千阳县东河沟城区段水环境综合治理方案探讨

2023-12-19吕军栋

陕西水利 2023年12期

吕军栋

（千阳县水土保持工作站,陕西千阳 721100）

1 流域概况

东河沟属于千河北岸水系一级支流,发源于千阳县南寨镇王家山村白火石,自东北向西南流经邓家塬、余家庄,于千阳县城东侧汇入千河。东河沟河道全长11.2 km,集雨面积5.85 km2,河道自然比降27.3‰。该区丘陵沟壑纵横,表层土为松软壤土,植被差,加之雨季水力、风力等侵蚀,水土流失严重,土壤侵蚀模数 500 t/（km·a）。

本次探讨范围位于东河沟水库下游河口段,工程以上流域面积为5.0 km2,河道长8.97 km,河道平均比降27.3‰；工程区间流域面积为0.85 km2,治理河道长度2.3 km,河道平均比降27.6‰。该沟道在70 年代先后建造了邓家塬水库和东河沟水库,邓家塬水库距县城8.01 km,坝轴线以上集雨面积为2.2 km2,河道长度4.46 km,河道平均比降43.7‰；东河沟水库距县城2.3 km,坝轴线以上集雨面积为5.05 km2,河道长度9.93 km,河道平均比降27.3‰。由于多年运行、水库三大件多有破损,于2013 年初对2 座水库进行了除险加固,加固后两座水库基本情况见表1。

表1 邓家塬水库、东河沟水库基本情况一览表

2 水文计算

2.1 径流泥沙

东河沟属于雨源性河流,径流泥沙随降雨而变化,有年内分配不均,年际间变化大等特点。以千阳水文站统计数据为样本采用水文比拟法进行计算,治理河段多年平均径流量为69.4 万m3。

东河沟流域地貌为黄土台塬区,植被相对较差,水土流失较为严重。近年来由于实施退耕还林政策,自然植被恢复较好,农耕地减少,水土流失减缓。年内水沙量主要集中在汛期（6 月～10 月）,其中水量占年水量的70%以上,沙量占年沙量的90.0% 左右, 治理工程河段多年平均输沙量为0.72 万t。

2.2 洪水

东河沟流域洪水是由暴雨形成,最早为4 月～6 月,峰量较小,量级较大的洪水一般在7 月～9 月上旬,本流域植被较少,河短流急,汇流迅速,洪水陡涨陡落,一次洪水过程一般在24 h 以内,洪水过程线大多数呈单峰,且峰形尖瘦。9 月中旬至10 月份以后由于受连阴雨影响,洪水则缓慢涨落,峰低量大。

本工程上游起点为东河沟坝址处、下游为东城社区广场末端的东大街涵洞,区间集雨面积0.85 km2,治理河道总长度2.3 km,区间河道平均比降27.6%。根据《宝鸡市水文实用手册》,经分析比较最后采用推理公式法成果。将东河沟水库坝址设计洪水调洪后的下泄洪水过程,与区间流域设计洪水相加,得到东河沟本次治理工程处设计洪水过程线表（见表2）和洪水计算成果表（见表 3）。

表2 工程处设计洪水过程线表

表3 工程处设计洪水计算成果表单位：m3/s

东河沟本次治理工程处施工分期洪水,根据汇流干流千河千阳水文站的各分期设计洪水计算成果见表4）,采用水文比拟法进行推算。考虑到非汛期11 月～次年3 月为枯水期,其面积比指数n 值取1.0,其他分期面积比指数n 值仍采用水文手册确定的2/3。根据本次到东河沟水库管理单位调查,工程上游东河沟水库在非汛期采用蓄水运用方式,非汛期小洪水均蓄滞在水库内,不泄洪,故水文比拟法设计流域面积采用区间流域面积。东河沟本次治理工程处流域面积和分期治理成果见表5。

表4 千阳站各分期设计洪水成果表

表5 工程分期设计洪水成果表

3 工程地质

工程位于千河断陷盆地北部黄土台塬与千河三级阶地的后部的接壤过渡地段。地层分述如下：粉质壤土,第四系全新统坡积层（Qd1）,黄灰色,土质疏松杂乱,多含植根、碎石,层厚1.0 m～2.0 m。黄土：第四系上更新统风积层（Q3eo1）,黄土,灰黄色,土质疏松,具大孔隙,垂直节理发育,覆盖于二级阶地上部。黄土状壤土：第四系中更新统风洪积层（Q2eo1+p1）,黄灰色,具大孔隙,土质均匀,稍密硬塑。粉质壤土,第四系上更新统风洪积层（Q2eo1+p1）,灰黄色～褐灰色,质密硬塑,夹有锈黄色粉砂条带,含少量碎石、零星钙核,夹砂砾石层和透镜体和薄层。

4 河道现状及存在问题

4.1 河道现状

本次设计的宝汉高速公路桥至东城社区广场段河道长1.057 km,河谷呈“U”形,顶宽60 m～100 m,底宽13 m～50 m。两岸岸坎边坡陡峭,县福利中心桥以上段岸坎高约20 m,以下段高约6 m。河道较为弯曲,其中在县福利中心桥段和东城广场段形成了两处“Z”字型河道。河道主槽较窄,县福利中心桥以上段河槽宽平均约1 m,以下段平均宽度3 m。河床较平缓,纵比降平均17.5%。

东河沟水库至宝汉高速桥段河道两岸高岸坎以上为耕地。右岸中部为东河沟村,左岸为生产道路和高岸坎。下游末段为东城社区广场公园,两岸高岸坎以上为县城企事业单位及住宅楼、村民房屋。两岸高岸坎因植被少,崩塌现象严重,雨季泥土顺坡冲刷至河道内,对岸坎安全及河道行洪均造成严重影响。该段河道两侧滩地为台阶耕地,主槽因群众耕种侵占,已萎缩至宽度约1 m。河道内主要为上游泉眼出流的常流水,下游段因沿河群众取水及下渗河道内基本无水。河道内树木杂草丛生,未经整治河道杂乱,乱倒垃圾现象严重,天然土坎未经防护易自然垮塌,冲沟纵横。

4.2 存在问题

（1）河道萎缩,宽度不足,影响河流正常功能发挥。河道流域面积较小,未进行河道管理范围划定,河道两侧滩地为台阶耕地,主槽因群众耕种侵占,已萎缩至宽度约1 m。自然水域面积大幅萎缩,河道水生态系统破坏,生态功能退化。加之河上游修建有邓家塬水库和东河沟水库,河道常流量较小,主要为宝汉高速下游60 m 处泉眼出流的流水,下游段因沿河群众取水及下渗,河道内基本无水,更加剧了对河流水质安全、生物群落等不良影响,河流正常功能无法发挥。

（2）河滩及两岸环境较差,水生态、水环境有待提升。河道两岸高岸坎以上为耕地,右岸中部为东河沟村,沿高岸坎半坡和顶部修建房屋,左岸为生产道路和高岸坎。下游末段为东城社区广场公园,两岸高岸坎以上为县城企事业单位及住宅楼、村民房屋,长期以来,垃圾乱倒、污泥淤积,河道河床质长期受污染,质量较差。此外,工程区一直没有进行综合治理,河道内树木杂草丛生,未经整治,河道杂乱,天然土坎未经防护,即使不发生大洪水,也会自然垮塌,因雨水冲刷流域内冲沟纵横；两岸高岸坎因植被少,崩塌现象严重,河岸生态环境急需提升。

（3）河道现状与当前生活不相适应。水是城市生态系统和景观体系的重要资源,随着城市经济的发展,人们越来越意识到水不仅是农业的命脉,而且是城市经济发展的命脉,利用河道现有状况,着力打造亲水、生态、人水和谐的自然景观,实现青山常在、绿水长流已成为当下时局。但河道空间因受挤占,水域功能早已丧失,河道为人民群众提供亲水、休闲功能短缺,人文景观、文化设施与人民群众对优美生态环境的需求以及当地社会经济发展不适应。

5 工程规划

5.1 总体规划

根据东河沟河道特性、沿岸社会经济发展和城乡统筹总体规划,围绕水源涵养区32737 m2、生态修复区29967 m2、水环境提升区22444 m2,实施河道岸坡治理、生态治污、生态修复、附属四大工程,使河道整体水环境质量有所提升、河道行洪安全有所保障。

5.2 措施规划

（1）河道岸坡治理

本次生态护岸工程包括生态护岸和生态步道工程,建设主要内容有：河道岸坡生态整修2.04 km、整修时维持河道天然现状,不截弯取直,不缩窄河道断面,整修后河底宽不小于2.0 m,高度不小于1.5 m,并点缀花卉河观赏草,以提升整体观感；新建生态步道5.2 km,水源涵养区,本着不动土的原则,采用石渣路、宽度1.5 m,生态修复区、采用片石、条石、透水砖等路面、宽度1.5 m～4.0 m,水环境提升区采用彩色透水混凝土路面,随地形条件,河道单侧布置,新建配套人行桥4 座。

（2）生态治污工程

生态治污工程部分包括河道垃圾清运工程、垃圾收运工程、生态隔离带工程。主要内容有：河道垃圾清运63 m,右岸高岸坡垃圾收运350 m, 新建农业面源污染生态隔离带5 km,新建两岸高岸坎生态隔离带5 km,高岸坎坡脚挡截污生态挡墙0.4 km。

（3）生态修复工程

生态修复工程部分包括水源涵养工程、人工湿地工程。建设主要内容有：现状泉眼提升保护1 处、现状平压水出溢点提升保护2 处, 新建连通补水DN110PE 管道0.86 km, 新建固床曝气跌坎4 座；新建液压坝1 座, 形成湿地水域7000 m2。

（4）附属工程

附属工程主要为现状滩地利用提升、管理人员配套设施等,建设主要内容有：三角坡地地被修复2550 m2,县福利中心桥外观生态改造,新民村废弃房屋段滩地修复5000 m2、右岸现状广场区域基础设施提升改造4400 m2、沟口处新建广场面积5200 m2,灯光照明设施、标示牌、垃圾桶等。