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      泗河生態(tài)河流建設(shè)與管理探析

      2014-01-29 20:16:58朱慶輝劉繼軍齊云婷
      中國水利 2014年16期
      關(guān)鍵詞:泗河護(hù)岸河流

      朱慶輝,劉繼軍,齊云婷

      (1.山東省濟寧市泗河管理處,272000,濟寧;2.山東省濟寧市水文局,272019,濟寧)

      一、泗河概況

      泗河古稱泗水,屬淮河流域南四湖水系,發(fā)源于山東省泗水縣泉林東陪尾山麓,以趵突、洗缽、響水、紅石泉四源并發(fā)匯流成河而得名,河道全長約159 km,流域面積2 357 km2,是濟寧市最大的山洪河道。泗河流域氣候為溫帶季風(fēng)氣候,多年平均降水量711 mm,水資源較為充沛,年均水資源總量為4.3億m3,水質(zhì)優(yōu)良可靠,是流域人們生活、生產(chǎn)用水的基本水源地。

      新中國成立以來,隨著國民經(jīng)濟的飛速發(fā)展,以提高防洪能力為目標(biāo),國家投資對泗河干流多次進(jìn)行加固治理,修壩筑堤整治河道,目前金口壩以下河道防洪能力達(dá)到20年一遇,保證了泗河流域經(jīng)濟的穩(wěn)定持續(xù)發(fā)展,2013年泗河流域地方生產(chǎn)總值達(dá)到2 380億元,在全市的經(jīng)濟發(fā)展中具有舉足輕重的地位。隨著城鎮(zhèn)化的快速發(fā)展和生活水平的提高,人們逐步將河流的休閑娛樂、旅游景觀、生態(tài)保護(hù)等其他功能統(tǒng)籌考慮,對良好生態(tài)、優(yōu)質(zhì)水源、優(yōu)美居住環(huán)境等多方面的需求日益增強,其中改善河流生態(tài)環(huán)境、保障人民身心健康、提升城市品位尤為迫切。因此建設(shè) “人水和諧、環(huán)境優(yōu)美”的生態(tài)泗河成為當(dāng)務(wù)之急。

      二、泗河流域的生態(tài)問題

      1.流域降水時空分布不均,河道基流不穩(wěn)

      泗河為季節(jié)性山洪河流,中上游河底坡降大,夏秋季節(jié)受北方氣候條件的影響,降雨時空分配不均,6—9月降水占全年的70%以上,加之流域植被稀少,蓄水能力較差,坡地徑流缺乏工程措施、植物措施的有效攔截,水土流失嚴(yán)重,導(dǎo)致河水峰高流急,陡漲陡落;冬春季節(jié)雨雪稀少,河道徑流減少,下游河段常常斷流干涸。尤其近些年工農(nóng)業(yè)用水不斷增加,沿線取水量越來越大,使河道斷流狀況加劇,也導(dǎo)致了河道水生生物生存、生長的基本流量減少,嚴(yán)重影響生態(tài)環(huán)境。

      2.水污染嚴(yán)重,局部河段水環(huán)境惡化

      泗河枯水期流量較小,僅為5~6 m3/s,納污能力較低,自然凈化能力較小,水生態(tài)環(huán)境脆弱。沿泗河兩岸主要分布以泗水華金造紙集團(tuán)、曲阜王莊造紙廠、兗州太陽紙業(yè)集團(tuán)為主的16家污染企業(yè),年排放量達(dá)3097萬t,COD排放量9538 t,而新建成的泗水、曲阜、兗州水污染處理廠配套設(shè)施不完備,處理污水能力有限,不能充分發(fā)揮除污效能。另外,一些工業(yè)污水零星排放,生活污水無序排放,群眾向河道內(nèi)傾倒生活垃圾的現(xiàn)象也時有發(fā)生,工業(yè)和生活污水已成為影響河流水質(zhì)的重要原因。目前,泗河干流富營養(yǎng)化程度不斷增高,水體自然凈化能力減弱,河流的納污功能趨于飽和。

      3.地下水開采過量,地下水水位下降嚴(yán)重

      全國十大煤炭生產(chǎn)企業(yè)之一的兗礦集團(tuán)就坐落在泗河流域,年均生產(chǎn)煤炭近7 000萬t,對流域地下水的需求量很大。加之由于地表水污染嚴(yán)重,以及上游河水水量銳減,水質(zhì)不斷惡化,城區(qū)范圍內(nèi)電廠、造紙廠、自來水廠等用水大戶深層自備井越來越多、越打越深,最深的已達(dá)520 m,年開采量已達(dá)650萬m3。由于地下水被過量開采,地下水水位大幅度下降,導(dǎo)致流域眾多小型水庫塘壩干枯,淺層機井多數(shù)報廢,泗河補給水源缺失,影響流域生態(tài)環(huán)境。

      4.河流生態(tài)系統(tǒng)受到損毀,生態(tài)環(huán)境惡化

      春季泗河水量逐步減少,河道中下游段基本斷流,致使河道中蘆葦、浮萍等水生植物以及賴以為生的魚類、蛙類和軟體動物大部分干涸而死,生物多樣性遭到嚴(yán)重削弱,河流生態(tài)系統(tǒng)逐漸退化。即使在河道存水的上游豐水河段,個別沿河村民受利益驅(qū)使進(jìn)行非法電魚捕鳥活動,致使魚類蛙類等水生動物資源迅速減少,河流自然生態(tài)環(huán)境受到嚴(yán)重破壞。另外,大規(guī)模的采砂毀林造成流域內(nèi)林業(yè)資源總量遞減,鳥類棲息環(huán)境受到影響,生態(tài)環(huán)境脆弱不堪。

      三、生態(tài)河道建設(shè)目標(biāo)

      泗河是山東省著力打造的首批生態(tài)河道之一,泗河生態(tài)建設(shè)工程自2010年12月開工以來,已分別在泗河上游泗水、曲阜、兗州河段建成5座橡膠壩,目前這些工程開始初步發(fā)揮寬展水面、改善環(huán)境、凈化水質(zhì)等生態(tài)效益。今后生態(tài)河道建設(shè)宜從安全、生態(tài)、經(jīng)濟和社會效應(yīng)等方面入手,以“保護(hù)為主、適量開發(fā)、人水和諧”為建設(shè)原則,結(jié)合泗河水文地理特點,采取工程措施和植物措施相結(jié)合的方法,通過攔蓄徑流、固堤綠岸、生物放養(yǎng)、濕地建設(shè)、治理污染等措施,將河道打造成一條碧水長流的生態(tài)長廊、兩岸花果飄香的濱水通道,以達(dá)到“水清、岸綠、河暢、景美”的生態(tài)河道建設(shè)目標(biāo)。

      四、生態(tài)河道建設(shè)的措施

      1.建設(shè)生態(tài)河岸

      泗河為山洪河道,干流總落差為248.5 m,平均比降1.86‰,河水沖刷劇烈,護(hù)岸眾多,多為塊石結(jié)構(gòu)。為美化河岸,在生態(tài)河流的建設(shè)中,除水流特別湍急的險工段,盡量避免采取漿砌石、混凝土等硬質(zhì)護(hù)岸,宜采取植物護(hù)岸或連鎖式生態(tài)護(hù)岸等柔性護(hù)岸,既兼顧河道防洪又美化了生態(tài)環(huán)境。

      (1)保護(hù)水面,還河道以空間

      受河道洪水流速變化及河道演變規(guī)律的影響,河道一般呈現(xiàn)上游沖刷、下游淤積的狀態(tài),在泗河干流入湖口也存在尾閭不暢的問題。泗河入湖口段淤積嚴(yán)重,河槽寬帶僅60 m,占河道總寬度的1/13,河道成分汊形河段。加上河道違規(guī)采砂的影響,河道斷面參差不齊,河勢發(fā)生改變,因此需規(guī)劃實施河槽展寬和疏浚工程。通過工程實施,下游淤積河段將形成規(guī)?;?,既提高了防洪能力,又為水生生物以及南四湖自然保護(hù)區(qū)的珍稀鳥禽提供了廣闊的生存空間。

      (2)保持河道自然的蜿蜒曲折

      在生態(tài)河道建設(shè)中,應(yīng)順應(yīng)河勢,穩(wěn)定河岸,盡可能地保持河道原有蜿蜒曲折的河勢走向和高低起伏的自然形態(tài)。泗河是一條自然河道,尤其上游河段呈現(xiàn)出 “九曲十八彎”的自然形態(tài):河道蜿蜒曲折,深槽與淺灘相連,凸岸和凹岸相對,急流與緩流相間,為生態(tài)河流建設(shè)提供了得天獨厚的有利條件,是生物多樣性的物質(zhì)基礎(chǔ)。例如河道凸岸沙灘處可以為水生生物如烏龜提供繁殖的場所,洪峰來臨時還可以為其提供避難場所;河道凹岸深槽處在枯水期為魚蝦類提供一處生存之地,有利于改善生物的生存環(huán)境。

      (3)采取適當(dāng)措施建設(shè)生態(tài)護(hù)岸

      一是自然原生態(tài)型護(hù)岸,主要布置在灘地較寬、坡度較緩、流速較慢的中下游河段,直接將適于濱河地帶生長的植被種植在河岸上,利用植物發(fā)達(dá)的根系和茂密的枝葉來固堤防沖,以保持自然堤岸特性。泗河一般在堤岸前的灘地上種植一定寬度的護(hù)堤護(hù)岸林帶,護(hù)岸多采用柳樹和蘆葦,護(hù)堤以三倍體毛白楊和法國梧桐為主。自然生態(tài)護(hù)岸不僅對防御風(fēng)浪拍擊堤岸的作用明顯,也為喜水的動物提供了良好的棲息場所,特別是城區(qū)段集中連片的高大護(hù)堤喬木為建設(shè)生態(tài)森林公園提供了有利條件。

      二是自然加工型護(hù)岸,主要布置在灘地狹窄、坡度較陡、流速湍急的上游河段,采用植物和塊石相結(jié)合的形式穩(wěn)定河岸。在護(hù)腳部位采用塊石或鉛絲籠等透水材料,施工時將材料從河底沿河岸緊密排放,頂部高度以中常洪水位為準(zhǔn),這些透水性材料可為水生動物營造良好的棲息地,維持了物種的延續(xù)。護(hù)坡部位采用預(yù)制混凝土空心砌塊鋪設(shè)在土工布與碎石墊層上,兩端用砌石固定,砌塊空心部分種植綠色植被,稱為連鎖式生態(tài)護(hù)岸,起到了防沖固堤綠化河岸的作用。

      (4)綠化泗河生態(tài)堤岸

      泗河中下游河段建有堤防,上游段僅靠天然河岸抵御洪水,原有堤岸設(shè)計簡單、功能單一、植被較差。按照生態(tài)河流的建設(shè)要求,應(yīng)當(dāng)高標(biāo)準(zhǔn)高起點按照“堤頂公路化、堤肩園林化、堤坡草皮花、護(hù)堤林帶花”的形式統(tǒng)一規(guī)劃布置,將泗河兩岸堤防建設(shè)成一條美麗的綠色生態(tài)走廊,為人們的休閑旅游、交通出行提供便利條件。

      2.控制水質(zhì)污染

      要進(jìn)行河道的生態(tài)治理,首要任務(wù)是進(jìn)行全流域污水的有效控制,有針對性地采取一些措施改善泗河水質(zhì),通過控制點、面源污染實現(xiàn)泗河水質(zhì)持續(xù)好轉(zhuǎn),保證泗河干流水質(zhì)總體達(dá)到地表水Ⅲ類水質(zhì)要求。

      一是流域污水的截流。突出抓好沿線城市泗水、曲阜、兗州的污水處理廠建設(shè)與小流域污染綜合治理,確保重點工礦企業(yè)特別是三大造紙企業(yè)和煤礦實現(xiàn)全面穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放。

      二是生活污水及垃圾治理。結(jié)合新農(nóng)村環(huán)境整治活動,建立沿河村莊生活污水及垃圾收集與集中處理設(shè)施,避免污水直接排放到泗河或支流當(dāng)中,造成河道水體污染。

      三是農(nóng)業(yè)面源控制。泗河保護(hù)區(qū)農(nóng)田達(dá)180萬畝(1 hm2=15畝,下同),應(yīng)推廣使用高效低毒農(nóng)藥、化肥等生產(chǎn)材料,避免使用污染嚴(yán)重的化學(xué)殺蟲劑、除草劑,大力推廣綠色生態(tài)農(nóng)業(yè),實現(xiàn)自然資源的良性循環(huán)。

      四是地表水土保護(hù)。在泗河上游設(shè)置水源保護(hù)緩沖區(qū),禁止影響水質(zhì)的工業(yè)項目在緩沖區(qū)內(nèi)建設(shè),在河道管理范圍內(nèi)嚴(yán)禁圍墾河流,適時開展上游山區(qū)退耕還林工作。

      五是地表徑流維護(hù)。維持泗河上游賀莊、華村、龍灣套、尼山等水庫的最低流量,充分利用現(xiàn)有閘壩蓄水功能,保證泗河一定的下泄流量,提高河道生態(tài)用水的可靠程度。

      六是水體生態(tài)自然恢復(fù)。利用本地常見的水生動植物,如田螺類、藻類、濕地植物等,結(jié)合光照、風(fēng)吹、雨淋等自然因素,減少或降解目前河水與河底泥土中的污染物,實現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)的自我修復(fù)。

      3.建設(shè)生態(tài)濕地

      (1)生態(tài)濕地布局

      泗河下煤炭資源豐富,利用采煤塌陷區(qū)及采砂廢棄坑等處建設(shè)大型生態(tài)濕地,如泗河三號井、鮑店、太平煤礦塌陷地濕地和泗水臨泗、曲阜瓦窯頭采砂濕地等。以泗河湖口生態(tài)濕地為例,利用濟寧三號井煤礦泗河塌陷區(qū)在泗河入湖口段建設(shè)大型濕地公園,與南四湖自然保護(hù)區(qū)銜接,在公園內(nèi)分散布置荷花、蘆葦、水榭、游船碼頭、觀湖亭等,營造出百畝荷花、千里水面、鳥禽紛飛、野趣十足的生態(tài)公園。通過上述幾處生態(tài)濕地,改善河流水質(zhì),凈化水體,在一定程度上恢復(fù)了河流的自然生態(tài)環(huán)境,不僅儲備了豐富的水資源,也為區(qū)域環(huán)境質(zhì)量的改善和局部氣候的調(diào)節(jié)起到一定作用。

      (2)合理種植水生植物

      水生植物是濕地的重要組成部分,濕地內(nèi)豐富的植物群落不僅能夠起改善空氣、凈化水質(zhì)的作用,也為各種水生和陸生動物的生存繁殖起決定性作用。泗河位于溫帶季風(fēng)氣候區(qū),根據(jù)水生植物特性,應(yīng)推廣種植凈化能力強、耐污性能好、吸收氨氮的沉水、浮葉、挺水植物,提高水體自凈功能。目前適合泗河水質(zhì)的水生植物主要有睡蓮、蘆葦、綠蘿、菖蒲等,其中兗州城區(qū)濕地蘆葦和綠蘿長勢良好,水域生態(tài)環(huán)境大為改善。

      (3)適量放養(yǎng)水生動物

      為控制水生植物和微生物的過量增長,應(yīng)在濕地中保持一定數(shù)量的水生動物,如河蚌、田螺及各種魚蝦類。這些水生動物不僅在保持水質(zhì)清澈的過程中起到重要作用,也為鳥類和狐獾等小型哺乳動物提供了豐富食物,是生物鏈中不可缺少的一環(huán)。借鑒本地區(qū)河流放養(yǎng)經(jīng)驗,在泗河不同濕地定期放養(yǎng)鯽魚、鯉魚等雜食性水生動物,會收到意想不到的效果。

      4.發(fā)展生態(tài)旅游

      利用泗河早期建成的泗水、曲阜和兗州城區(qū)橡膠壩攔出的寬闊水面,整合城市的文化、旅游、地理資源,建設(shè)三大城市濱河景觀公園,實現(xiàn)水資源開發(fā)利用與生態(tài)環(huán)境的統(tǒng)一發(fā)展。以兗州城區(qū)為例,利用城區(qū)三道橡膠壩形成的近10 km連續(xù)水面,結(jié)合金口壩、青蓮閣等文物古跡,在泗河河道及其相連的200~300 m地域規(guī)劃建設(shè)泗河大型濱河城市公園,公園成為集自然景觀、文物古跡、花鳥蟲魚于一體的休閑勝地。

      五、生態(tài)河道管理

      生態(tài)河道建設(shè)完成后,應(yīng)在現(xiàn)有河道管理單位基礎(chǔ)上,成立專門的河道生態(tài)管理部門,加強流域內(nèi)水庫、閘壩、濕地的統(tǒng)一管理和科學(xué)調(diào)度,保障生態(tài)河流的良性運行。河道管理部門與林業(yè)、環(huán)保、城建等多個部門定期開展聯(lián)合執(zhí)法活動,對破壞工程、盜采林木、違規(guī)排放、亂倒垃圾等違法現(xiàn)象嚴(yán)肅查處,徹底改變以前重建輕管的現(xiàn)象,實行規(guī)范化的長效管理機制。同時充分調(diào)動泗河兩岸廣大公眾愛河護(hù)河的積極性和主動性,在水法宣傳、保護(hù)生態(tài)、環(huán)境治理等方面讓公眾廣泛參與,實現(xiàn)生態(tài)河流的健康持續(xù)發(fā)展。

      [1]董哲仁.生態(tài)水工學(xué)的工程理念[J].中國水利,2003(1).

      [2]鄭月芳.河道管理[M].北京:中國水利水電出版社,2007.

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