对张家口市清水河生态修复思路的探讨

2023-03-11李慧敏

河北水利 2023年7期

□李慧敏

清水河发源于桦皮岭南麓，经张家口市区，于新区姚家坊乡入洋河，是永定河流域的二级支流。多年来，张家口市针对清水河洪水高风险区段进行了局部防护治理，收到明显成效，而关系河流健康的生态修复建设内容相对较少，河流综合功能的发挥受到制约，甚至出现景观水面缩小或消失、河水断流、槽滩干涸、岸线植被枯萎、水质不达标、水生动植物锐减等严重影响河流健康的生态问题。为使亚健康状态的清水河恢复正常，充分发挥综合效益，以河流健康为核心的生态修复工作已经提到日程。

1.存在问题及根源剖析

清水河是永定河流域的二级支流，最上游一段称之为太子城沟，流经崇礼区、张家口市区汇入洋河，汇水面积2386 km2。自上而下，先后有3 条支流于右岸汇入，分别为东沟、正沟和西沟。东沟源于桦皮岭，流经狮子沟、西湾子等村镇，在中山沟村附近与正沟汇合，崇礼水文站控制流域面积430 km2；正沟源于崇礼区正北坝底村,在中山沟村附近与东沟汇合，控制流域面积355 km2；西沟源于崇礼区西部黄台坝，在乌拉哈达村附近汇入清水河，控制流域面积727 km2。

清水河汇水范围及所流经的区域全部位于山区，多年平均降雨量483 mm。按降雨等值线划分，该区处于我国半干旱区（200 mm～400 mm）与半湿润区(400 mm～800 mm)的分界线附近。其不均匀的水资源特征与洪水时空分布特点，给河流水源开发、防灾治理与生态修复之间的协调增加了难度。

清水河一般平水年份地表水资源量7750 万m3，P=95%频率的枯水年份，仅有4000 万m3左右，相差近一半。而且，以地表径流为主体的水资源量，多以降雨形成为主，主要集中在每年的汛期，大几率出现在7 月下旬—8 月上旬。这就造成河道夏秋季河水相对较多，而冬春季干旱，容易形成河道冰冻干涸和水质降级，严重影响水生动植物的良性繁衍。干旱年份或春灌季节，河水数量少，山高水低，往往形成灌溉供水不足、两岸耕地的旱灾。

尽管洪水属于低概率事件，一旦发生，会对张家口市区以及乡村两岸农田厂矿构成极大威胁。根据清水河水文数据统计分析，10 年一遇洪水的洪峰流量为1020 m3/s，20 年一遇洪峰流量为1592 m3/s，50 年一遇洪峰流量为2139 m3/s。源短流急的山区洪水，容易造成张家口城市和乡村的洪灾。

多年来，为了防御清水河洪水，当地将治理重点放在了城市防洪和两岸零星厂矿农田的防护方面。结合护岸实施的河槽疏通，改善了泄洪功能，但是在枯水年份，河道有限的基流也会快速流出，难以在当地涵养，加重了区域干旱。张家口市为此修建多道橡胶坝，有效控制了河道基流，形成了城区水面景观。

现已实施的防洪治理工程，多采取混凝土直墙或砌石结构。硬质结构不仅工程量小，还节省工程占地。这种顺直选线和硬质结构，往往是河流生态修复而不予提倡的，河流健康追求河道的自然弯曲，软质河岸和植被自然生长。

有效协调水多与水少、排洪与存蓄、堤岸挡水与植被景观之间的关系，是生态修复工作所要关注的重要内容。

2.清水河水生态修复的必要性与目标

永定河被定位为京津冀区域重要水源涵养区、环境屏障和生态廊道。从京津冀协同发展角度出发，需要推进包括永定河在内的生态治理与修复。清水河是永定河上游的二级支流，因此对其开展生态修复是必要的。

河北省有关部门曾提出要对永定河上游洋河、桑干河及清水河3 条河道进行治理。因此，开展清水河生态修复，既符合国家战略，也符合地方具体要求。

按永定河总体生态功能定位，张家口市清水河生态修复的目标是实现水流连续贯通，避免河道季节性干涸，有效涵养水源，保持河流生态健康，促使潜流发育、沿岸绿化景观优美,主要河段常年维持水面，水质良好，为水生动植物提供连续性多样化繁衍条件。

3.生态修复思路探讨

针对清水河现实存在的生态问题，如景观水面缩小、河道偶有断流干涸、植被枯萎、水质不达标等，文章在分析形成问题根源基础上，探讨了开展生态修复的建设思路。

清水河生态修复，不外乎解决2 种不同水文年型的生态问题。一是非洪水年份（包括正常年份和枯水年份）的水源不足造成的断流干涸以及水质问题；二是洪水发生年份的防淹防冲问题。为此，清水河生态修复的基本思路是：上游增加蓄水，为河道枯水期增供生态用水；中游梯级拦截，调节河道生态流量；下游疏导河道，负责洪水排泄；河岸增设湿地，涵养水源，必要时滞蓄洪水；乡村护岸保农田，城区筑堤求安稳。

按照以上治理思路，现提出以下具体措施建议。

3.1 上游建设水库，增加河道枯水期生态供水

清水河地处半湿润与半干旱区的分界线附近，年均降雨量小，而且年内分配不均，主要集中于汛期，甚至集中于主汛期内，正常年份，特别是枯水年份，天然径流难以维系河道生态水量需求，更难保证河道水面。

清水河生态修复的基础是在上游修建水库进行调节，存蓄汛期来水，为山区河岸农田提供水源，适时为河道补水，确保河道水位和维持河道水面，保证枯水年非汛期河槽底床不断流。

水库除了供水功能，还能控制洪水，减轻上游洪水对河道的冲击，提高城区和乡村农田防洪标准。清水河上游支流，除了正沟，其它2 支流东沟与西沟，都具备建设水库的条件。

3.2 增设拦河蓄水建筑物，扩大生态水面

目前，张家口市城区和郊区，已经修建多道橡胶坝，改善了市民亲水条件，提升了城市景观。但是，橡胶坝的建设也会增加河道水面的蒸发，加大河道生态耗水量。为此，在水源紧张的河段，需要控制水面面积，减少水面蒸发。待支流水库建成、生态补水水源有了保障后，再在相对平缓的河段，适度增加河道控制性工程，拦截河道基流，合理增加河道水面长度。

3.3 开展生态湿地建设，改善河道水质

沿河选择相对平坦的河湾洼地，栽种水生植物。将湿地与河道连通，利用河道节制工程，将河水壅入湿地，通过湿地植物降解水中污染物，得到水质改善后，再从湿地的末端回归河道。湿地内，可以适当设置栈道和休闲娱乐设施，为市民休闲消遣提供便利。清水河沿岸的备选湿地位置包括金石窑洼地和巴图湾洼地，适于建湿地的面积超100 亩，周边适合景观绿化的区域近200 亩。

湿地建设需要注重3 种功能。一是通过水生植物的栽培实现水景观；二是为河道水源降解污染物，提升河道水质；三是周边筑堤，必要时参与缓滞河道洪水。

3.4 实施生态护岸，改善堤岸景观

目前，清水河上游支流，只有局部护岸，无论从防洪减灾角度，还是生态修复角度，需要扩展防护的段落较多。建议改原砌石结构为格宾网结构，网格中心填土植草。亟待实施的是清水河上游的太子城沟和支流东沟的护岸整治。在提高防洪标准、增强堤岸抵御洪水能力基础上，开展生态绿化，实现清水河的河水清澈、岸坡绿美。

4.关键问题的探讨

河流生态修复包含防洪减灾建设、水资源开发、水环境治理等多方面内容，重点在于河流健康的河水流动、水面维持、植被生长、水生物繁殖等良性持续发展，为此，在建设过程中，难免出现彼此相互制约等关键性问题，需要深入研究解决。

4.1 中游节制性工程结构形式问题

河道中游建设节制性工程，以调节河道基流的流速，实现河道蓄水，形成水面，涵养水源。但从防洪角度看，节制性工程可能会对河道行洪产生阻水作用。为此，需要深入研究其结构形式。以往多采用橡胶坝，非汛期拦截水流形成水面，汛期塌坝度汛。橡胶坝塌坝后，仍然存在阻水影响；充坝、塌坝的操作相对繁琐。与其相比，靠河道水位的升高自动翻平、水位降低后靠自重自动竖起拦水的翻板闸也是不错的选择，相对橡胶坝的注水立坝和放水塌坝更加便捷。