大伙房水库水源区河道生态综合治理措施探讨

李　叶

(辽宁省江河流域管理局，沈阳 110003)



大伙房水库水源区河道生态综合治理措施探讨

李叶

(辽宁省江河流域管理局，沈阳 110003)

文章在河道生态治理模拟和技术回顾的基础上，以辽宁省大伙房水库水源区河道为案例，分析其河道现状，系统介绍了治理思路、具体措施及相关设计。通过综合整治，可进一步提高和改善水源区河道环境质量和环境承载力,对构建生态友好型河道，具有重要的工程实践价值，也可为辽宁省其他河流开展生态综合治理规划提供技术参考。

水源区河道；生态治理；方案；大伙房水库

1　河道生态治理研究进展

河流孕育了人类的文明，河流生态系统是自然界最重要的生态系统之一，河流生态系统健康是人类生存和现代文明的基础。近年来，随着人类对河流水资源的过度开发利用，引起河流自然功能和社会功能受到不同程度的破坏，如生态功能弱化、水环境恶化及景观质量降低等一系列河流生态环境问题，引发工程界对水利工程的规划设计理念进行了深刻的反思， 认识到河流治理不但要符合工程设计原理，也要符合自然原理。为改善河流生态环境，恢复河流生物多样性，开展因地制宜、因河而异的河道生态治理是十分迫切和必要的。国外，日、美、德、瑞士等西方发达国家由于较早地完成了工业化、城市化过程, 河流管理已达到很高的水平，现已进入“生态水利” 或“环境水利” 的高级阶段，许多成熟的经验和技术可供我国借鉴，如欧洲的自然型护岸技术、日本的多自然型河川建设技术以及美国的土壤生物工程护岸技术等。国内的河道治理的发展历程可以分为依赖于自然的被动防御阶段、农田与河争地的阶段、利用河道防洪排污阶段、景观修复与生态治理阶段四个阶段，国内许多学者对一些河流进行了生态治理工程实践，取得了一定的成果[1]。

本文以辽宁省大伙房水库水源区河道生态综合治理为例，系统的介绍了治理措施和工程设计，对其他类似河流开展河道生态综合治理具有一定的指导和借鉴价值。

2　大伙房水库水源区生态治理规划

2.1规划背景

大伙房水库承担着辽宁省沈阳、抚顺、鞍山、辽阳、营口、盘锦及大连等7个城市生活供水任务，大伙房水库水源是辽宁省约2300万人口生命线，保护大伙房水库水源事关辽宁经济发展和社会稳定，事关生态文明建设和水源保护区内人民生活水平的提高。因此，科学制定大伙房水源区综合治理保护实施方案，尽早、尽快全面实施大伙房水库水源区综合治理保护工程十分必要[2]。

2.2规划方案总体布局

针对大伙房水库水源区中存在的主要生态环境问题，本次规划总体布局为：对河源区划定源头保护区，采取退耕还河、封禁治理等措施；对直接入库小流域采取水土保持综合治理措施；根据河流实际情况，河道两侧实施河流生态带工程；结合河滩地情况，实施生态湿地工程；对水源保护区内全部入河排污口逐一排查，结合环保部门排污口整治情况，对位于大伙房水源一、二级保护区内因条件限制短时难以关闭的排污口，根据现场地形、水位等条件，建设生态湿地净化工程，进一步改善入河水质；结合生态带建设实施河道封育工程；对河道中违章建筑物、废渣矿渣及生活垃圾等，采取河道综合治理方案；对重点保护目标堤防不达标河段，进行防洪工程规划；为保证大伙房水源安全，建设入库漂浮物拦截工程，并进行水源区水质、水土保持监测站网规划。

2.3规划范围

本次规划范围为大伙房水库水源区流域面积>10 km2的河流及其源头地区的水土保持小流域和大伙房水库库区周边的小流域；大伙房水库水源区内的小Ⅱ型以上水库设计洪水位以下范围。

3　河道综合治理措施

3.1河源保护工程

河源区采取封禁、补植和退耕还林等措施。通过对河源区进行封禁，对河源区内的荒地和人为破坏的区域进行补植，耕地进行退耕还林，选择当地优势树种，封山育林，禁止放牧，避免人为的破坏，涵养水源，保护河源区的生态环境[3]。

3.1.1总体规划

修复河源区生态环境在适当范围内封闭；以河流源头分水岭为界，下游至河流流经的第一个集中居民村边界；河源区的面积确定，对于流域面积100 km2以上的河流，河源区面积不>流域面积的5%；流域面积50 km2～100 km2的河流，河源区面积不>流域面积的10%；流域面积10 km2～50 km的河流，河源区面积不>流域面积的20%；尽量避免涉及村庄、工矿企业，少占用耕地，尽可能减少对当地农民生产生活的影响。

根据河源区的划定原则，对大伙房水库水源区流域面积50 km2以上的35条河流和直接流入大伙房水库的流域面积10 km2以上7条河流的河源区进行划定，划定的河源区总面积为12526.75 hm2，其中耕地719.76 hm2、林地11180.65 hm2，其他用地626.34 hm2;划定流域面积>100 km2的河流16条，划定的河源区总面积为5615.68 hm2，其中耕地218.45 hm2、林地5116.45 hm2，其他用地280.78 hm2;划定流域面积50 km2～100 km2的河流19条，划定的河源区总面积为5219.21 hm2，其中耕地241.00 hm2、林地4717.25 hm2，其他用地260.96 hm2;划定直接入大伙房水库的河流(流域面积10 km2～50 km2)7条，划定的河源区总面积为1691.86 hm2，其中耕地260.311 hm2、林地1346.96 hm2，其他用地84.59 hm2。大伙房水库水源区规划河流河源区划分情况见表1。

3.1.2河源区保护措施

河源区采取封禁、补植和退耕还林等措施。通过对河源区进行封禁，对河源区内的荒地和人为破坏的区域进行补植，耕地进行退耕还林，选择当地优势树种，封山育林，禁止放牧，避免人为的破坏，涵养水源，保护河源区的生态环境[4]。

大伙房水库周边的小流域存在一定程度的水土流失，尤其部分地区存在着强烈和极强烈的水土流失，在雨水等外营力的作用下造成大量泥沙冲刷，淤积河道和水库。因此，为了保护大伙房水库水源安全，本次以小流域为单元，对库周小流域采取水土流失综合治理措施。

本次采取的水土保持措施主要有：坡耕地治理措施、植物措施、生态修复措施和沟道治理措施(包括谷坊、沟头防护和生态护岸)。

3.1.2.1沟道治理措施

沟道治理措施主要对库周沟叉采取谷坊、沟头防护和生态护岸等工程进行治理。谷坊类型依据当地建筑材料确定，主要以石笼谷坊为主；沟头防护主要以土埂配置灌木为主；生态护岸以石笼防护配置灌木为主。

3.1.2.2坡耕地治理措施

坡耕地治理措施主要针对库周小流域内的坡耕地进行治理，具体包括改垄、退耕还林、还果等。

3.1.2.3植物措施

对于小流域内的林草覆盖率较低的荒地和未利用土地采取栽植水保林等植物措施工程，水保林种植需配置相应的鱼鳞坑整地措施。

3.1.2.4生态修复措施

生态修复措施是对疏林地与具有一定数量的伐根萌芽、具有根蘖更新能力和天然下种母树条件的地区，实行不同形式的生态修复，并借助林木的天然更新能力与辅以抚育管理措施，以逐渐恢复和改造次生林。

经计算，小流域水土流失治理面积为8 161.69 hm2，治理度达到91.22%。其中：沟道治理中需建谷坊1612座、沟头防护长2.27 km，生态护岸长122.10 km；坡耕地治理措施3830.1 hm2；植物措施面积370.71 hm2；生态修复措施面积3960.79 hm2。

表1　大伙房水库水源区规划河流河源区划分成果表

3.2河流生态带工程

按照流域面积100 km2以上河流两侧河岸各10～30m宽度；50～100 km2河流两侧河岸各5～20m宽度；10～50 km2河流两侧河岸各5～10m宽度的基本原则建设沿河生态带。有堤防的河道其生态带基本布局为：迎水侧灌木带、背水侧乔木带、背水侧过渡带。具备条件的河流合理增加堤身灌木(乔木)带。无堤防的河道其生态带基本布局为：临水灌木带、远水乔木带、远水过渡带。根据河道实际情况适当增加护岸林带。生态带布设原则上因地制宜，根据现有地形条件适宜布设生态带宽度，如遇现状林地、山体、村庄、等级以上公路等情况，可适当减少生态带宽度，生态带宽度减少顺序为：乔木带，灌木带。

分别对流域面积10～50 km2、50～100 km2、100 km2以上以及县城段河流生态带进行典型设计。

最终结合现场调查和典型设计，共建设河流生态带3535.53 hm2。其中，迎水灌木带270.28 hm2，背水乔木带726.09 hm2，背水过渡带183.56 hm2，堤身灌木带506.90 hm2，临水灌木带346.85 hm2，远水乔木带1121.23 hm2，远水过渡带380.62 hm2；共栽植生态带灌木1318.05万株，栽植乔木508.01万株。

3.3生态湿地工程

针对天然河道复杂地形、洪水情况、水文特点、水质状况等复杂条件，综合分析，采取适当降滩和修筑生物堰等综合措施，形成湿地水面；根据当地土壤、地貌、水质及植物的生态学特性，合理布置湿地植物。在不影响河道行洪前提下，有条件的支流入河(库)口及河道适宜位置规划建设湿地生态区。

在具备条件的河段规划布设生态湿地。与生态带及河道周边景观共同形成河道生态景观系统，在水边岸坎栽植低矮灌木，在湿地适宜水深区域内栽植香蒲、香蒲等水生植物，净化水质，改善生态。

生态湿地布设：生态湿地建设在不影响河道行洪及河槽稳定的前提下，结合地形对河槽边滩进行适当的降滩处理，并采取生态挡水堰措施，扩大河道水面，形成人工湿地。按照河段枯、平水期多年平均水位及不同水生植物适宜生长水深要求确定湿地设计水位。湿地内栽植香蒲、香蒲、水葱等净水植物。根据水生植物生长特性及河道水位变幅情况，在主河槽两侧由内向外布设水生植物带、滩地灌木带并与外侧生态带形成生态河道整体景观。

滩地型湿地布设：利用现有地形地势条件，在适当位置布设潜坝等挡水建筑物，壅高上游常水位，以对常水进行控导，引水进入河漫滩，并辅以修建生态堰、降滩等工程措施控制湿地水位，形成人工湿地。降滩后，为保证水生植物生长，应保留原表土。在湿地内栽植香蒲、蒲草、水葱、千屈菜等水生植物，形成人工湿地。根据水生植物生长特性及河道水位变幅情况，在主河槽两侧由内向外布设水生植物带、滩地灌木带并与外侧生态带形成生态河道整体景观。

典型生态湿地断面设计见图1、图2。

图1　河道型生态湿地典型断面设计示意图

图2　滩地型生态湿地典型断面设计示意图

3.4河道封禁治理工程

河道封育是在有堤段两堤之间、无堤段规划堤线或河道管理边界线之间对未租用的土地以一定管理措施进行人为封闭，禁止人类对河道生态的恶意破坏，同时借助河道内生态物种的自然繁育来恢复河道生态系统。

对现有荒地和林地进行封禁，采取人为监管的方式对现状滩地进行封闭保护，禁止除正常更新采伐外的其他行为破坏或改变滩地地类属性，防范破坏滩地行为发生；对于已租用的土地严禁进入，采用围栏隔离，严禁人类及各种家畜进入；对临近河道及两堤间的未租用的耕地采取鼓励措施，引导当地群众进行农业种植结构调整，种植对水土资源破坏较小的经济作物，控制农药、化肥等污染水质产品的使用。

围栏的主要作用是巩固河道封育和生态林等的治理效果，尽量降低人类活动对河道环境的影响。围栏一般布置在人类活动频繁河段的生态林带外侧，以无交通的山脚林地为封育边界时不再布置围栏。无堤段围栏均布置在生态林带外侧，有堤段围栏布置分两种情况，一种是堤顶路同时作为乡镇以上等级公路的，由于交通要求，围栏设置在堤防迎水侧堤肩或迎水侧堤脚，以不影响车辆正常通行为原则；第二种是无交通要求的堤防，围栏设置同无堤段，也是设置在生态林带外侧。

3.5入河排污口整治工程

大伙房水库水源区范围内共有排污口67个，其中位于大伙房水库水源保护区一级保护区4个，位于二级保护区6个，准保护区57个。根据《中华人民共和国水污染防治法》规定：“在饮用水水源保护区内，禁止设置排污口”。在大伙房水库水源地一级、二级保护区范围内的排污口均应依法关闭或拆除。对准保护区内未达到辽宁省污水综合排放标准、超过功能区纳污能力的排污口均应采取措施加以整治[5]。

3.6护岸与堤防加固工程

辽宁省东部山区河流普遍具有比降大、水流急的特点，水流冲刷性强，容易发生险情，威胁沿岸村屯、耕地的防洪安全，本次规划对34条河流、126处河段进行防护。

在“8.16”洪水中，辽宁省东部山区社河、英额河、腰岭子河和西砬门河等遭遇较大险情，在洪灾中，堤防被冲毁，水流携带大量泥沙以及石块等砂砾料，淤塞河道，阻碍行洪，本次规划对河道进行清淤，利用清淤得到的砂砾料对堤防进行整修加固。

堤防加固工程涉及的均为山区河流，筑堤材料为砂砾石料，石笼护坡因其抗冲性能突出、柔韧性较好且覆土或淤盖后其上可栽种或野生植被，因此广泛适用于各种冲刷型河道堤防迎水侧护坡。为增加堤防的抗冲性，本次堤防加固工程在堤防迎水坡采用格宾石笼护坡。

石笼厚度、石笼内填块石粒径范围等可参照《堤防工程设计规范》(GB50286—2013)中相应条款。石笼网片规格、石笼护坡下垫无纺布规格等在综合考虑填充块石粒径、市场供应产品情况、施工难易程度、当地工程经验和习惯等因素后确定。护坡格宾石笼厚度采用0.4m，石笼下铺设0.1m碎石垫层，碎石垫层下垫400g/m2无纺布，块石最小粒径取0.2m，在坡脚延长至3倍冲刷深做为护脚，石笼上覆土0.15m，撒草籽做为植物防护。迎、背水侧均覆土植草。本次堤防加固工程堤防及护坡典型断面图(见图3)。

图3堤防加固工程典型断面图

4　结　语

本文对大伙房水库水源区河道综合治理措施进行了详细的介绍，以保护大伙房水库水质安全为中心，对水源区河源及河道进行保护和综合治理。进一步消除大伙房水库水源区水环境隐患，有效改善水功能区水质，保护大伙房水库水源安全。同时对改善和提高大伙房水源区生态系统功能，实现水源水质持续性改善具有重要的工程价值，也可为其他类似河流开展河道生态综合治理工程提供工程借鉴。

[1]董哲仁.河流治理生态工程学的发展沿革与趋势[J].水利水电技术,2004(01):39-41.

[2]宋庆辉,杨志峰.对我国城市河流综合管理的思考[J].水科学进展,2002(05):377-382.

[3]李怡,胡小泓.浅谈河道生态工程水环境治理[J].人民长江,2012(S2):142-144.

[4]滕华国.河道生态治理技术及案例分析[D].杨凌:西北农业科技大学,2014.

[5]辽宁省水利水电勘测设计研究院.大伙房水库水源区河流综合治理保护规划实施方案[R].沈阳：辽宁省水利水电勘测设计研究院,2014.

1007-7596(2016)06-0113-05

2016-05-12

李叶(1988-)，女，甘肃武威人，助理工程师，从事水利项目规划前期工作。

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