域永定河水系,流经朔州市、大同市,在阳高县的尉家小堡附近进入河北省后汇入永定河。桑干河在省界以上干流总长260.6 km,控制流域面积17 166 km2。
近年来,随着沿岸用水量逐年增加,桑干河怀仁段河道现状存在河流污染、地表径流量持续减少、地下水超采、水资源开发利用不合理、河道断流、河床沙化、湿地面积萎缩、河道两侧植被覆盖率低、水土流失、人为设障、河滩地种植侵占河道、输水行洪不畅等诸多问题,造成桑干河流域生态环境失衡、水环境恶化。随着人们对自然环境重视程度的提升,社会各界对改善生态环境、恢复河流水系、建设生态文明,桑干河流域内各种问题亟待解决。
桑干河怀仁段综合治理工程起点为怀仁县李家小村,治理终点为大滩头村,治理段范围内桑干河河道长度15.9 km,小峪河堤防防护长度1.71 km。具体工程内容包括:主槽疏浚9.69 km;主槽防护6.328 km;支流入河口主槽防护1.266 km;干流堤防治理6.072 km;巡河道路38.4 km;人工湿地2 处共计30.2 hm2;滩面绿化70.69 hm2;过水路面5 处。通过综合治理增加湿地面积、改善河道生态环境、提高河水自净能力,提升区域景观效果。桑干河怀仁段综合治理施工期采取了相应得力水质保护措施,使河道水质不受影响或破坏,从而保证河道下游工农业正常用水。
桑干河河道主槽疏浚设计总计23 段,共计长9.69 km,疏浚方量24.7 万m3,设计主槽疏浚开挖深度1.3~1.5 m,开口宽度30 m,边坡坡比1∶3。施工期桑干河平常流量1~2 m3/s,主要集中在河道3~5 m 宽的主槽过流。引黄补水期间,流量达到10~15 m3/s,主槽基本全断面过流,补水时段每年3~5 个月。主槽疏浚直接涉水施工,为了减少或避免河水浑浊,造成河水悬浮物增加影响水质,主槽疏浚时段尽量选择在河水水量较小时突击进行。桑干河主槽疏浚主要在2019年9月至2019年10月15日与2020年3月下旬至2020年4月两个时段进行,高峰期投入1 m3反铲挖机12台,3 m3装载机8 台。疏浚时从主槽部位采用反铲挖掘机倒退开挖,挖机开挖预留0.5 m 宽土埂作为临时挡水围堰,避免河水流入开挖作业面。预留的土埂最后采用长臂挖机挖除。开挖料一部分堆放在主槽外侧滩地边,挖机整平并压实,作为主槽护堤;一部分能够重复利用的土料就近堆放,晾晒合格后汽车拉运至堤防回填部位,不能重复利用的多余土料装载机转运,就近填补低洼滩地。
桑干河河道主槽格宾石笼防护总计8 段,共长6 328 m,过水路面5 处,其中李家小村过水路面、神嘴窝村过水路面、大滩头村过水路面3 处布置在桑干河干流上,高镇子村过水路面、新桥村过水路面布置在桑干河支流小峪河与浑河上。主槽防护与过水路面由于施工周期较长,过水路面导流后从基坑开挖开始到路面混凝土全部完成具备通车条件施工期需要2 个月左右,主槽格宾石笼防护施工期根据防护长度确定,防护长度达到1 km 的需要1.5月左右,另外,在引黄放水期也需要进行施工。为了创造干地环境便于施工以及更好的保护水质,全部采用设置导流明渠进行全断面导流,河水与施工区域有效隔离。考虑引黄放水及河道经常性来水,桑干河干流上导流明渠深度1.3~1.5 m,底宽15 m,边坡1∶1.5,满足20 m3/s 的过流能力。导流渠挖机两侧开挖,土料就近堆放并整平压实。每段过水路面与主槽防护施工完成后,及时清理现场碎石渣、土工布多余块等废弃物,同时进行计量与验收,合格后马上进行导流明渠的回填。本工程在桑干河干流上共计布置10 条导流明渠,导流明渠最长的1 150 m,最短的320 m。过水路面与主槽防护施工导流情况见表1。
水路面与主槽格宾石笼防护施工采用了导流明渠,河水与施工区域有效隔离,既方便了施工,又不会影响河道水质。
桑干河(怀仁段)综合治理工程由于线路较长,考虑到冬季停工时间和汛期影响施工时间,实际可施工时间较短,需进行集中突击施工。全线设置了五个施工工区,项目部及五个施工区的所有职工的生活及管理用房均从附近的村庄租房,现场仅搭设方便移动的小型活动帐篷,供看管工地的下夜人员使用。
怀仁市新农村建设比较完善,当地政府禁止沿河村庄向桑干河河道排放污水和倾倒垃圾。施工生活所住村庄全部实现生活污水集中收集处理,合格后统一排放处理;村庄内有垃圾集中点,收集后村内专人拉运至定点垃圾场。施工生活营地产生的生活废水通过排污管道进入污水处理厂集中处理统一排放。生活营地内布置垃圾桶收集生活垃圾,统一进行处理。
本工程在小峪河、鹅毛河入河口处规划两处人工湿地,面积分别为20.71 hm2和9.53 hm2。为保证支流入桑干河水质,设计在支流汇入口附近利用低洼滩地修建功能湿地,湿地型式采用表流湿地,种植当地湿地植物如芦苇、水葱等水生植物,用来提升水质,改善水生态环境。为了增加河水自净能力, 施工安排,于2019年9月至10月工程开工初期首先进行了小峪河、鹅毛河支流汇入口湿地施工,种植水生植物,一定程度上提升了水质,改善水生态环境。
表1 过水路面与主槽防护施工导流情况表
桑干河综合治理工程土方开挖总量49.8 万m3,回填总量37.7 万m3,土方工程方量较大,整个桑干河怀仁段有60%的地段需要动土施工,对河道原有水土、植被较大变动,为此做好现场的水土保持工作,减少水土流失,保护河道水质尤为重要。
工程开工初期,根据水保设计方案,编制了水保实施方案,制定施工期间详细的水土保持措施,设立了水土保持领导组,明确了各部位各工区水保职责,严格执行“三同时”制度。施工期的水土保持设施与主体工程同时设计、同时施工、同时竣工验收和投产使用。
主槽疏浚、堤防填筑等施工部位开挖或回填永久成型后,及时采用挖机将外漏面压实,不允许有虚土外漏,避免雨水、河流将虚土带入河水。气候允许时开挖回填成型面及时播撒草籽。
开挖多余弃土就近堆放于滩地低洼地带,采用装载机摊铺整平,并及时播撒草籽进行植被覆盖。
临时堆放的土料采用苫布及时苫盖防止雨水冲刷,并经常洒水保持湿润。在堆土区外围开挖排水沟槽,防止产生新增水土流失。
施工运输道路尽量利用滩地现有田间小路,少占用土地,避免破坏原始地貌已有植被。
为了保护河道水质,避免影响水质,现场对施工产生的液体、固体等废弃物采取了针对性处理办法。
由于施工点比较分散,采用的施工设备以挖机、装载机为主,每个施工区均不布置专门的机械停放场,机械设备就近停放在河道沿线的高滩地上,随着河道的向前施工,临时机械停放也向前移动。现场仅进行机械设备的日常性保养检修工作,大型修理托运至附近专门修理厂进行维修。现场不产生机修的油污污染。在施工现场机械设备保养及更换油料时,在地面铺塑料布防止油料滴漏到地面,废油等液体废弃物收集装桶后运出工地集中处理,对于已发生滴漏的地区及时将带油污的泥土铲除,施工过程中谨防油料泄漏。
混凝土面冲洗、养护等产生的废水经过现场沉淀池沉淀再排放。混凝土罐车在工地现场指定位置进行冲洗、倾倒,最后统一清理外运。
施工中产生的固体废弃物,如混凝土渣、砌石后的小石块、废旧木材、塑料等固体废弃物进行分类收集,集中堆放,与生活垃圾一起运至就近垃圾场处理。办公生活区对废电池设置专门的回收装置,废墨盒等有毒有害的废弃物单独回收。
现场配备4 台洒水车进行道路及施工场地洒水。拉土车行驶道路上洒水车不间断洒水,道路始终保持在潮湿状态,其他路段及停工场地上,洒水车每天至少洒水4 次,上下午各两次。
桑干河怀仁段河道以往水质检测结果一般情况下为地表水Ⅲ类,为了判定施工期间水质保护措施的合理与否,比较水质变化情况,委托专业检测机构在施工期间每月一次水样检测,检测内容包括:水温、pH值、阴离子表面活性剂、硫化物、粪大肠菌群等共计26 项。通过每次检测,施工期(2019年9月—2019年12月、2020年3月下旬—2020年10月)与开工前、施工后对比,河道水质基本达到地表水Ⅲ类,水质基本没发生变化,满足河道下游工农业正常用水条件。表明桑干河综合治理施工期河道水质保护采取的措施得当有效。
在实施中也发现有不足之处,治理河道比较长,有效工期短,分区分段全面施工,防护点多面广,监管难度大,局部河道施工需涉水作业,难免浑浊河水。另外,整个河道水质保护与改善是全社会共同关注的问题,需全社会各行各业共同努力实现。桑干河怀仁段综合治理施工期间采取的一系列措施既满足了施工又保护了河道水质,其中部分经验及技术值得类似项目借鉴采纳。