生态水利在汤河治理中的应用

骆桂英，王波波，邵根安

(1.河南省水利勘测有限公司，河南 郑州 450000;2.河南省特殊岩土环境控制工程技术研究中心，河南 郑州 450000)

0 引言

水是生命之源，水资源短缺是全世界共同关注的问题。水利工程是为了防治水灾害，开发利用、保护水资源的工程，主要通过修筑大坝、渠道、水闸等建筑物达到对水资源保护利用的目的。面对资源紧张、环境污染严重、生态系统退化的严峻形势，生态文明建设成为中国特色社会主义建设的一项重要内容。生态环境意识的加强让传统水利工程不再满足人们的需求，水利工程也逐渐从传统工程水利向生态水利转变。深入研究生态水利并将其应用于水利工程中，有助于实现人与自然和谐相处，使祖国大地天更蓝、水更清、山更绿，造福子孙后代。

1 生态水利概述

生态水利是包括水文学、经济学、地貌学、生态学等传统多学科交叉的科学，使传统水利工程更符合生态文明建设。有研究认为，生态水利是从生态文明的角度建立人与自然和谐相处的可持续发展的水利体系。水利部水利水电规划设计总院提出，生态水利是在充分考虑水资源承载力的前提下，为国家生态文明建设、经济发展提供服务的水利工程。简而言之，生态水利在传统水利水资源开发利用的基础上，以生态环境保护为导向，科学地寻找水资源开发利用和生态环境保护的平衡点，在满足当代人对水资源需求的同时兼顾后代人利益。

中国生态水利的发展经历了很长一段时间才逐渐受到关注。生态水利概念的提出是基于1999年刘昌明提出的将生态水利和环境水利相结合，实现水资源的可持续利用。2006年孙宗凤提出了生态水利的基本框架，突出了以环境为目标的重要性。2012年，党的十八大将生态文明建设写入党章，之后生态水利成为水利行业关注的热点，研究也逐渐多了起来。2019年生态水利的内涵又在“人与自然是生命共同体”“山水林田湖草系统治理”的方针政策中得到了扩展。生态水利是社会文明进步的产物，新时代必须以中华民族永续发展和生态文明建设为目标，科学系统地发展生态水利事业。

2 生态水利应用案例分析

文章以鹤壁市山城区汤河河道治理为例，分析研究生态水利在水利工程中的应用。

2.1 工程概况

汤河流域属于海河流域卫河水系，是卫河主要支流之一。汤河发源于太行山东麓，鹤壁市西牟山脚下，流经汤阴，于双石桥汇入汤永河，全长73.30 km，流域面积1 287 km2。汤河山城区下游建有汤河水库，支流有杨邑水库、幸福水库。汤河山城区河段较大支流有孙圣沟、汪流涧及泗河。工程治理长度为汤河流域某段共5.90 km。

山城区汤河流域地势西高东低，自西向东倾斜，西部山区坡陡，东部较为平缓，地形起伏变化较大。地表水主要受大气降水、城市生活污水、厂矿生产废水补给，汛期补给主要来源于大气降水，旱季主要靠城市生活污水和厂矿生产废水补给，消耗于蒸发、开采及侧向径流排泄。受降雨量及侧向补给等因素影响，地表水水量变化较大，旱季时河道内流量较小，雨季时水量增大，尤其受暴雨强度变化影响，突发性强、汇流快、历时短。

根据汤河河道存在的问题特征，治理工程主要包括截污治污、河道清淤、河道生态构建、垃圾清理、生态补水等工程。汤河河道治理工程以生态系统修复为理念，治理河道内及河道两岸的污染，清理河道内的淤积，对河道两岸的生态环境进行恢复，调节均衡旱、雨季水量，避免干旱和洪水等不良现象发生，属于生态水利工程。

2.2 工程目标

汤河河道治理工程的重要目标是将河道水从劣V类改善到Ⅲ类水。分为3个阶段，第一阶段是消除水体黑臭问题，改善观感；第二阶段是去浊还清，河道水水质达到或优于Ⅲ类水体质量标准；第三阶段达到长期水质稳定、休养生息的目标。

2.3 工程方案

汤河河道治理工程采取工程措施与生态修复措施相结合的手段，达到汤河河道水污染治理、生态系统恢复目的。

2.3.1 截污治污工程

在流入汤河河道的污染源源头采取截污控源的方式进行污染物拦截。对截污管网设施进行完善，纳入管网集中处理，提高截污率，集中收集处理并就近送入污水处理厂。针对修建管网困难或成本较高的区域，采用分散式处理后排放或回用。对于面源污染，采用生态缓冲带、生态滞留塘等措施，在河道中种植植物形成植物净化区防止污染水体直接排入河流。从源头上控制污染物流入汤河河道中。

2.3.2 河道清淤工程

汤河河道的清淤采用人工配合机械的清淤方式进行。以原位清淤、河床修复为基础，采取生物、化学等修复方式重新构建河道。清出的淤泥除了外运之外，采取以下2种方法进行处理。第一种是物理法，经过泥砂分类、泥水分离、自然感化沉降等方法处理，处理后用于道路基础铺设、绿化种植基质等。第二种是原位修复，通过放置化学物质分解底泥有害物质，或者投放底栖物种来消化部分藻类微生物质。不仅可以实现淤泥的再利用，也可达到使汤河河道恢复生态平衡目的。

2.3.3 垃圾清理工程

汤河河道的垃圾清理采用人工和机械相结合的方法，对汤河河道流域的垃圾分类进行垃圾场填埋或堆肥处理。对于垃圾堆体较大，车辆容易进入的地方采用机械清理，河岸上的车辆无法进入的地方进行人工清理。清理出的垃圾进行分类处理，将含有厨余、秸秆等有机物的垃圾在人工控制的厌氧或好氧条件下，利用自然界中的各种微生物，对垃圾中的各种动物、植物性有机物进行堆肥处理，将无害化的堆肥产品作为土壤改良剂使用于农田，或进一步加工成高效复合肥。对不可堆肥的垃圾运送到附近垃圾场进行填埋处理。

2.3.4 水生态治理修复工程

利用生态位和生物多样性原理，充分发挥河道生态系统的自我调节能力，适当采用自然演替的恢复方式，在河道两岸建立河岸缓冲带进行非点源污染的防治，通过水-土壤-植物系统的物理化学和生物功能效应，控制、减少非点源污染物。地表径流中的N、P通过物理过程的沉积和渗透实现截流，降低地表径流速度并对其中的颗粒污染物起到过滤和拦截作用。河底以挺水植物为主，选取当地常见且具有观赏性的植物，以群植为主要种植方式进行，形成丰富的带状水生态景观的同时，利用生物多样性的作用提高水的自净能力，发挥生态效益。

2.3.5 生态补水工程

为保障汤河河道的水流量稳定，改善汤河水质，保证生态系统稳定运行，工程实施中利用南水北调节余指标对汤河河道进行了生态补水。防止干旱季节缺水导致河道断流影响生态系统的运行，生态补水工程既保障了河道水流量的稳定，又为河道内水生植物提供了稳定的生境，形成稳定的水生态系统并提供观赏性。

2.4 工程效益分析

汤河河道治理工程实施后，会产生良好的社会、经济、生态效益。社会效益方面，通过工程的实施，一方面直接推动城乡人居环境的改善和优化；另一方面优化区域经济发展结构、促进城乡居民的就业，达到改善农民生产生活条件的目的。经济效益方面，工程的建设将实现生态环境改善，通过生态建设、休闲娱乐功能的商业开发，带动旅游等相关产业的开发，获得显著的经济效益。生态效益方面，可以有效修复河道水生态环境，恢复河流自净能力，提高河道健康水平，降低河道淤积和地质灾害发生频率，恢复汤河水生态环境。

3 结论

文章以汤河河道治理工程为例，从水生态治理和工程水利的角度，综合分析该工程案例中的生态水利理念的应用。工程通过传统的工程水利对河道进行整治，又通过生态修复的理念，采用植物生态修复的技术手段进行水质修复的同时形成良好的生态景观。工程实施后，形成水涵养植物，植物提升水质的稳定生态系统。生态水利在水利工程中的应用，既有利于社会生态经济的可持续发展，又可以促进人与自然和谐相处，是惠泽千秋的工程。