段丽芳
(景泰川电力提灌水资源利用中心,甘肃 白银 730400)
大靖河地处祁连山北麓,为单一流域,发源于东南祁连山支脉乌鞘岭毛毛山二郎池,主河道自南向北长约40 km,平均坡降20‰。大靖河上游地势较高,海拔2 700~2 800 m,山岭密布,植被覆盖良好,水土流失较轻,中游(团庄)一带,海拔2 200~2 300 m,由西沟和酸茨沟以下至大靖峡一带长约15 km。大靖河出峡口以后地形逐渐平坦、开阔,海拔2 000~1 800 m,系大靖峡水库灌区。大靖河穿越景古公路以后进入景电二期南一支渠至南五支渠、北一支渠至北五支渠的灌区范围。工程项目区位于景电二期灌区南四支渠至南二支渠之间的大靖河主河道,河道长约4.7 km。工程区以上控制集水面积约152.9 km2。
近年来,景泰川大靖河以水环境保护为重点,实施了部分河道堤防(护岸)工程、小流域综合治理等项目。项目运行以来,虽然部分地区生态环境有所改善,但仍有部分河段污染物浓度变高,水生植物面积严重萎缩且多样性降低,区域水环境质量恶化。主要问题体现在以下方面:
(1)河道水质净化、自我修复能力差。大靖河河道内滩槽不分明,主河槽窄而浅,在年内河滩地频繁干湿交替出现,不利于河滩草本植物的生存繁衍,现状河道滩地多为裸地,植被稀少。同时,考虑河道防洪安全,近年来河道实施的防洪工程大多进行了河道疏浚,将自然河道基底疏浚为近似平底,河道主流分散且在河道内游荡,加剧了河滩地干湿交替出现的情况。大靖河现状河道水生态环境脆弱,河道水质净化、生态自我修复能力差,不利于形成较为丰富多样的生物群落。
(2)河道岸坡带生息环境功能差。大靖河在工程区内干流河道长度约3.6 km,河道平均比降约为11.5‰,流向由南向北。河道沟型基本清楚,地形平坦,宽度大小不一,最宽的地方约有175 m,最窄的地方不足20 m。目前该项目已实施完成排洪渠0.257 km,导流堤0.62 km,跌水一座。与下游河段紧相连的南干支梁至南干四支梁中游河段长约4 km,该段河道由于洪水挟带泥沙的淤积,河床缩窄、沟槽变浅,在南干二支渠处河宽不足30 m,河道内防洪设施较少,仅有景电管理局修建了约200 m长浆砌石护坡及900 m长的临时性的堤防,且标准偏低。未治理岸坡均为自然边坡,由于经济社会发展,现状农田及村庄已紧邻甚至侵占河道,在河道水流的冲刷作用下,存在岸坡冲刷后退的情况。同时,由于缺少必要的生态隔离拦截工程设施,沿线农田农药化肥、农村生活垃圾等污染物极易入河,影响河道水质健康。
(3)大靖河流域水土流失严重。大靖河流域范围内黄土覆盖层深厚,由于地形原因流域坡面坡度较陡,天然降雨较为集中,坡面水土流失严重。由于坡面降雨形成地表径流较多、入渗较少,尤其在阳坡植被稀少,进一步加剧坡面水土流失。流域沟道天然纵坡较大,降雨集中,沟头冲蚀、沟谷切割严重。河流泥沙含量高,缓坡及河道开阔河段,淤积严重;再加之人类活动的不断干扰,原本脆弱的生态环境更趋恶化。
(4)行洪通道不畅。河床内有大量的淤积物及4个采砂石料场,淤积物及料场堆积的大量砂石料阻塞了行洪通道,降低了行洪能力。采砂还对河床原始地形地貌造成了极大的破坏,致使河床坑洼不平,破坏了沟道的稳定性。如果不及时清理整治,将对周边灌区防洪造成极大的压力。
工程区保护农田面积8 000 hm2,村舍约1.23万户,农村人口6.2万人,根据《防洪标准(GB 50201-1994)》《水利水电工程等级划分及洪水标准(SL 252-2000)》《堤防工程设计规范(GB 50286-1998)》的规定,本工程等别为Ⅳ等,洪水重现期为20年,主要建筑物级别为4级,次要建筑物为5级。本工程堤防为主要建筑物,建筑物级别为4级,谷坊和过水路面为次要建筑物,建筑物级别为5级。
以大靖河实际的生态环境情况为依据,水环境综合治理覆盖大靖河南干渠灌区段,工程防护分为三段,南干四支渠段、南干三支渠段和南干二支渠段。根据大靖河流域特点,以大靖河水生态环境保护修复为核心,将建设区划分为3带,即河道基底带、河道岸坡带、河道缓冲带,大靖河流域建设范围分区示意图如图1所示。在保证入河污染物不增加的基础上,确保河流水质满足纳污能力“红线”考核要求。
图1 大靖河流域建设范围分区示意图
(1)修复河道滩(湿)地:在大靖河内通过对现状河道基底进行恢复,营造恢复形成滩槽分明的河道断面。在河道湿(滩)地进行植被恢复,利用湿地水生植物对氮磷的吸收,加快水循环,降低污染物浓度。
(2)提高河道自然岸线率:生态护岸工程主要针对河流边坡,通过种植吸收特征污染物较强的植物,或采用植物和工程相结合的综合护坡系统进行坡体植被修复和加固,实现对排入河流的污染物进一步拦截。
(3)新建缓冲带生态林面积:在河道堤防(护岸)旁边、沿线沟道岸坡以及河川两岸坡面进行生态林的封育和补植补种,形成相对连续、带状或片状分布的形成相对连续具有一定隔离功能的生态屏障,从源头保护河道水质。
(1)河道湿地恢复。根据大靖河流域现状,选择河道湿地1片,总面积1公顷。湿地按照一河两廊的设计思路,主要位于大靖河河道内主河槽两岸,相对集中连片。湿地设计部分主要以恢复植物群落结构为主,根据设计地高程及与村庄、河道的关系,分为河滩地自然修复、重点段设计两部分内容,通过补植的方式对现状裸露的滩地进行人工生态修复。河滩地自然修复设计时主要以突出主体性、自然性和生态性为主,综合考虑护岸抗冲刷的需求及过洪断面的局限性,塑造多元化的植物群落。重点段设计区域内,考虑到居民用水需求,结合最小干预措施,实现大靖河生态修复的目标。
(2)生态护岸。①南于四支渠段大靖河右岸,天然河岸高度较低,需对河岸进行加高(高度0.5~1 m),再进行迎水面生态护砌,生态护岸建设长度300 m。②南干三支渠至南干二支渠段大靖河防洪工程,从河床底部起开始填筑人工生态堤防护岸,最大填筑高度2.5 m,生态护岸建设长度1 km。③南干二支渠段左崖天然河岸高度较低,需对河岸进行加高,加高高度0.5~1 m,再进行迎水面护砌,生态护岸建设长度200 mm。④河道右岸南干三支渠上游200 m处至南干支渠下游100 m处,天然河岸高度较低,部分需对河岸进行加高(高度0.5~1 m),再进行迎水面生态护砌,建设长度2 630 m。
结合工程实际,通过对草皮护坡、生态土袋护坡、格宾石笼护坡、生态砌块护坡4种类型生态护岸进行比较(见表1),考虑到本工程治理河道纵向较长,地形变化较大,滩地形式多样,最终选择格宾石笼材质。
表1 生态护岸方案综合分析比较表
(3)生态林。根据种植位置及主要功能,将生态隔离带划分为沿河防护林区、水保林区和生态修复区。整体布置突出带状布局方式,沿大靖河流域两侧线状道路由近及远逐步展开。近河位置优先开展防护林,绕村庄抚育水保林,偏远地区重点实施封禁治理,坚持适地适树,以优质乡土树种为主。
文章深入探析了现阶段大靖河流域存在的问题,探讨在保证河道防洪工程安全的前提下,通过生态林、湿地(滩地)、生态护岸3项建设内容,建设形成工程措施与非工程措施相结合的水环境治理体系,实现水环境综合治理、改善区域人居环境的目标,在未来仍需要进一步分析大靖河流域水环境综合治理的生态修复效果和经济效益。