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泗河生态河流建设与管理探析

2014-01-29朱庆辉刘继军齐云婷

中国水利 2014年16期
关键词:护岸河流河道

朱庆辉,刘继军,齐云婷

(1.山东省济宁市泗河管理处,272000,济宁;2.山东省济宁市水文局,272019,济宁)

一、泗河概况

泗河古称泗水,属淮河流域南四湖水系,发源于山东省泗水县泉林东陪尾山麓,以趵突、洗钵、响水、红石泉四源并发汇流成河而得名,河道全长约159 km,流域面积2 357 km2,是济宁市最大的山洪河道。泗河流域气候为温带季风气候,多年平均降水量711 mm,水资源较为充沛,年均水资源总量为4.3亿m3,水质优良可靠,是流域人们生活、生产用水的基本水源地。

新中国成立以来,随着国民经济的飞速发展,以提高防洪能力为目标,国家投资对泗河干流多次进行加固治理,修坝筑堤整治河道,目前金口坝以下河道防洪能力达到20年一遇,保证了泗河流域经济的稳定持续发展,2013年泗河流域地方生产总值达到2 380亿元,在全市的经济发展中具有举足轻重的地位。随着城镇化的快速发展和生活水平的提高,人们逐步将河流的休闲娱乐、旅游景观、生态保护等其他功能统筹考虑,对良好生态、优质水源、优美居住环境等多方面的需求日益增强,其中改善河流生态环境、保障人民身心健康、提升城市品位尤为迫切。因此建设 “人水和谐、环境优美”的生态泗河成为当务之急。

二、泗河流域的生态问题

1.流域降水时空分布不均,河道基流不稳

泗河为季节性山洪河流,中上游河底坡降大,夏秋季节受北方气候条件的影响,降雨时空分配不均,6—9月降水占全年的70%以上,加之流域植被稀少,蓄水能力较差,坡地径流缺乏工程措施、植物措施的有效拦截,水土流失严重,导致河水峰高流急,陡涨陡落;冬春季节雨雪稀少,河道径流减少,下游河段常常断流干涸。尤其近些年工农业用水不断增加,沿线取水量越来越大,使河道断流状况加剧,也导致了河道水生生物生存、生长的基本流量减少,严重影响生态环境。

2.水污染严重,局部河段水环境恶化

泗河枯水期流量较小,仅为5~6 m3/s,纳污能力较低,自然净化能力较小,水生态环境脆弱。沿泗河两岸主要分布以泗水华金造纸集团、曲阜王庄造纸厂、兖州太阳纸业集团为主的16家污染企业,年排放量达3097万t,COD排放量9538 t,而新建成的泗水、曲阜、兖州水污染处理厂配套设施不完备,处理污水能力有限,不能充分发挥除污效能。另外,一些工业污水零星排放,生活污水无序排放,群众向河道内倾倒生活垃圾的现象也时有发生,工业和生活污水已成为影响河流水质的重要原因。目前,泗河干流富营养化程度不断增高,水体自然净化能力减弱,河流的纳污功能趋于饱和。

3.地下水开采过量,地下水水位下降严重

全国十大煤炭生产企业之一的兖矿集团就坐落在泗河流域,年均生产煤炭近7 000万t,对流域地下水的需求量很大。加之由于地表水污染严重,以及上游河水水量锐减,水质不断恶化,城区范围内电厂、造纸厂、自来水厂等用水大户深层自备井越来越多、越打越深,最深的已达520 m,年开采量已达650万m3。由于地下水被过量开采,地下水水位大幅度下降,导致流域众多小型水库塘坝干枯,浅层机井多数报废,泗河补给水源缺失,影响流域生态环境。

4.河流生态系统受到损毁,生态环境恶化

春季泗河水量逐步减少,河道中下游段基本断流,致使河道中芦苇、浮萍等水生植物以及赖以为生的鱼类、蛙类和软体动物大部分干涸而死,生物多样性遭到严重削弱,河流生态系统逐渐退化。即使在河道存水的上游丰水河段,个别沿河村民受利益驱使进行非法电鱼捕鸟活动,致使鱼类蛙类等水生动物资源迅速减少,河流自然生态环境受到严重破坏。另外,大规模的采砂毁林造成流域内林业资源总量递减,鸟类栖息环境受到影响,生态环境脆弱不堪。

三、生态河道建设目标

泗河是山东省着力打造的首批生态河道之一,泗河生态建设工程自2010年12月开工以来,已分别在泗河上游泗水、曲阜、兖州河段建成5座橡胶坝,目前这些工程开始初步发挥宽展水面、改善环境、净化水质等生态效益。今后生态河道建设宜从安全、生态、经济和社会效应等方面入手,以“保护为主、适量开发、人水和谐”为建设原则,结合泗河水文地理特点,采取工程措施和植物措施相结合的方法,通过拦蓄径流、固堤绿岸、生物放养、湿地建设、治理污染等措施,将河道打造成一条碧水长流的生态长廊、两岸花果飘香的滨水通道,以达到“水清、岸绿、河畅、景美”的生态河道建设目标。

四、生态河道建设的措施

1.建设生态河岸

泗河为山洪河道,干流总落差为248.5 m,平均比降1.86‰,河水冲刷剧烈,护岸众多,多为块石结构。为美化河岸,在生态河流的建设中,除水流特别湍急的险工段,尽量避免采取浆砌石、混凝土等硬质护岸,宜采取植物护岸或连锁式生态护岸等柔性护岸,既兼顾河道防洪又美化了生态环境。

(1)保护水面,还河道以空间

受河道洪水流速变化及河道演变规律的影响,河道一般呈现上游冲刷、下游淤积的状态,在泗河干流入湖口也存在尾闾不畅的问题。泗河入湖口段淤积严重,河槽宽带仅60 m,占河道总宽度的1/13,河道成分汊形河段。加上河道违规采砂的影响,河道断面参差不齐,河势发生改变,因此需规划实施河槽展宽和疏浚工程。通过工程实施,下游淤积河段将形成规模化水域,既提高了防洪能力,又为水生生物以及南四湖自然保护区的珍稀鸟禽提供了广阔的生存空间。

(2)保持河道自然的蜿蜒曲折

在生态河道建设中,应顺应河势,稳定河岸,尽可能地保持河道原有蜿蜒曲折的河势走向和高低起伏的自然形态。泗河是一条自然河道,尤其上游河段呈现出 “九曲十八弯”的自然形态:河道蜿蜒曲折,深槽与浅滩相连,凸岸和凹岸相对,急流与缓流相间,为生态河流建设提供了得天独厚的有利条件,是生物多样性的物质基础。例如河道凸岸沙滩处可以为水生生物如乌龟提供繁殖的场所,洪峰来临时还可以为其提供避难场所;河道凹岸深槽处在枯水期为鱼虾类提供一处生存之地,有利于改善生物的生存环境。

(3)采取适当措施建设生态护岸

一是自然原生态型护岸,主要布置在滩地较宽、坡度较缓、流速较慢的中下游河段,直接将适于滨河地带生长的植被种植在河岸上,利用植物发达的根系和茂密的枝叶来固堤防冲,以保持自然堤岸特性。泗河一般在堤岸前的滩地上种植一定宽度的护堤护岸林带,护岸多采用柳树和芦苇,护堤以三倍体毛白杨和法国梧桐为主。自然生态护岸不仅对防御风浪拍击堤岸的作用明显,也为喜水的动物提供了良好的栖息场所,特别是城区段集中连片的高大护堤乔木为建设生态森林公园提供了有利条件。

二是自然加工型护岸,主要布置在滩地狭窄、坡度较陡、流速湍急的上游河段,采用植物和块石相结合的形式稳定河岸。在护脚部位采用块石或铅丝笼等透水材料,施工时将材料从河底沿河岸紧密排放,顶部高度以中常洪水位为准,这些透水性材料可为水生动物营造良好的栖息地,维持了物种的延续。护坡部位采用预制混凝土空心砌块铺设在土工布与碎石垫层上,两端用砌石固定,砌块空心部分种植绿色植被,称为连锁式生态护岸,起到了防冲固堤绿化河岸的作用。

(4)绿化泗河生态堤岸

泗河中下游河段建有堤防,上游段仅靠天然河岸抵御洪水,原有堤岸设计简单、功能单一、植被较差。按照生态河流的建设要求,应当高标准高起点按照“堤顶公路化、堤肩园林化、堤坡草皮花、护堤林带花”的形式统一规划布置,将泗河两岸堤防建设成一条美丽的绿色生态走廊,为人们的休闲旅游、交通出行提供便利条件。

2.控制水质污染

要进行河道的生态治理,首要任务是进行全流域污水的有效控制,有针对性地采取一些措施改善泗河水质,通过控制点、面源污染实现泗河水质持续好转,保证泗河干流水质总体达到地表水Ⅲ类水质要求。

一是流域污水的截流。突出抓好沿线城市泗水、曲阜、兖州的污水处理厂建设与小流域污染综合治理,确保重点工矿企业特别是三大造纸企业和煤矿实现全面稳定达标排放。

二是生活污水及垃圾治理。结合新农村环境整治活动,建立沿河村庄生活污水及垃圾收集与集中处理设施,避免污水直接排放到泗河或支流当中,造成河道水体污染。

三是农业面源控制。泗河保护区农田达180万亩(1 hm2=15亩,下同),应推广使用高效低毒农药、化肥等生产材料,避免使用污染严重的化学杀虫剂、除草剂,大力推广绿色生态农业,实现自然资源的良性循环。

四是地表水土保护。在泗河上游设置水源保护缓冲区,禁止影响水质的工业项目在缓冲区内建设,在河道管理范围内严禁围垦河流,适时开展上游山区退耕还林工作。

五是地表径流维护。维持泗河上游贺庄、华村、龙湾套、尼山等水库的最低流量,充分利用现有闸坝蓄水功能,保证泗河一定的下泄流量,提高河道生态用水的可靠程度。

六是水体生态自然恢复。利用本地常见的水生动植物,如田螺类、藻类、湿地植物等,结合光照、风吹、雨淋等自然因素,减少或降解目前河水与河底泥土中的污染物,实现生态系统的自我修复。

3.建设生态湿地

(1)生态湿地布局

泗河下煤炭资源丰富,利用采煤塌陷区及采砂废弃坑等处建设大型生态湿地,如泗河三号井、鲍店、太平煤矿塌陷地湿地和泗水临泗、曲阜瓦窑头采砂湿地等。以泗河湖口生态湿地为例,利用济宁三号井煤矿泗河塌陷区在泗河入湖口段建设大型湿地公园,与南四湖自然保护区衔接,在公园内分散布置荷花、芦苇、水榭、游船码头、观湖亭等,营造出百亩荷花、千里水面、鸟禽纷飞、野趣十足的生态公园。通过上述几处生态湿地,改善河流水质,净化水体,在一定程度上恢复了河流的自然生态环境,不仅储备了丰富的水资源,也为区域环境质量的改善和局部气候的调节起到一定作用。

(2)合理种植水生植物

水生植物是湿地的重要组成部分,湿地内丰富的植物群落不仅能够起改善空气、净化水质的作用,也为各种水生和陆生动物的生存繁殖起决定性作用。泗河位于温带季风气候区,根据水生植物特性,应推广种植净化能力强、耐污性能好、吸收氨氮的沉水、浮叶、挺水植物,提高水体自净功能。目前适合泗河水质的水生植物主要有睡莲、芦苇、绿萝、菖蒲等,其中兖州城区湿地芦苇和绿萝长势良好,水域生态环境大为改善。

(3)适量放养水生动物

为控制水生植物和微生物的过量增长,应在湿地中保持一定数量的水生动物,如河蚌、田螺及各种鱼虾类。这些水生动物不仅在保持水质清澈的过程中起到重要作用,也为鸟类和狐獾等小型哺乳动物提供了丰富食物,是生物链中不可缺少的一环。借鉴本地区河流放养经验,在泗河不同湿地定期放养鲫鱼、鲤鱼等杂食性水生动物,会收到意想不到的效果。

4.发展生态旅游

利用泗河早期建成的泗水、曲阜和兖州城区橡胶坝拦出的宽阔水面,整合城市的文化、旅游、地理资源,建设三大城市滨河景观公园,实现水资源开发利用与生态环境的统一发展。以兖州城区为例,利用城区三道橡胶坝形成的近10 km连续水面,结合金口坝、青莲阁等文物古迹,在泗河河道及其相连的200~300 m地域规划建设泗河大型滨河城市公园,公园成为集自然景观、文物古迹、花鸟虫鱼于一体的休闲胜地。

五、生态河道管理

生态河道建设完成后,应在现有河道管理单位基础上,成立专门的河道生态管理部门,加强流域内水库、闸坝、湿地的统一管理和科学调度,保障生态河流的良性运行。河道管理部门与林业、环保、城建等多个部门定期开展联合执法活动,对破坏工程、盗采林木、违规排放、乱倒垃圾等违法现象严肃查处,彻底改变以前重建轻管的现象,实行规范化的长效管理机制。同时充分调动泗河两岸广大公众爱河护河的积极性和主动性,在水法宣传、保护生态、环境治理等方面让公众广泛参与,实现生态河流的健康持续发展。

[1]董哲仁.生态水工学的工程理念[J].中国水利,2003(1).

[2]郑月芳.河道管理[M].北京:中国水利水电出版社,2007.

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