御河流域山西段生态修复与保护对策

孙娟绒

(山西省水利水电勘测设计研究院，山西 太原 030024)



御河流域山西段生态修复与保护对策

孙娟绒

(山西省水利水电勘测设计研究院，山西 太原 030024)

御河流域山西段生态环境现状存在的主要问题是排污和垃圾造成的水体污染、采空区范围大并出现塌陷、地下水超采等。以山水林田湖综合治理、自然修复为思路，提出水污染防治、采矿区治理、水资源优化配置、河流水系整治、风沙源治理等保护措施，自然修复为主，辅以人工促进措施，实现生态环境进入良性循环。

生态修复；水污染防治；采矿区治理；地下水保护

一、概况

(一)自然社会概况

御河为桑干河一级支流，属海河流域永定河水系，发源于内蒙古丰镇市三义泉镇，由北向南进入山西省最北端的大同盆地，流域总面积5 016 km2，山西境内2 613 km2(以下介绍及修复保护均针对山西境内御河段进行)[1]354-355。地势西北高、东南低，大致可分为高中山区、丘陵阶地区、平原区、河床及漫滩等地貌单元。流域植被稀疏，水土流失严重，森林覆盖率仅为15%。主要支流有十里河、淤泥河、万泉河等，目前干支流河道已建成中型水库3座、小型水库7座，并建成御河灌区、十里河灌区及其配套引提水工程。

御河流域范围涉及大同市的4区3县和朔州市的2个县，其中大同市建城区位于御河下游河谷地带。流域2014年总人口192万人，其中城镇人口153万人，城镇化率80%；地区生产总值660亿元，第二、第三产业比重分别为63%、32%；耕地面积128万亩(8.53×108m2)，有效灌溉面积28万亩(1.87×108m2)，粮食播种面积85万亩(5.67×108m2)、总产量15万t。

(二)资源概况

按1956—2014年系列统计流域年均值，年平均降水量为381 mm，降水总量为11.4亿m3，形成水资源总量1.63亿m3。2014年流域各类供水工程总供水量3.13亿m3，其中地表水0.41亿m3、地下水1.94亿m3(超采量0.86亿m3)、引黄水0.31亿m3、废污水利用量0.47亿m3。

御河流域内矿产资源丰富，在山西省和全国都占有明显优势。煤炭资源储量已探明135.7亿t；水泥石灰岩、水泥黏土、高岭土、玄武岩等建筑材料资源储量丰富，经济价值仅次于煤炭；冶金辅助材料熔剂石灰岩与白云岩、耐火黏土储量较多，质量优良；流域内的新荣区是山西省内目前唯一的石墨矿石产地，探明储量 5 162万t。

二、存在的主要问题

(一)水质污染严重

城乡生活区与工矿企业集中区约占御河流域面积的79%，采掘、化工、轻工纺织、冶金等企业和城乡生活污水的直接排放或不达标排放，以及垃圾、农药、化肥、牲畜粪便等因素的影响，造成河流水体的严重污染。2014年，大于10万t的50处排污口，排放污水4 898万t，化学需氧量(Chemical Oxygen Demand,COD)入河量1.02万t、氨氮入河量0.15万t。流域内9个地表水质监测点，除孤山水质为IV类外，其余水质均属劣V类。

地表水的污染已影响到了地下水的水质。2013年监测了6处地下水水源61眼井，选取17个项目按生活饮用水卫生标准评价，2处为Ⅰ级水、3处为Ⅱ～Ⅲ级水，另1处面积约22 km2的为IV级水。

(二)地下水位下降趋势没有得到根本扭转，地表径流量持续减少

引黄北干线供水工程实施以前，地下水是御河流域内工农业生产的主要供水水源，部分区域水井密度11～19眼/km2，开采系数1.7以上，地下水位年下降速率0.52～1.24 m/年，最大累计下降深度70 m，形成了三大超采漏斗区(2014年漏斗区总面积131 km2)，累计超采约20亿m3。引黄北干供水工程实施后，区域地下水开采量逐年减少，局部地下水位稍有回升，但超采区地下水位止降回升的态势仍没有明显呈现。

地下水位下降后，原有的山泉水出流量剧减，加上下垫面产流条件变化导致的降雨产流量衰减，使河流地表径流量持续减少。御河流域1956—2014年分时段降水量、径流量、资源量见表1。

表1　御河流域各时段降水量、径流量、资源量

由表1可以看出，流域内的地表水径流量持续减少，其中1980—2000年的较1956—1979年减少2 489万m3，2001—2014年的又较1980—2000年减少1 325万m3。特别是2000年以后，降水量总体增加，但地表水资源量仍不断减少。通过综合分析，地表径流量减少降水因素影响约占35%、下垫面因素影响约占65%。

(三)采煤对地下水的破坏和造成的地质灾害没有得到彻底治理

大同市是著名的煤都，但大规模的开采过程和形成的采空区均对地下水造成了破坏。根据《山西省水资源评价》成果，每开采1 t煤破坏的水资源量为2.54 m3[2]246-247，2014年流域内煤炭开采量1.1亿t，对水资源的影响约2亿～3亿m3。采空区的地面沉陷，不仅造成村庄房屋和路面塌陷与裂缝、耕地表层土流失，影响饮水安全和农田耕作，威胁居住人群生命财产安全，破坏植被，加剧水土流失，而且增加了滑坡、崩塌发生的可能性，更加大了地震危害的隐患。流域现状715 km2的采空区，存在155处沉陷区(点)，其中在高山—吴官屯段(长度10 km)出现的河道塌陷和裂缝，致使河水灌入采空区。大同市从2000年开始实施采空区治理，因开采历史久远且存在多次开采，采空区层数多、范围大，治理难度大，使采空区治理成为一项长期的艰难任务。

(四)森林覆盖率低，是京津风沙源和全国水土流失最严重地区之一

御河流域属于干旱、半干旱大陆性季风气候，风大、沙多、降水少而集中，地形地貌上丘低谷密、沟壑纵横，山丘区地表多为岩石裸露或土层较薄，加之干旱缺雨，夏秋季多见零星灌木、杂草生长，自然环境总体上不利于绿色植物繁衍生长，形成植被稀疏、水土流失严重的生态特征，其中有林地 448 km2，仅占总面积的15%，被确定为京津风沙源和全国水土流失最严重的地区之一。自2000年实施了京津风沙源治理工程水利水保项目，随着治理措施持续进行，生态环境得到了一定的改善，但水土流失依然严重。

(五)城市发展挤占河道严重，河道丧失蓄滞洪能力，防洪标准低

随着河道两岸城市建设及工矿企业发展，挤占河道用地严重，降低了河道行洪能力，两岸人民生命财产及工矿企业的防洪安全无保障。除城区御河6.1 km、十里河23 km、口泉河5.7 km已治理段达设计防洪标准外，其它河段现状行洪能力不足十年一遇，城区和乡村均存在未治理河段。

三、 修复思路和布局

(一)修复思路

河流生态修复的方法有很多种[3-4]。结合御河流域生态现状和经济社会发展实际，生态修复的总体思路是：在保障国民经济可持续发展的前提下，以水污染防治、水资源保护、风沙源治理、河流水系整治、采矿区治理为重点，统筹自然生态多种要素，结合城市水利和“海绵城市”建设，实施山水林田湖系统治理、综合治理，经5年工程建设、10年自然修复，实现生态环境要素良性循环。

(二)总体布局

在河流源头的高、中山区进行林木种植并维护既有森林公园，以提高森林覆盖率，结合首都水资源可持续利用规划、京津风沙源治理等项目，打造防风涵养水源生态功能区。

在丘陵山区施以林灌草为主的水土保持措施,建设特色农业示范区,结合煤炭采空区治理和农村治污,防风固沙减少水土流失，减少风沙对首都的影响，降低面源污染。

在平原城市区进行水资源优化配置、城市污水治理、“海绵城市”等建设,进行节水改造，推广工业节水工艺，加大废污水处理及回用力度等，园林化城市面貌；在农业区进行灌区节水改造,以期实现水资源生活、生产、生态的可持续利用。

在河流经过的城区和乡镇人口密集段，建设生态蓄水湿地和滞洪生态区，对干支流河道进行系统整治，恢复生物群落，提高防洪减灾能力。

四、修复与保护对策

(一)水土资源开发利用

合理调整土地用途，通过水土流失治理和园林、湿地、水利建设拓展林灌木和水域面积，适度发展畜牧业，随土地利用的调整优化农业产业结构。

坚持节水优先，通过普及节水器具和引入价格机制等措施促进城乡生活节水，进行输水管网改造，管网漏失率由12%降低至8%；工业节水结合产业结构调整和技术改造，重点加强对高耗水企业的节水管理，强化中水利用，万元工业增加值用水量由41 m3降低至28 m3；完成大中型灌区干、支渠防渗配套改造，增加管灌和高效节水灌溉面积，灌溉水利用系数由0.58逐步提高到0.70。

进行引黄入晋北干线南郊区、新荣区、左云县等县域供水配套工程，建设内容包括输水管网、加压泵站、调蓄设施、净化水厂等；改造册田水库、赵家窑水库引水工程，对供水管线及附属构筑物设备进行维修更新；继续发展集雨和塘坝蓄水工程。通过以上措施，2030年可实现总供水4.85亿m3，其中本地地表水供水量0.53亿m3，引黄工程供水2.43亿m3，控制并压缩地下水开采量至0.73亿m3，可置换超采区部分水源，用水总量满足区域“三条红线”控制要求。同时，依靠当地地表水以及中水等进行河道内生态补水，且中水应通过多次处理净化达到河段水质排放要求。

(二)水污染防治

全面进行流域点、线、面污染源综合整治。目前已建成6座污水处理厂，对其中能力不足的2座进行扩容改造，并依据产业布局和城市规划新建4座；完善污水收集管网，新建管线90 km、配套改造50 km；对入河排污口进行规范化整治，同时建设生态沟渠、跌水复氧等，对达到排放标准的中水进行二次生态净化，大同市城区河段清除劣V类水质并逐步达水功能区水质要求；围绕“五清、四化、三改”工程进行农村环境整治，结合清洁小流域建设治理面源污染。从源头控制污染物排放量和种类，实现污水全收集、全处理，通过工艺和生态措施增加深度处理量以满足回用要求。建立环境使用权和排污权交易市场，形成“排污者付费、治污着收益”的生态补偿机制。

(三)地下水保护

根据《山西省地下水关井压采规划及实施方案》，限制地下水开采，至2020年地下水开采量控制为0.65亿m3，2030年控制为0.73亿m3。为此，可制定以下措施：一是通过大幅度压缩开采量减缓和抑制大同市城北、城南、城东三大漏斗区发展速度，促进地下水良性循环；二是尽快完成引黄二期及配套工程的建设，用足引黄供水指标，在引黄和地表水供水覆盖区域置换地下水，控制并减少超采区地下水的开采量；三是通过实施中心城区公园、甘河公园、御河两岸滨河绿地等项目，扩大园林化植被种植和透水面积，建设“海绵城市”，增加地下水渗漏补给量的同时提高其储存能力；四是坚持加强采空区综合治理，减少采煤对水资源的破坏。持续压采、湿地与透水区域渗水等结合，初步估算至2030年可累计回补地下水量约20亿m3，将消除三大地下水漏斗，促进地下水位回升。

(四)河流水系综合整治

在确保防洪达标的前提下，尽量恢复河道自然的蓄、滞洪能力，增加河道滞洪生态区，充分利用洪水资源。对已治理的河段加强防护，对干流65 km、支流约130 km河道新修堤防进行清淤清障、植物护坡、种植护岸林带等，提高中小河流的防洪减灾能力；选择7条河流中河道两岸宽阔、具有滩涂洼地的河段修建17处滞洪生态区，占地面积15 km2；在御河新荣区德胜堡段、十里河与御河交汇处、御河与桑干河交汇处建设3处自然生态湿地保护区，占地面积23 km2；在河流穿越城镇段新建6处河道蓄水工程，蓄水面积2.5 km2；在城市区加强城市排涝设施建设，结合“海绵城市”要求，实现城市雨水径流控制与资源化利用。

(五)森林植被恢复及水土保持

依法划定河流保护区，划定的保护区范围内严格按保护条例进行管理，加快采空区治理和流域内森林、草地的恢复力度，增加城市绿地及水域，减少风沙来源和水土流失，涵养水源。万泉河泉群主要集中在万泉河下游马家嘴—三里桥长4 km的河段内，划定泉源保护区周长50 km、面积约93 km2；在大同市西北的洪涛山区域、十里河源头、万泉河边山区建设集中连片森林植被，在大同城区外围以防护林带和森林公园、湿地公园组成城乡隔离绿环，建设环古城墙绿带；持续实施京津风沙源治理项目，遏制水土流失；加快采空区搬迁，退耕还林，封山育林，促进自然恢复。新增林地面积217 km2、灌木林地面积93 km2、公园绿地14 km2、防护绿地4 km2。

五、结论与建议

御河流域在经济发展的同时造成的生态环境恶化已成为不可回避的现实问题，而且御河流域位于官厅水库上游，是北京的水源涵养地、京津休闲度假的后花园，持续的环境污染和生态恶化随着时间推移不断累加，有可能对首都上游环境造成不可逆转的破坏。党的十八大将生态文明建设提到国家层面考虑，人民对生态文明的期待也愈来愈高，修复流域的生态已到了刻不容缓的地步。

流域生态修复是一项跨区域、跨行业的综合性治理工程，要根据“十三五”规划“坚持绿色发展，着力改善生态环境”的建议，尽快进行御河流域生态修复与保护建设；建立有效的组织保障机制，多部门联动，落实责任，加强管理；通过立法、制定政策和行政执法等，建立健全相关法规及政策体系；在加大公共财政投入的同时，充分发挥市场作用，建立长效投资渠道。力争通过综合施策、系统修复，实现流域生态各要素良性循环。

[1] 李英明，潘军锋.山西河流：1版[M].北京：科学出版社，2004.

[2] 范堆相.山西省水资源评价：1版[M].北京：中国水利水电出版社,2005.

[3] 张泽中，齐青青，高芸，等.基于云理论的河流生态影响综合评价[J].华北水利水电大学学报(自然科学版),2014(2):30-34.

[4] 郭文献，王艳芳，徐建新.河流生境研究综述[J].华北水利水电大学学报(自然科学版),2015(3):21-23.

(责任编辑：蔡洪涛)

Ecological Restoration and Protection Measures of Yuhe Basin in Shanxi Province

SUN Juanrong

(Shanxi Hydroelectric Investigation and Design Institute, Taiyuan 030024, China)

The main problems of ecological environment of Yuhe Basin in Shanxi province include water pollution caused by sewage and garbage, large range goaf with the situation of collapse and over-extraction of groundwater. Taking the comprehensive treatment of mountain-water-forest-field-lake and natural restoration as direction，such protection measures like water pollution control, control of mining areas, optimal allocation of water resources, river renovation and sandstorm source control are proposed. In order to realize virtuous circle of ecological environment, natural restoration should be highlighted and combined with artificial measures as assistant mea-sures.

ecological restoration; water pollution control; control of mining areas；groundwater protection

2016-05-10

孙娟绒(1967—)，女，山西临猗人，山西省水利水电勘测设计研究院高级工程师，研究方向为水文分析计算、水利规划。

TV882.825

A

1008—4444(2016)05—0020—04