山区河道治理的方向探讨

(整期优先)网络出版时间:2018-12-22
/ 2

山区河道治理的方向探讨

张文鹏李华伟李炳

北京水务咨询有限公司北京100048

摘要:山区河流治理由被动的防御型工程治理模式向生态型、自然修复型综合治理模式转变已刻不容缓。本文分析了山区河流的特性、目前的治理现状以及存在的主要问题,提出了山区河流治理的方向:在以防洪为第一要务的基础上,向河流生态系统建设、河流水环境改善、涵养水源以及河流资源的开发方向扩展。

关键词:山区河流;治理;水源涵养;

河道既是重要的水利设施,又是生态环境的重要组成部分。河道综合整治是一项长期工程,理念是基石,规划是关键,技术是支撑,管理是保障。

1、山区河道治理的必要性

山区河流是河流的中上游或河源段,是河流的重要组成部分。山区地形起伏较大,地质结构复杂,气候差异悬殊。河道一般集雨面积小,暴雨集中,单点暴雨强度大,汇流历时短,洪水洪枯变幅大;河道坡降陡,水流流速快,河水挟沙能力和冲刷能力强,其推移质和悬移质多;有的河道一次洪水后,推移质就填满了河床,再遇洪水,灾害损失迅速扩大。河道岸坡植被脆弱,水土流失严重。山区大部分生产力集中分布在河道两岸,洪灾往往给两岸人民群众生命、财产带来极大损失。

对于水源分布而言山区是市区的产水区,并且水质优良,基本上未遭受污染,因而成为城市与平原地区重要的生态屏障和水源涵养地。

2山区河流治理现状及存在的问题

周边近年完成的山区河流治理主要集中在河道疏浚、堤防建设、护坡护岸等工程内容。大多以混凝土、浆砌石、干砌石、护坡砖为主。但无论是河道疏浚、堤防建设还是护坡护岸,无疑都是基于防洪而采取的传统工程措施。这些硬性的工程覆盖措施固然可以防洪减灾,但却以牺牲河流的其他功能作为代价,如河流生态、河流资源、河流经济等。以往的山区河流治理之所以千篇一律地偏重于防洪,通过分析认为,主要存在两个方面的原因。

首先,缺乏系统的治理规划。山区河流长期处于“没有统一规划、没有统一管理、没有统一治理”状态,通常与山洪地质灾害防治或防汛救灾工程结合被动治理。灾情一旦发生,往往头痛医头、脚痛医脚,建设防洪工程为第一要务,从而忽视了河流的其他功能建设。

其次,缺乏明确的治理原则和统一的技术标准。山区河流基础资料缺乏,前期工作基础薄弱,在防洪救灾紧急情况下,没有明确的治理原则和统一的技术标准,容易导致设计考虑不周、治理效果不好,甚至破坏河道自然功能等现象。

3山区河道治理的基本思路

3.1防洪是第一要务

基于治理山区暴雨多、暴雨急、人口密度高和河流的特性,山区河流的首要功能是防洪,治理的第一要务也理所当然是防洪建设。

防洪标准合理与否直接影响河道治理工程规模和治理后的效果。笔者认为,保障防洪安全并非是要将所有的对象都纳入保护范围,山区河流两侧有很多地方原本就是不需要也不允许保护的。另通过工程措施控制洪水来防洪仅仅只是一方面,且工程措施的防护能力是有限的,我们也需要通过非工程减灾措施调整人类活动的范围来规避洪水。所以,一味的追求高防洪标准是不现实也是不经济的。

确定防洪标准时,应先全面了解河流的现状防洪标准、现状防洪体系构成以及河流功能定位等。总体上遵循与所在流域的防洪标准体系相协调,避免洪水风险转移;其次应根据《防洪标准》(GB50201-2014),结合该河流防洪保护区现状、保护对象的重要性以及经济发展需求,分析不同频率洪水的淹没范围、高程以及损失情况,本着投资效益最大化的原则,确定合适的防洪标准。根据确定的合理防洪标准,从而确定相应的洪水超高、防洪堤高度、岸坡的护砌标准等。

3.2防洪与河流生态环境修复相结合

山区河流不仅具有防洪功能,还具有涵养水源、调节小气候、维系水生态和生物多样性等功能,山区河流的治理也应扩展到河流生态环境修复、水环境改善、河流资源开发等综合治理要求上,实现由传统单一的被动防御型工程治理模式向生态型、自然恢复型的综合治理模式转变。

山区河流是经多年自然形成的水流通道,治理时原则上不新建堤防。根据山区河道“怕冲不怕淹”的特性,对现有堤防加固时可以采用“以生态措施、生物措施和工程措施相结合”的生物堤。所谓生物堤是指采用当地砾石、块石、砂卵石等建筑材料,砌筑既能满足河道防洪要求,又能保证透气透水性,利于水土相互渗透的生态型堤防,将工程措施融入当地的自然环境中。其具体做法是:在顺直段的缓坡上直接采用植被护岸,实施生物措施;在急流边滩和弯曲段基流水位下采用石笼、生态砖等进行护脚,在基流水位至行洪水位线之间采用山石、抛石等具有良好抗冲能力的护岸工程措施,并进行原土覆盖后进行植被种植。植被具体种植范围根据堤防的高度、坡度确定,种植种类根据当地生态系统的植被物种种群规律确定。这种堤防模式能有效的保留原有河岸、滩地,对河流整体破坏小,一方面防洪护岸,一方面充分发挥当地植被物种的自然生态修复能力,既改善了河流生态环境,又成功实现了固岸固坡、防止水土流失的作用,与山区生态、环境建设达到和谐统一。

3.3防洪与涵养地表水源相结合

山区河流大多分布在重要河流源头和流经地区的周围,有的甚至直接汇入水源水库,是市区的主要水源地。维持这些河流的天然状态、保护其水质的清洁、干净对于涵养水源是十分重要的一环。根据最新研究表明,保持河流的生物多样性,能够高效、自然地清除水体污染物,使水体质量更好。如果我们能够保持这些河流的自然生态多样性,无形中就为我们涵养了水源,提供清洁的地表水。

河流生态系统多方面的服务功能是由一个健康的河流生态系统提供的,而生物群落多样性是维持河流生态系统的重要基础。山区河流治理应做到以下三个方面。

1、保持河流的蜿蜒性。河流的蜿蜒性使得河流形成主流、支流、河湾、沼泽、急流和浅滩等丰富多样的生境。由于流速不同,在急流和缓流的不同生境条件下,形成丰富多样的生物群落,即急流生物群落和缓流生物群落。

2、保持河流断面形状的多样性。河流的横断面形状多样性表现为非规则断面,深潭与浅滩交错。浅滩光热条件优越,易于形成湿地,供鸟类、两栖动物和昆虫栖息;积水洼地中,鱼类和各类软体动物丰富,它们是肉食性候鸟的食物来源,鸟粪和鱼类肥土又促进水生植物生长,水生植物又是植食鸟类的食物,形成有利于珍禽生长的食物链。同时,由于水文条件的年周期性循环变化,湿地也呈周期性变化,洪水季节水生植物种群占优势,水位下降后,水生植物让位给湿生植物种群,形成一种脉冲式的生物群落变化模式。山区河流治理尤其应尊重河流原有的自然断面形态,避免在河道疏浚时造成河道断面均一化。

3、保留河床天然的多孔、透水性材料。大部分山区河流的河床都是由透水的卵石、砾石、沙土、黏土等材料构成,这种透水性能好又呈多孔状的河床材料,适于水生、湿生植物及微生物生存。同时,透水的河床又是联结地表水和地下水的通道。

只有河流形态多样性形成的流速、流量、水深、水温、水质、水文周期变化、河床材料构成等多种生态因子的异质性,才能造就丰富的生境多样性,形成丰富的河流生物群落多样性,从而为净化水质、涵养水源做出贡献。

3.4防洪与河流资源开发相结合

山区河流多属于季节性河流,区域来水、用水季节性矛盾极为突出。汛期洪水峰高量大,不仅洪灾频发,宝贵的水资源也白白流走;非汛期农业灌溉和其他用水极度匮乏。如果在治理中能有效合理的开发、利用山区河流这种季节性的水土资源特点,不仅具有巨大的防洪减灾效益,为我们提供大量的生态服务,如旅游、娱乐功能等,还能发挥在蓄水灌溉、地下水回补等方面的社会、经济效益。

1、蓄水灌溉效益:山区河流治理时应尽量保留、利用沿河两岸滩地滞蓄洪水,做到不征地移民、不新建工程妥善安排超标准洪水。利用河道蓄水,不仅不占用农田,还能在河道两岸发展高效农业、观光农业。北方地区汛期在6~9月份,非汛期也可利用河滩地种植一些低杆作物,既不影响汛期行洪,又为村民创造了收益,还免去了河道年年清障的麻烦。就算仅考虑河道滞蓄的洪水全部用于发展农业灌溉,其经济效益也是非常巨大的。

2、地下水回补效益

很多地区地下水超采严重,地下水位逐年下降,利用山区河道滞洪区蓄水后,可用于水源地地下水回补,化害为利已。

4结语

充分认清山区河流在防洪、资源、环境、生态等多方面的综合功能,向生态型、自然修复型的综合治理模式转变已经刻不容缓。通过这种模式治理,山区河流更趋于自然和大气,不但成为安全的洪水走廊,还将成为“一河清泉水,一道风景线,一条经济带,一根产业链”,实现了经济效益、社会效益、生态效益的高度统一。

参考文献:

[1]孙雨虹,李守义,王俊英,胡嘉.北京市山区河道治理思路探讨

[2]魏恒文.北京市中小河流治理模式探讨.中国水利

[3]王景至,朱文.山区中小河流治理措施的探讨.吉林水利.

[4]唐驰.浅谈山区河道的规划与整治

[5]钟春欣,张玮.基于河道治理的河流生态修复.水利水电科学进展.

[6]李振山,田汉功.季节性河道资源的开发利用.水利技术监管.

[7]董哲仁.生态水工学的工程理念.中国水利.