辽西季节性山区河流的生态治理模式
2016-03-13刘冰
刘 冰
(辽宁省北票市水资源办公室,辽宁 北票 122100)
辽西季节性山区河流的生态治理模式
刘冰
(辽宁省北票市水资源办公室,辽宁 北票 122100)
辽西河流众多,大都为季节性山区河流,传统的河道治理工程主要是以防洪为主,使得河道的治理变成单纯的防洪工程修建。现在随着生态治河理念的不断提出,辽西季节性山区河流的治理模式在发生转变,转变为以防洪为主,兼顾生态的生态治理模式,即建立生态的防洪体系。文章从这一设计理念出发,给出了辽宁省北票市东官营乡东官营河的综合整治方案。
季节性河流;山区河流;东官河;生态治理
1 辽西季节性河流概述
辽西河流多为季节性河流,受地理位置影响,径流年内变化较大,一般6—9月为汛期,其中7—8月为主汛期,较易发生洪涝。在其他季节河流的水量较少,冬季一般伴随有结冰期。长期以来,受地理位置、环境条件、气候以及人类活动加剧等多种因素的影响,致使流域生态环境问题日益突出,主要表现为防洪标准低,每到汛期遇暴雨,威胁两岸人民的生命及财产安全,侵占河道及乱采乱挖现象严重,水土流失严重,水资源严重短缺,生态环境系统脆弱等[1]。
传统的河流治理主要是以防洪为主,这种单一的河道治理模式使得河道治理变成单纯的防洪工程修建,为了满足河道防洪的要求,采取河道疏浚和修建或者加高堤防的方式,为了满足河道防冲要求,采用浆砌石或者钢筋混凝土等硬质护岸,这样的治理模式对于景观和生态的考虑较少。现在对于辽西季节性中小河流的治理观念正在发生转变,从单一的防洪治理模式转变为以防洪为主,兼顾生态的生态治理模式,即建立生态的防洪体系[2]。
2 东官河流域概况
东官河是大凌河的二级支流,是典型的辽西地区季节性山区河流,位于北票市的西北部,发源于努鲁尔虎山老计家,自北向南流经东官营乡、五间房镇、东台吉管理区、北票城区和凉水河五个乡镇区后汇入西官营河,在凉水河乡汇入凉水河后,汇入大凌河干流上的白石水库。河道总长64 km2,河道平均坡度10‰,总流域面积334 km2。
东官河集水面大,河床上窄下宽。由于上游支流、沟壑较多,源短流急,洪水暴涨暴落,上游防洪控制工程少、标准低,多弯曲、稳定性差,虽下游段现有小部分防洪工程,但防洪标准低且局部已遭到破坏,长期以往会造成较大的洪涝灾害。防洪标准低、严重的洪水灾害以及防洪基础设施的薄弱,制约着当地经济的发展,并对当地居民的生命财产安全构成了严重的威胁。
3 工程区基本情况
工程区范围为大黑山温泉小镇至下洼村段,控制流域面积76.42 km2,治理河长8km,平均比降14.3‰。保护范围为大黑山温泉小镇至下洼村段两岸村庄。
东官营河流域属于中温带季风气候,夏季炎热多雨,冬、春少雨干燥,一年四季变化明显。多年平均气温8.5℃。最大冻土深度1.5m。多年平均相对湿度38%~82%。冬季多北风和西北风,夏季多南风和西南风。多年平均风速2~4.4m/s,累年最大风速18m/s,多年汛期平均风速为12m/s。无霜期130~150 d,地面平均温度10℃左右,积雪深20cm左右。降水主要受华北气旋、台风及低气压影响,多年平均降雨在450 mm左右,降雨在年内、年际之间变化较大,分配极不均匀,多集中在7、8两个月,占全年降雨70%。多年平均蒸发量为2 100 mm。
东官营河流域无水文站,属于无资料地区,因此无水位、流量观测资料,其水文相关数据的计算应按无资料地区,即采用1998年版《辽宁省中小河流(无资料地区)设计暴雨计算方法》进行计算分析。经计算,设计洪水频率1%,2%,5%,10%的设计洪水计算成果分别为1070.74,864.05,688.81,397.58m3/s。
大凌河是辽宁省西部的多沙河流,据白石坝址附近大凌河站资料统计,多年平均输沙量为1745.5万t,含沙量为14.17 kg/m3,侵蚀模数为982.23 t/km2·a。东官营河属于大凌河二级支流,凉水河一级支流,在东官营河部分段有洗煤粉,颗粒偏细,d50=0.0127 mm。其他段泥沙变粗,d50=0.0200 mm。
东官营河流域地处低山丘陵区,形成西北和东南高、中间低的槽形地形。沿河两岸都基本形成漫滩、沉积阶地等地貌形态,主河槽宽度10~30m,河床深0.5~2m。
流域主要发育有低液限粉土、砂砾石和卵砾石层。东官营河的河床及河漫滩,地形较平坦,上游至下游呈缓降趋势。粉质黏土、黏土、砂砾石,出露于现代河床、河漫滩及两岸一级阶地。地下水多为孔隙潜水,水位埋深0.5~5m。设计基本地震峰值加速度值0.10m/s2,对应的该区域地震基本烈度为Ⅶ度,反应谱特征周期为0.35,属抗震有利地形。
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4 工程区治理的必要性
东官营河流域正在系统规划,城镇段(大黑山温泉小镇)防洪标准将达到重现期为20a一遇洪水标准,农村段(西苍村~下洼村)防洪标准将达到重现期为10 a一遇洪水标准,但目前东官营河地区还存在防洪标准低,工程不够完整,植被绿化、生态功能不连续,河道阻水障碍多等问题,为适应工农业生产的发展和确保人民生命财产和交通的安全,恢复河道生态环境,需在现有基础上对东官营河流域进行综合整治[3]。
5 综合整治方案
5.1总体规划方案
结合大黑山温泉小镇的规划目标,东官营河综合整治工程采取了“三湖、两带、三节点”的规划方案。工程主要内容有3项:①整治河道,保证汛期行洪安全;②形成人工湖形成水面景观;③配合水系,对两岸进行绿化,改善北票市东官营乡环境。
5.2设计原则
本次河道整治工程设计以河流综合治理为主,兼顾河流生态和景观功能,使之具备社会经济与生态双重功能。一方面采取防洪工程、河道整治、水污染控制及水环境整治、城镇景观建设、新农村环境建设、旅游资源开发等措施,即满足防洪、供水、环保、旅游等社会经济功能。而且,另一方面采取生态修复措施,以改善水质和水文条件,河流地貌特征和物种多样性,部分恢复生态功能[4]。
5.3治导线规划
一般河道治导线包括洪水、中水和枯水三种,本河道的断面沿程变化较大,局部现状河槽是在近年小流量作用下形成的。本次设计结合以往资料,根据水力计算,确定洪水及中水治导线。
城镇段和乡村段洪水治导线分别依据20a一遇和10a一遇的防洪流量来确定,经计算各段洪水治导线间距大部分为30~120m。
5.3.2中水治导线
本次设计依据实测的河道现状图、地形图及谷歌地图套绘,确定各段中水治导线的间距为10~30m,沿中水治导线布置岸坎防护工程。
5.4护岸、护底工程
5.4.1护岸、护底工程
护岸主要沿中水治导线布置于重点村镇、弯道险工段及冲刷严重段。护底采用石笼护脚水平防护工程,河道护岸、护底工程形式采用格宾石笼与植被护岸相结合的护岸形式。格宾石笼是将格宾编织的双铰六角形柔性金属网经剪裁、编边和组合后制成的网笼绑扎成箱型结构并相互连接的网笼。
植被、石笼与土坡三者形成一个刚柔两性的“板块”。柔中带刚,既绿化环境,保持水土,又能适应一定的位移。1~2 a之后,根系深扎,盘根错节,起连接作用的格宾网将与具有强大的再生力的植被根系共同发挥护岸作用。
5.4.2石笼防下切齿墙工程
在对河底掏蚀较大处设置防下切齿墙,以防止河流对河底的冲刷。格宾石笼防下切齿墙是将经表面防蚀处理的格宾编织的双铰六角形柔性金属网经剪裁、编边和组合后制成的网笼金属网绑扎成箱型结构并相互连接的网笼。在石笼内填入适当的石块,石块粒径≥20 cm,砌筑找平绑扎盖网形成,并使石笼与两侧护岸石笼防冲强连接紧密。形成刚柔两性的“板块”,柔中带刚,既保持水土,又能防止水流对岸坎底部的冲刷侵蚀。
5.5清淤疏浚工程
东官营河大黑山温泉小镇至下洼村段,不合理的挖砂、取土后的残土及尾矿排渣堆积在河道中,部分建筑垃圾、生活垃圾向东官营河河道倾倒,阻碍行洪。本次拟对其河道按照天然坡降进行清淤,清淤按照复式断面稳定坡度1:2的形式进行[5]。
5.6绿化工程
规划河段全线栽种灌木,形成植被生态护岸。在大黑山温泉小镇处考虑到生态和小镇建设规划相符的布局,左右岸岸坡上各种植柳树。在农村段岸坡左右岸坡栽种棉槐,滩地处种植杨树。乔木与灌木的结合使整个河道的生态不仅纵向化而且横向化,体现生态多样性,连续性。
6 结 语
对于辽西季节性山区河流治理的特点为防洪治理为主,兼顾河流生态和景观功能,即建立生态的防洪体系,使之具备社会经济与生态双重功能。东官河作为辽西季节性山区河流的典型,在河道综合治理的过程中坚持“防洪为主,兼顾生态”这一治河理念对河道进行综合整治,提高河道防洪能力,恢复河道的自然面貌和河道的功能。改善河道的水生态环境。
[1]裴莹.城市季节性河流景观恢复性规划设计方法研究[D].哈尔滨:东北林业大学,2009.
[2]张盼,崔居峰.北方季节性河流生态岸线景观型式及选择[J].中国水利,2013(04):36-37.
[3]王美懿,宗原.东北地区城市中小河流治理及生态修复[J].东北水利水电,2015(11):36-38.
[4]王鑫.辽宁省中小河流治理存在的问题及对策[J].东北水利水电,2015(04):22-23.
[5]丁一.农村河道疏浚整治创新与经验[J].水利建设与管理,2014(04):56-58.
Ecological Management Model of Seasonal Mountainous Rivers in Western Liaoning Province
LIU Bing
(Beipiao Urban Water Resources Office Liaoning Province, Beipiao 122100, China)
Rivers are numerous in the western Liaoning province, and the most are seasonal mountain rivers, the traditional river course control project is mainly for flood control, which makes the river course management change into a simple flood control project construction. With uninterrupted proposing for the concept of ecological river management, the seasonal mountain river management model is changing to flood control as the main and balancing the ecological management model, namely to establish a ecological flood control system. This paper provides the comprehensive program about how to regulate the Dongguanying river of Dong Guanying village of Beipiao City in Liaoning province based the design idea.
seasonal river; mountainous river; Dong Guan River; ecological management
1007-7596(2016)07-0009-03
2016-05-27
刘冰(1980-),女,辽宁北票人,工程师,从事水文水资源管理工作。
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