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中图分类号:U215.14 文献标识码:A
五龙河水沐头段河道治理工程项目属于山东半岛诸河流域五龙河水系,位于胶东著名的河流五龙河的中游。五龙河发源于栖霞市富金夼及栖霞市牙山南麓上孙家垛固山,流经栖霞、海阳、莱阳市,在莱阳市穴坊镇香岛处汇入黄海。
一、存在的主要问题
通过实地勘察,洪水复核,现状水沐头大桥至朱耩村后300m处主要存在以下三个方面问题。
1、河道防洪标准低,不满足该河段城镇防洪要求。现状该段河道防洪标准不足10年一遇,使得现状防洪体系难以有效支撑该区域经济社会可持续发展。一旦发生大水,将对沿岸人民群众的生命财产安全和基础设施正常运转构成严重威胁。
2、河道断面不规则,河床冲、淤严重,凹冲凸淤,凹岸崩坍,部分凸岸高于农田,险工较多,河道没有修建堤防,主河槽普通窄,河槽浅,发生洪水淹没面积大,河槽忽宽忽窄,沙州增多,行洪不畅,农民沿河滩开荒种田,缩小了河道断面,影响行洪。2013年发生洪水,洪峰流量不足200m3/s,冲毁冲坏漫水桥4座,淹没农田、果园,损失很大。
3、河道现状与两岸莱阳市城市总体规划建设极不协调。
河道存在防洪标准低,不满足莱阳市城市总体规划防洪要求,严重危胁河洛镇及城区22.5万人生命财产的安全,不满足1.2万亩农田的防洪要求。
二、工程建设的必要性
五龙河水沐头段河道(桩号65+550~68+550)治理工程位于莱阳市城厢街道办事处水沐头村东部五龙河干流上,南起水沐头桥,北至莱阳城北河洛镇朱耩村后300m处,全长3km,桩号为65+550~68+550。
广德县位于安徽省东南部,苏浙皖三省八县(市)交界处,东临杭嘉湖,北倚苏锡常。随着社会经济的发展,县内农村河道既是地方经济发展的基础保障和农村人居环境的重要载体,也掌握着人民生命财产安全和农业生产的命脉,与美好乡村建设和社会主义新农村的发展亦密切相关。因此,整治好农村河道、管护好农村河道、美化好农村河道,显得尤为重要和迫切。
1广德县农村河道现状、存在的主要问题及原因
1.1农村河道现状
广德县河湖众多,水系发达,基本形成具有蓄水、排洪、引水、灌溉等综合功能,同时兼有水生态、水环境功能的农村水利工程体系,为全县农业和农村经济社会发展提供了重要保障。但是由于农村河道长期没有得到全面有效的治理,加上近几年的经济加速发展、人为破坏及自然因素,导致河道淤积、污染等问题比较严重,不仅削弱了河道的行洪能力,而且制约着农村社会经济发展,甚至影响广大农民的生活健康。
1.2存在的主要问题
1.2.1防洪基础设施薄弱
山溪性河流的特点是源短流急,洪水暴涨暴落。大部分河段防洪标准达不到设计标准,还有很多处于不设防状态,防洪能力偏低,遇到较强洪水就可能造成大的洪水灾害。
1.2.2水土流失严重
县内地貌大多为丘陵区,地形起伏较大,地面坡度大,坡面径流系数大。由于过去的疏林以垦代抚、顺坡种植、基础设施建设等人为经济活动,部分地区水土流失严重。原本较好的生态基础遭到破坏,极大影响了当地经济发展和社会主义新农村建设的进程。
1.2.3河道萎缩形势严峻
由于水土流失、山体滑坡、泥石流等自然现象严重,加之早期的无序采砂以及拦河设障、倾倒垃圾、违章建设等侵占河道现象,同时由于多年来未实施清淤整治,致使河道萎缩严重,行洪能力大为降低,对沿河地区的防洪安全构成了严重威胁。
1.2.4水环境污染加剧
近年来,农村经济发展的快速建设,污染物的排放逐年加大。部分乡村截污不彻底,尤其是生活污水未经处理就直接排入河道;在农业生产中,各种氮磷肥的施用,很大一部分通过地面径流也进入了河道;沿岸居民生活以及家禽养殖,排放物无组织乱堆放现象也比较突出,这也严重影响了水体的自净能力。河道的污染,导致水质恶化,破坏整个河道生态系统的完整性。
1.2.5水生态系统脆弱
水环境污染加之保护力度不够,使得生物多样性遭到破坏,人类过度开发侵占河滩地,剥夺了动植物的栖息地。
1.3成因分析
1.3.1无系统规划,群众意识淡薄
广德县经济发展建设中对农村水系的系统性衔接重视不够,没有系统的水系规划,导致农村水系较为紊乱。另外,河道在广大群众心中长期以来形成的认识就是引、排水,认为河道环境是城市河道美化的需要,农村家前屋后的河塘无需管理得那么严格,保持得那么整洁。当地居民对靠家前屋后的河道乱侵乱填,乱堆乱放、乱搭乱建,靠各家田边的就各自为阵,乱扒乱种。
1.3.2重视不够,经费不足
河道治理一直以大江大河治理为主,农村河道治理的环节较为薄弱。在治理手段上还是以防洪保安为主,对水环境改善等综合治理方面投入不足,不能有效的对污水进行截排和净化,不能很好的对河道进行疏通和清淤等。经费问题成为农村河道环境综合治理和长效管护的瓶颈。
1.3.3管护缺乏
管护队伍未能真正组建运行到位,管理工作缺乏制度化,管理水平专业化程度较低,相应的管理设施未能配套齐全,突出反映在沿河垃圾箱和垃圾中转站的布设未能到位,无法做到集中投放、定期清运,难以杜绝污染源。
2广德县农村河道综合整治的必要性
2.1提高防洪标准
农村河道长期淤积,行洪断面明显缩窄,使洪水危害性增强,更容易淘刷岸坡导致崩岸等灾害发生。因此,对农村河道实施综合整治,是提高防洪标准,保障人民生命财产安全的基本要求。
2.2 社会主义新农村及美好乡村建设的要求
随着农村社会经济的快速发展,农村城镇化步伐不断加快,农村的交通、城镇建设等得到了较快的发展,现有河道的行洪能力已不能适应社会主义新农村建设要求。因此,对县内河段的整治,是提升农村基础设施整体水平,改善农村面貌,推进社会主义新农村及美好乡村建设的基本要求。
2.3旱涝保收,确保粮食安全
加快农村河道疏浚步伐,扩大河道有效行洪能力和灌溉能力,提高区内的农田灌溉保证率,增加旱涝保收面积,避免或降低因洪涝灾害造成的粮食减产,对保护和提高粮食综合生产能力,确保新形势下的粮食安全至关重要。
3对策与建议
3.1统筹规划、突出重点
农村河道综合整治着眼于改善农村水环境,综合考虑治理河段防洪、灌溉供水、生态环境等方面的要求,以防洪要求较高的河段为重点,结合当地新农村建设规划、乡镇建设规划、土地利用总体规划,与流域、区域水利专业规划相衔接,与美好乡村建设相结合,统筹布局,坚持"全面规划,突出重点,集中投入,综合治理,长效管理"的原则。
3.2沟通水系、截污治污
应当定期对农村河道进行疏浚,使河道无水变有水,死水变活水,河道水质提高,充分发挥河道排洪排涝的能力。完善村庄居民集中区的污水集中处理装置,及时将垃圾运至合适的位置进行处理,鼓励使用低度、无残留物的农药等综合措施对水环境进行保护,提高河网水系的自净能力。
3.3稳滩固岸、合理整治
护坡护岸应与周围环境相协调,安全实用,便于维护,生态亲水,尽量避免对河道自然面貌和生态环境的破坏,生活区河道的护坡护岸主要体现生态性、美观性、多样性,考虑沿河居民生产生活安全和需要,结合河道水景观建设需求,在居民聚集区部分河段设置下河台阶及防护栏杆;生产区河道的护坡护岸主要体现生态性、自然性。
3.4生态景观、人水和谐
对于流经村庄段且两岸岸坡较宽的河段,考虑设置亲水平台,给村民提供临河活动的漫步空间,促进人水和谐;在场地较为开阔、两岸多为浅滩的河段种植水生植物,净化水质,修复河流水体;结合河道河势,于生活区下游布置小型跌水以抬蓄水位,营造山区河道的水环境;迎流顶冲岸段设置挡墙硬护砌,并于墙顶种植藤蔓植物,以改善周边环境。
3.5建管齐抓、全民参与
充分利用各种场合和多种形式,加大对河道环境整治和长效管理的必要性、迫切性和重要性的宣传力度,教育广大群众倡导文明生活风尚,进一步增强爱护河道的主人翁观念、公民道德意识和环保意识。同时,可采用"一事一议"的方法,筹集一定的维护资金,增强村民的成本意识。还可从当地实际出发,制定乡规民约,规范村民的行为,使保持河道清洁畅通成为广大农民群众的自觉行动。
中图分类号: TV143 文献标识码: A 文章编号:
1 引言
河流河道是一个城市宝贵的自然资源,在维系城市生态系统的平衡、健康和城市经济和社会生活等诸多领域都发挥重要作用。但随着经济和社会的快速发展,城市人口的急剧增长以及城市工业经济的兴起,城市河道的生态功能在不断退化和丧失,河道的污染日趋严重。因而城市河道污染治理已成为一个城市环境保护的重要课题之一。
2 城市河道污染治理的必要性分析
2.1 维持河道天然功能的必要
河道是水循环系统中的一个重要环节,作为水的一种形式,有着自洁、自净的功能。依靠它,人类和多种生物才能得以生存和发展。但是,城市河道的过度污染,使它的天然功能出现萎缩甚至局部消亡。
2.2 保护区域环境的必要
由于河道的污染,对周围环境也引起一些影响。具体表现为:(1)人居环境受影响;(2)土壤环境受影响;(3)生物多样性环境受影响。
2.3 减少经济损失的必要
城市河道污染必然带来经济上的问题:(1)水质的污染直接导致水资源的可利用性和再分配性问题,为取得洁净的可用水而采用取水口搬迁、水质净化等措施,必然要建立在巨额的费用支出上。(2)污染的河道将直接造成灌区内经济作物量减质低,水生生物经济遭受打击的后果。(3)被污染的河道,时间拖得越久,管理和治理费用将越大,城市经济的收入将损失越大。(4)城市河道的污染对城市形象将产生很大影响,间接引起旅游、交通等产业的经济损失。(5)河道因污染而断流甚至消失,潜在的生态代价会抵消相当一部分经济收入。
3 城市河道污染治理的可行性分析
3.1 河道污染成因能够聚焦
(1)大量主要污染源进入河体
点面上,工业废水、生活污水和雨水径流进入河道是形成污染的主要原因,表现在:(1)对河道进行综合整治前,工业废污的排放量,使河道的污染负荷超过水体承受能力,最终影响水体自净功能,致使水质恶化的状况长时间不能根本改善。(2)城市化进程下,新城镇、新农村居民生产生活方式得到改变,用水条件得以改善,但由于排污举措未有效跟进、生活习惯未充分转变等原因,沿河生活污水未经处理直接排入河中,大量消耗水体中的溶解氧,进而污染水体。(3)雨水对大气进行冲刷,汇聚地面上各类分散的污染物,形成地表径流,具有不易监控,难以预测等特点,形成较大污染源进入河道。
(2)多种其他污染源加剧河道污染状况
这方面主要表现在:(1)农业生产和禽畜业养殖带来的污染。部分相对落后的耕作方式、灌溉方式和不规范的养殖操作,使低利用率的一些化肥、农药和禽畜排泄物进入水体,氮、磷等含量增高,河道富营养化,水质类别降低。(2)一些新增污染源的影响。例如以度假区、休闲别墅、农家乐等形式进行的土地开发,一方面容易破坏区域内河道本身形态,改变周边河道途径,削弱河道与河网功能,另一方面,偏重开发经营、疏于综合管理容易使产生的各类垃圾、污水、后续污染物等进入河道,成为新的污染源。(3)积久形成的内污染源的长期作用。河底长时间累积沉淀物形成底泥,发生各种复杂的生物、化学作用,消耗水体中的溶解氧,同时产生新的生成物,都将对水体功能和水质产生影响及破坏。
(3)河网特点对水体污染的影响
表现在:(1)干流与支流间的交叉影响。支流水质明显劣于干流,许多支流水体污染严重,淤塞难通,由这些支流输入河道的污染负荷相当庞大,几乎可以说,干流的污染在很大程度上是由支流造成的。 (2)相连一体的上游水源条件的影响。上游受到污染的水将无法被有效利用到引清中来,下游的污染河道也就无法依靠它进行恢复。(3)水动力条件的影响。感潮现象使污水体长周期随潮流波动,并过长时间在河道中停留、徘徊,甚至无法顺利排出,不利于减轻河道污染度,极易造成反复污染。
(4)河道建设与开发带来的影响
这方面主要表现在:(1)河道建设与开发的盲点影响。基于一些历史原因以及城区改造中的难点所在,致使无法顺畅沟通的水系尚存,这就影响河道排污,降低污染河道的治理效果。(2)部分河道工程带来的副作用。例如单一采用混凝土、块石等水工材料对河岸施行硬化工程,人为割裂了水与岸的生物联系,土壤和植被进入不了原先的生态循环系统,使河道的自净功能、土壤和植被辅助河道排污的功能都被削弱。(3)兼具通航功能的河道产生的影响。河道一般兼具有通航功能,每天来往的船只可以千计,船民日常生活尽在其上,生活垃圾、废油、散落装载物等,大量进入河道,成为污染物。一些运载化学物品、转运垃圾废物的专用船只,一旦造成污染,危害尤大。
3.2 河道治污技术渐趋丰富
随着科学的进步和认知的发展,河道治污技术由传统走向现代,由单一走向综合。河道治污技术的日益丰富,为我们开阔了一方天地。
(1)常规物理技术
主要是指结合水利学、工程学等学科知识,运用水力研究、水文分析、工程测量等学理,采取河道改造、水道疏通、引清冲淤、水力造流、底泥疏浚、除藻增氧、曝气充氧等各类技术手段来增加水流自净功能,治理河道污染的技术。这一类技术常见的有:开挖新河道结合疏通已有水道,用以沟通水系,调活水体,提高水交换能力;实施引清调水和筑坝造流等,充分利用水头差等原理,控制水体量,引导污水团走向,削减河道污染负荷;使用机械、仪器等进行除藻、曝气,减轻水体富营养化,消除水体溶解氧衰竭现象,促进受污河道的恢复。
(2)传统化学技术
这类技术是指利用各类化学制剂,通过分子间的相互作用,以逐步消除水体中的有机和无机污染,达到治理受污河道的目的。其方法主要是使用凝聚剂和絮凝剂等来除藻、去毒、灭菌、净水,恢复和增强河道自净作用。
(3)现代生物技术
现代生物技术的兴起得益于现代生物科学和工程技术的紧密结合,使它能够被充分应用到各个行业中去,这就使得生物技术在河道治污领域大放异彩。这一类技术的应用有:采用投加高效降解菌、营养物或生物制剂的原位生物修复技术;采用能较好克服无机高分子和合成有机高分子絮凝剂局限的微生物菌群治理技术;采用能促进有机物于水体中乳化、溶解并加速微生物生化反应的复合酶污水净化技术;采用将生物促生剂注入河道底泥、调节菌群比例而修复河道水体的生物促生技术。
(4)环境生态技术
这项综合性河道治污技术是在高度结合了环境生态学、新材料学、生物学、工程学、水利学等多项学科的先进理念和技术下产生的,多途径、多方位利用了生物的自然代谢功能、水生系统与陆域系统的环境互补作用、污染物和有毒物无害化降解模式等手段和技术,修复污染河道,恢复水流的洁净。
4 城市河道污染治理的策略
关键词:河道治理、防洪排涝、生态护岸、人水和谐。
1 生态护岸的优越性和必要性
1.1 生态护岸的优越性
传统河道护岸仅仅发挥了河道防洪排涝的基本功能,而生态护岸采用植物或植物与工程措施相结合的型式,对河道岸坡进行防护,集防洪效益、生态效益、景观效益于一体,相对传统护岸有很大进步。生态护岸的优点主要包括:
1.1.1 有利于防洪排涝,提高蓄水能力
生态护岸采用自然材料,透水透气性强,形成一种可渗透性界面,可以有效调节地表水和地下水,使水循环途径根据水位发生变化。夏季丰水季节,当较大洪水进入河道,洪水通过透水层大量地向河岸及河底渗透存储,削减了洪峰量,增加了地下水量,减轻了洪灾危害。
而当枯水季节到来时,储存在河岸、河底的水反渗入河,对调节水量起到了积极的作用。 同时,生态护岸中大量采用根系发达的固土植物,其在水土保持方面又有很好的效果,护岸的抗冲性能大大加强。
1.1.2 改善水质及水体的自净能力
传统的护岸由于渗透性差,破坏了河流――岸坡――生物之间的物质和能量循环体系,不利于具有净水功能的水生生物的生长,减弱了水体的自净能力。生态护岸所采用的植被以及环保材料加强了护坡的透水性和透气性,在一定程度上保持了河流――岸坡――生物之间的物质和能量循环,提高了水体的自净能力,改善了河流水质。
1.1.3 有利于维护河道的生态环境
首先,生态护岸的植被有利于调节空气中的水分,起到涵养水源、改善河道周边的生态环境的作用。生态护岸的渗透性有利于维持河道水体的自净能力,保持河道水生态系统平衡,为各种动植物的生长、栖息提供了有利的环境,促进了河道系统的生物多样性。
1.2 生态护岸的必要性
21 世纪初我国提出了水利要从工程水利向资源水利转变,从传统水利向现代水利转变,资源型的河道应当是自然的、生态的、可持续发展的。生态护岸在很大程度上是人类对河道的重新认识和合理改造,它保持了河道的自然生态,又满足了防洪排涝的基本功能,是修复生态环境、改善大气质量、实现绿色发展的现代城市的迫切要求。是现代社会人类期望回归自然、渴求人与自然和谐相处的迫切要求,是当前水景观建设的最简单直接、自然生动的客观反映。
2 鹿泉区河道特点
石家庄市鹿泉区地形西高东低,西部为低山丘陵区,东部为平原,山区、丘陵、平原各占三分之一,地形条件优越,总面积603平方公里。
区内所辖的主要行洪河道有四条,分别是古运河、太平河、金河、┖樱四条河道境内全长79.8公里,均为季节性河流。
古运河:位于平原区,河床和边坡均为土质,堤岸不规则,河道上游河槽深且宽,河道下游河床呈宽浅型,河底纵坡小,河漫滩较发育,枯水期河道内无水,洪水期河势变化剧烈,河床冲淤变化无常。
太平河:太平河是唯一穿越城区的河道,上游段处于山区,河床较宽,河底坡降较大;下游段处于平原区,受两岸建筑和耕地限制,河床变窄,纵坡较缓。太平河已按照防洪标准进行了初步治理,正在实施的太平河景观提升工程实现了河道生态治理的目标,工程集蓄水、生态、景观为一体,建成后将成为鹿泉区一道亮丽的河道水景观。
金河、┖犹氐悖捍搴佣纬ぃ沿线侵占河道现象严重,河床普遍较窄,河岸无护砌,河道纵坡较大,横断面呈“V”或“U”型,河道淤塞严重,洪枯变幅大。
3 河道生态护岸
3.1 生态河道治理原则
生态河道治理首先应满足防洪排涝基本功能,同时维护河道及周边的生态环境,充分考虑上下游、左右岸及整个流域相互关系,因地制宜,综合治理,遵循自然规律,发挥天然河道功能。治理原则:首先满足河道堤防的稳定和安全要求,护岸材料多孔透气性好、自然环保、经济适用,岸坡植被根据气候、水位、景观要求选择,布置建筑物时考虑人们的亲水需求。治理应做到:河道不断流,堤防不决口,河床不抬高,水质不恶化。
3.2 生态护岸
生态护岸分人工原型护岸和人工自然型护岸两种类型。
人工原型护岸是在河岸栽植根系发达固土作用强的植物保护河岸,保持自然堤岸特性的护岸。主要采用乔灌混交,发挥乔木与灌木的自身生长特性,充分利用高低错落的空间和光照条件,以达到最佳郁闭效果。同时利用植物舒展而发达的根系稳固堤岸,增强其抵抗洪水、保护河堤的能力。
人工自然型护岸采用透水透气的工程材料与植物措施相结合的方式,对河岸进行防护。不仅种植植被,还采用石材、木材等天然材料,以增强堤岸的抗冲刷能力。如在设计洪水位现以下采用石笼、木桩或干砌块石,其上筑一定坡度的土堤,斜坡上乔灌草相结合,固堤护岸。
生态护岸防护型式应根据岸坡材质、岸坡高度及边坡、洪水位高度、流速、冲刷力、透水性、天然环保、经济适用等原则进行选择。
生态护岸常用的材料有纯植物护岸、干砌石护岸、生态砖、纤维织物袋、格宾网石笼护砌等。格宾网石笼生态护岸观赏性强,透水透气性好,易于植物生长,抗冲刷能力强,胀缩变形适应性好,坚固耐用,是理想的护岸材料。
4 结论
生态护岸是集水利工程学、环境科学、生态学、美学等多学科于一体的综合水利工程,改善了河流水质,十分利于河道生态环境的保持,给人们提供了自然优美的河道环境,拉近人与自然的距离。生态护岸受到人们越来越多的的关注和喜爱,不断被推广完善。
参考文献
[1] 雷雨,冉春旺,马瑛. 河道生态治理初探[J] . 水利科技与经济, 2009,15(4);322-324.
[2] 吕 松,汪 伟. 京山河流域水生态系统保护与修复规划[J] .水利科技与经济,2009,15(1);45-46.