滦河干流中游河道生态治理浅析

2020-03-16张艳红

河北水利 2020年2期

□张艳红

以滦河干流隆化县郭家屯镇段河道生态治理工程为典型，通过总结隆化县河道治理经验，并借鉴外地河道治理经验，在对典型段河道设计上，打破以往单一防洪工程的理念，在工程措施上改变以往单一硬质堤防工程的模式，采取偏柔性的生态护岸工程加生物措施，基本维系现状河道及两岸已有的生态环境，从而达到提高行洪能力、减轻河道塌岸造成的侵蚀与污染，打造人水和谐的河道治理样板。

1.基本情况

滦河是海河流域中独流入海的河流，古称濡水，唐代以后称为滦河。发源于承德市丰宁县骆驼沟乡，至唐山市乐亭县兜网铺入渤海。滦河干流全长888km，在承德市境内378km，流域面积4.48万km2，承德市境内2.89万km2。涉及内蒙古自治区、河北和辽宁3省（区）的31个县（市、旗）。流域北高南低，分为高原、山地和平原三大地貌类型。建国以来，在滦河中上游修建了一些水库，其中规模最大的水库是内蒙古多伦县西山湾水库，总库容近1亿m3；在丰宁县永利村修建了丰宁电站水库，总库容7200万m3。

隆化县全县总面积5473.45km2，均属滦河流域。在滦河干流，上游与丰宁满族自治县接壤，在郭家屯镇三道河子村附近进入隆化县，到郭家屯镇与小滦河汇流后，在本县太平庄乡西窝铺村进入滦平县，隆化县境内滦河干流长101km。按照《河北河湖名览》的划分，隆化县所处的滦河干流段属滦河中游，是滦河流域从上游坝上草原向下游山前平原过渡的主要河段。由于在隆化县境内有面积最大的支流伊逊河和小滦河汇入，在滦河进入冀北土石山区后，不仅使滦河流域面积随之迅速加大，还使滦河流域的径流、泥沙及洪水特征发生较大变化。在隆化县郭家屯镇小滦河汇入前断面以上滦河流域面积11908km2，其中坝上高原面积占65%。受地形地貌和降雨影响，加之内蒙西山湾水库、大河口水库、丰宁电站水库调节，这一河段的径流模数、土壤侵蚀模数、洪峰模系数普遍较低。小滦河汇入后，由于流域面积扩大，加之小滦河上游处于接坝地区，风水蚀交错，径流中泥沙含量较大，径流模数、土壤侵蚀模数、洪峰模系数均大大提高。

2.典型河段

2019年，隆化县使用国家环保资金，安排实施滦河隆化县郭家屯镇河南村至东屯村段河道生态治理项目，治理范围为小滦河与滦河干流汇合口上下游，治理河道长度22.25km，设计总投资1.4亿元。主要是通过实施河道清淤、生态护岸、拦沙渗滤及植物绿化等生态综合治理措施，达到减轻岸坡及河床冲刷、改善河流水生态环境和河流水质、提高河道行洪能力的目标。

2.1 治理河道现状

滦河隆化县郭家屯镇治理河段现状河宽10～30m，河道平均纵坡3‰。现状河岸明显，两岸均为土质岸坡，部分岸坡被洪水淘刷严重，部分岸坡又分布着自然生长良好的河柳及水旱生植物。小滦河汇合口以上河床相对稳定，除凌汛期和洪水期泥沙含量较高外，其他非汛期段径流泥沙含量较低，水质相对清澈。小滦河河口以下河段，受其洪水汇流影响，水流偏流改道情况较严重，河床不稳定，两岸淘刷坍塌严重。由于地处寒冷，冬季河道冰层厚度高达1.5～2.0m，受冬季风沙影响，冰层内夹带大量风沙，每年春季融雪和化冰形成的凌汛期径流泥沙含量大，上游冰凌水挟带大量细颗粒泥沙和聚集了近4个月的污染物融入水体，造成水体浑浊，下游水质变差。汛期河流泥沙主要来自上游面源污染，控制难度较大。经观测凌汛期和主汛期，径流中的泥沙含量分别高达70kg/m3和130kg/m3。

2.2 存在的主要问题

2.2.1 河流生态环境脆弱，需加强保护

受自然条件、洪水、土壤侵蚀和人为活动等影响，导致滦河中游河流生态系统脆弱，水源涵养功能降低，自行调节能力差，生态环境有待优化。

2.2.2 径流泥沙和污染物含量高，水质需改善优化

依据《河北省水功能区划》有关要求，滦河郭家屯镇以上段划为Ⅰ级水功能区，水质目标要求达到地表水Ⅲ类标准。根据滦河郭家屯镇断面（国考断面）的水质监测结果，部分时段出现污染物超标。

2.2.3 现状河宽较窄，过流能力低，需提升治理标准

由于河道淤积、河床抬升、两岸造地挤占天然河道，河槽过流能力低，现状河道行洪能力不足30m3/s，达不到2年一遇标准，发生稍大洪水即容易上滩造成耕地水冲沙压。

2.2.4 河道缺少防洪工程措施影响百姓生产生活

由于河道两岸未得到系统整治，抵御洪水能力弱。两岸农田时有被水冲沙压，不仅影响两岸农田的土地生产力，而且威胁临河村庄百姓生命财产安全，而耕地和种养业仍然是当地农民的主要收入来源，因此河道治理直接关系到当地农民收入和生活。

3.思路原则

3.1 治理思路

承德市以往的山区河道治理，首先考虑以防洪为主、生态为辅，采取的工程形式主要有坡式护岸、墙式护岸，个别河道也采取土质和生物坝护岸型式。工程所用材料主要是浆砌石、混凝土、干砌石、钢丝网石笼等。过去以保护耕地为主要对象的堤防工程设计防洪标准为5年一遇，重点镇村所在地设计防洪标准为10年一遇，县城所在地设计防洪标准为20年一遇。近两年乡村耕地保护标准有所提高，最低设防标准为10年一遇。河道治理设计均以县级政府批复的河道防洪整治规划确定的堤线宽度，按照批复的划界定桩规划划定河道管理范围。通过大量河道治理工程案例分析总结，过去普遍采用的防洪堤加河道清淤的治理模式，主要存在问题：一是工程形式单一、使用材料单一、功效单一。凸显了防洪工程效果，但缺乏生态理念，整体功能较差。硬性的工程措施固然可以起到防洪减灾作用，但却减弱了河流生态等功能。忽视了河道生态环境保护、人水和谐相处等功能需求。二是混凝土、浆砌石等堤防材料造成河道渠化、硬化，不利于河道的生态平衡，不能很好地适应河道及周边环境。因此，此次研究的滦河干流郭家屯镇河段，我们将根据滦河中游河道的不同特征，把防洪保安和生态保护有机结合，把生态学原理和河流治理工程有机结合，打破传统单一的防洪理念，坚持“因地制宜、一河一策、一段一法”地实施河道保护性治理。使治理后的天然河道，既有防洪功能，又有利于恢复河流生态系统、维系水生态系统、降低面源污染等功能，维护河流健康生命，实现生态河流的可持续利用与发展。

3.2 治理原则

一是坚持不单纯追求防洪标准，适度承担防洪风险的原则。基本维持现状河道宽度和弯曲走势，使治理后的河道防洪标准基本达到3～5年一遇。河道两岸的个别重点保护对象采取自保措施，以达到其自身要求的防洪标准。

二是坚持生态优先，不破坏现状河岸生态环境，保护两岸自然形成的水生态系统的原则。传统的工程治理模式往往不注重原河道已形成的稳定的水生态系统，本着“防洪第一”的原则，一律按照防洪标准计算出的设计洪峰流量，确定一个比较保守的河道宽度和堤防工程设计方案，有些河道治理甚至连一点芦苇等软秆水生植物都必须铲除。因此，实施完成后使河道形成了一条条堤线渠化、两岸硬化、河床裸化的模样。基于生态工程学理念，滦河干流中游河道的治理应重点考虑河流生态环境修复和水环境改善要求，实现由传统单一的工程治理模式，向多元组合的生态型综合治理模式转变。

三是坚持以保护河岸、控导河势、实施偏柔性生态护岸工程的原则。根据滦河中游河道特点，生态护岸主要采取工程与生物相结合的综合措施，工程措施以格宾石笼坡式加丁坝形式为主，植物措施配置以维持河道原生态为主，辅以适合本地生长的水旱生植物。

4.治理方案

4.1 不同情况河段治理工程设计方案

根据以上对滦河中游河道特征和存在问题的分析论证，为实现岸坡生态环境整体恢复、增加岸坡自然净化功能的目标，郭家屯段河道治理工程方案，因地制宜地对不同情况的河道采取了不同形式的偏柔性护岸综合治理方案。

一是岸坡裸露、抗冲性能差、水土流失严重河段。岸坡裸露段下部采用格宾石笼挡墙护脚，基础埋深1m，河底以上高1m；以上部分采用50cm厚格宾石笼护坡与设计堤顶相接，边坡1∶2，高1.5m，水流顶冲凹岸增设2m宽格宾石笼水平防冲。表层利用清表土方进行覆土，覆土平均厚度30cm，以满足绿化要求。

二是现状岸坡植被完好、植被根系与土壤形成完整系统、抗冲性较好河段。植被良好段下部采用格宾石笼挡墙护脚，基础埋深1m，以上部分采用30cm厚格宾石笼护坡，对岸坡裸露部分进行防护，边坡1∶2，高0.4～0.8m，其上保留现状绿化坡面，水流顶冲凹岸增设2m宽格宾石笼水平防冲。

三是临重点镇村河段。临镇村河岸仍按10年一遇进行防护。生态护岸采用直斜复合式断面，下部采用格宾石笼挡墙防护，基础埋深1.5m，基础前铺设格宾石笼水平防冲；河底以上部分高1.5m，采用50cm厚格宾石笼护坡与设计堤顶相接，边坡1∶2，高1.0～1.5m，表层利用清表土方进行覆土，覆土平均厚度30cm，以满足绿化要求。设计堤顶宽3.0m，迎水面坡比为1∶2，背水侧坡比为1∶1.5，堤后设草皮护坡。

四是现状河道内存有沙洲河段。对河道内沙洲部分进行保留，并采用格宾石笼防护，使其保持成为优美的水景观。

4.2 植物措施配置设计方案

利用石笼护坡表面覆盖腐殖土，在河道边坡形成岸坡草灌综合绿化带。为保护河道内水体环境，护岸河口外侧为非耕地河段的3m宽范围内，结合两岸现有植被构建灌木林缓冲带，营造多层次、多物种植物群落，减少和吸收两岸耕地面源污染。为增加生物净化水体功能，改善水环境，在河道内沙洲种植水生植物。工程所选植物为适合本地气候和环境的紫穗槐、红柳、沙棘、狗芽根、黑麦草、高羊茅和早熟禾、芦苇和香蒲等。

5.预期效果

在深入总结这一区域河道治理经验的基础上，通过对滦河干流中游河道的自然地理、洪水、泥沙和经济社会状况的综合分析论证，经与设计单位共同调查和反复论证，调整了滦河中游河道治理的设计思路与措施，提交的设计成果得到多方专家的认可。项目实施后，将在提高河道行洪能力、固定河岸、减轻河岸及河床侵蚀方面发挥作用，同时在给人们提供人水和谐的景观视觉方面有很好的效果。