孫娟絨

(山西省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，山西 太原 030024)

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御河流域山西段生態(tài)修復(fù)與保護(hù)對(duì)策

孫娟絨

(山西省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，山西 太原 030024)

御河流域山西段生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀存在的主要問(wèn)題是排污和垃圾造成的水體污染、采空區(qū)范圍大并出現(xiàn)塌陷、地下水超采等。以山水林田湖綜合治理、自然修復(fù)為思路，提出水污染防治、采礦區(qū)治理、水資源優(yōu)化配置、河流水系整治、風(fēng)沙源治理等保護(hù)措施，自然修復(fù)為主，輔以人工促進(jìn)措施，實(shí)現(xiàn)生態(tài)環(huán)境進(jìn)入良性循環(huán)。

生態(tài)修復(fù)；水污染防治；采礦區(qū)治理；地下水保護(hù)

一、概況

(一)自然社會(huì)概況

御河為桑干河一級(jí)支流，屬海河流域永定河水系，發(fā)源于內(nèi)蒙古豐鎮(zhèn)市三義泉鎮(zhèn)，由北向南進(jìn)入山西省最北端的大同盆地，流域總面積5 016 km2，山西境內(nèi)2 613 km2(以下介紹及修復(fù)保護(hù)均針對(duì)山西境內(nèi)御河段進(jìn)行)[1]354-355。地勢(shì)西北高、東南低，大致可分為高中山區(qū)、丘陵階地區(qū)、平原區(qū)、河床及漫灘等地貌單元。流域植被稀疏，水土流失嚴(yán)重，森林覆蓋率僅為15%。主要支流有十里河、淤泥河、萬(wàn)泉河等，目前干支流河道已建成中型水庫(kù)3座、小型水庫(kù)7座，并建成御河灌區(qū)、十里河灌區(qū)及其配套引提水工程。

御河流域范圍涉及大同市的4區(qū)3縣和朔州市的2個(gè)縣，其中大同市建城區(qū)位于御河下游河谷地帶。流域2014年總?cè)丝?92萬(wàn)人，其中城鎮(zhèn)人口153萬(wàn)人，城鎮(zhèn)化率80%；地區(qū)生產(chǎn)總值660億元，第二、第三產(chǎn)業(yè)比重分別為63%、32%；耕地面積128萬(wàn)畝(8.53×108m2)，有效灌溉面積28萬(wàn)畝(1.87×108m2)，糧食播種面積85萬(wàn)畝(5.67×108m2)、總產(chǎn)量15萬(wàn)t。

(二)資源概況

按1956—2014年系列統(tǒng)計(jì)流域年均值，年平均降水量為381 mm，降水總量為11.4億m3，形成水資源總量1.63億m3。2014年流域各類供水工程總供水量3.13億m3，其中地表水0.41億m3、地下水1.94億m3(超采量0.86億m3)、引黃水0.31億m3、廢污水利用量0.47億m3。

御河流域內(nèi)礦產(chǎn)資源豐富，在山西省和全國(guó)都占有明顯優(yōu)勢(shì)。煤炭資源儲(chǔ)量已探明135.7億t；水泥石灰?guī)r、水泥黏土、高嶺土、玄武巖等建筑材料資源儲(chǔ)量豐富，經(jīng)濟(jì)價(jià)值僅次于煤炭；冶金輔助材料熔劑石灰?guī)r與白云巖、耐火黏土儲(chǔ)量較多，質(zhì)量?jī)?yōu)良；流域內(nèi)的新榮區(qū)是山西省內(nèi)目前唯一的石墨礦石產(chǎn)地，探明儲(chǔ)量 5 162萬(wàn)t。

二、存在的主要問(wèn)題

(一)水質(zhì)污染嚴(yán)重

城鄉(xiāng)生活區(qū)與工礦企業(yè)集中區(qū)約占御河流域面積的79%，采掘、化工、輕工紡織、冶金等企業(yè)和城鄉(xiāng)生活污水的直接排放或不達(dá)標(biāo)排放，以及垃圾、農(nóng)藥、化肥、牲畜糞便等因素的影響，造成河流水體的嚴(yán)重污染。2014年，大于10萬(wàn)t的50處排污口，排放污水4 898萬(wàn)t，化學(xué)需氧量(Chemical Oxygen Demand,COD)入河量1.02萬(wàn)t、氨氮入河量0.15萬(wàn)t。流域內(nèi)9個(gè)地表水質(zhì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，除孤山水質(zhì)為IV類外，其余水質(zhì)均屬劣V類。

地表水的污染已影響到了地下水的水質(zhì)。2013年監(jiān)測(cè)了6處地下水水源61眼井，選取17個(gè)項(xiàng)目按生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)評(píng)價(jià)，2處為Ⅰ級(jí)水、3處為Ⅱ～Ⅲ級(jí)水，另1處面積約22 km2的為IV級(jí)水。

(二)地下水位下降趨勢(shì)沒有得到根本扭轉(zhuǎn)，地表徑流量持續(xù)減少

引黃北干線供水工程實(shí)施以前，地下水是御河流域內(nèi)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的主要供水水源，部分區(qū)域水井密度11～19眼/km2，開采系數(shù)1.7以上，地下水位年下降速率0.52～1.24 m/年，最大累計(jì)下降深度70 m，形成了三大超采漏斗區(qū)(2014年漏斗區(qū)總面積131 km2)，累計(jì)超采約20億m3。引黃北干供水工程實(shí)施后，區(qū)域地下水開采量逐年減少，局部地下水位稍有回升，但超采區(qū)地下水位止降回升的態(tài)勢(shì)仍沒有明顯呈現(xiàn)。

地下水位下降后，原有的山泉水出流量劇減，加上下墊面產(chǎn)流條件變化導(dǎo)致的降雨產(chǎn)流量衰減，使河流地表徑流量持續(xù)減少。御河流域1956—2014年分時(shí)段降水量、徑流量、資源量見表1。

表1　御河流域各時(shí)段降水量、徑流量、資源量

由表1可以看出，流域內(nèi)的地表水徑流量持續(xù)減少，其中1980—2000年的較1956—1979年減少2 489萬(wàn)m3，2001—2014年的又較1980—2000年減少1 325萬(wàn)m3。特別是2000年以后，降水量總體增加，但地表水資源量仍不斷減少。通過(guò)綜合分析，地表徑流量減少降水因素影響約占35%、下墊面因素影響約占65%。

(三)采煤對(duì)地下水的破壞和造成的地質(zhì)災(zāi)害沒有得到徹底治理

大同市是著名的煤都，但大規(guī)模的開采過(guò)程和形成的采空區(qū)均對(duì)地下水造成了破壞。根據(jù)《山西省水資源評(píng)價(jià)》成果，每開采1 t煤破壞的水資源量為2.54 m3[2]246-247，2014年流域內(nèi)煤炭開采量1.1億t，對(duì)水資源的影響約2億～3億m3。采空區(qū)的地面沉陷，不僅造成村莊房屋和路面塌陷與裂縫、耕地表層土流失，影響飲水安全和農(nóng)田耕作，威脅居住人群生命財(cái)產(chǎn)安全，破壞植被，加劇水土流失，而且增加了滑坡、崩塌發(fā)生的可能性，更加大了地震危害的隱患。流域現(xiàn)狀715 km2的采空區(qū)，存在155處沉陷區(qū)(點(diǎn))，其中在高山—吳官屯段(長(zhǎng)度10 km)出現(xiàn)的河道塌陷和裂縫，致使河水灌入采空區(qū)。大同市從2000年開始實(shí)施采空區(qū)治理，因開采歷史久遠(yuǎn)且存在多次開采，采空區(qū)層數(shù)多、范圍大，治理難度大，使采空區(qū)治理成為一項(xiàng)長(zhǎng)期的艱難任務(wù)。

(四)森林覆蓋率低，是京津風(fēng)沙源和全國(guó)水土流失最嚴(yán)重地區(qū)之一

御河流域?qū)儆诟珊?、半干旱大陸性季風(fēng)氣候，風(fēng)大、沙多、降水少而集中，地形地貌上丘低谷密、溝壑縱橫，山丘區(qū)地表多為巖石裸露或土層較薄，加之干旱缺雨，夏秋季多見零星灌木、雜草生長(zhǎng)，自然環(huán)境總體上不利于綠色植物繁衍生長(zhǎng)，形成植被稀疏、水土流失嚴(yán)重的生態(tài)特征，其中有林地 448 km2，僅占總面積的15%，被確定為京津風(fēng)沙源和全國(guó)水土流失最嚴(yán)重的地區(qū)之一。自2000年實(shí)施了京津風(fēng)沙源治理工程水利水保項(xiàng)目，隨著治理措施持續(xù)進(jìn)行，生態(tài)環(huán)境得到了一定的改善，但水土流失依然嚴(yán)重。

(五)城市發(fā)展擠占河道嚴(yán)重，河道喪失蓄滯洪能力，防洪標(biāo)準(zhǔn)低

隨著河道兩岸城市建設(shè)及工礦企業(yè)發(fā)展，擠占河道用地嚴(yán)重，降低了河道行洪能力，兩岸人民生命財(cái)產(chǎn)及工礦企業(yè)的防洪安全無(wú)保障。除城區(qū)御河6.1 km、十里河23 km、口泉河5.7 km已治理段達(dá)設(shè)計(jì)防洪標(biāo)準(zhǔn)外，其它河段現(xiàn)狀行洪能力不足十年一遇，城區(qū)和鄉(xiāng)村均存在未治理河段。

三、 修復(fù)思路和布局

(一)修復(fù)思路

河流生態(tài)修復(fù)的方法有很多種[3-4]。結(jié)合御河流域生態(tài)現(xiàn)狀和經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展實(shí)際，生態(tài)修復(fù)的總體思路是：在保障國(guó)民經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的前提下，以水污染防治、水資源保護(hù)、風(fēng)沙源治理、河流水系整治、采礦區(qū)治理為重點(diǎn)，統(tǒng)籌自然生態(tài)多種要素，結(jié)合城市水利和“海綿城市”建設(shè)，實(shí)施山水林田湖系統(tǒng)治理、綜合治理，經(jīng)5年工程建設(shè)、10年自然修復(fù)，實(shí)現(xiàn)生態(tài)環(huán)境要素良性循環(huán)。

(二)總體布局

在河流源頭的高、中山區(qū)進(jìn)行林木種植并維護(hù)既有森林公園，以提高森林覆蓋率，結(jié)合首都水資源可持續(xù)利用規(guī)劃、京津風(fēng)沙源治理等項(xiàng)目，打造防風(fēng)涵養(yǎng)水源生態(tài)功能區(qū)。

在丘陵山區(qū)施以林灌草為主的水土保持措施,建設(shè)特色農(nóng)業(yè)示范區(qū),結(jié)合煤炭采空區(qū)治理和農(nóng)村治污,防風(fēng)固沙減少水土流失，減少風(fēng)沙對(duì)首都的影響，降低面源污染。

在平原城市區(qū)進(jìn)行水資源優(yōu)化配置、城市污水治理、“海綿城市”等建設(shè),進(jìn)行節(jié)水改造，推廣工業(yè)節(jié)水工藝，加大廢污水處理及回用力度等，園林化城市面貌；在農(nóng)業(yè)區(qū)進(jìn)行灌區(qū)節(jié)水改造,以期實(shí)現(xiàn)水資源生活、生產(chǎn)、生態(tài)的可持續(xù)利用。

在河流經(jīng)過(guò)的城區(qū)和鄉(xiāng)鎮(zhèn)人口密集段，建設(shè)生態(tài)蓄水濕地和滯洪生態(tài)區(qū)，對(duì)干支流河道進(jìn)行系統(tǒng)整治，恢復(fù)生物群落，提高防洪減災(zāi)能力。

四、修復(fù)與保護(hù)對(duì)策

(一)水土資源開發(fā)利用

合理調(diào)整土地用途，通過(guò)水土流失治理和園林、濕地、水利建設(shè)拓展林灌木和水域面積，適度發(fā)展畜牧業(yè)，隨土地利用的調(diào)整優(yōu)化農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。

堅(jiān)持節(jié)水優(yōu)先，通過(guò)普及節(jié)水器具和引入價(jià)格機(jī)制等措施促進(jìn)城鄉(xiāng)生活節(jié)水，進(jìn)行輸水管網(wǎng)改造，管網(wǎng)漏失率由12%降低至8%；工業(yè)節(jié)水結(jié)合產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和技術(shù)改造，重點(diǎn)加強(qiáng)對(duì)高耗水企業(yè)的節(jié)水管理，強(qiáng)化中水利用，萬(wàn)元工業(yè)增加值用水量由41 m3降低至28 m3；完成大中型灌區(qū)干、支渠防滲配套改造，增加管灌和高效節(jié)水灌溉面積，灌溉水利用系數(shù)由0.58逐步提高到0.70。

進(jìn)行引黃入晉北干線南郊區(qū)、新榮區(qū)、左云縣等縣域供水配套工程，建設(shè)內(nèi)容包括輸水管網(wǎng)、加壓泵站、調(diào)蓄設(shè)施、凈化水廠等；改造冊(cè)田水庫(kù)、趙家窯水庫(kù)引水工程，對(duì)供水管線及附屬構(gòu)筑物設(shè)備進(jìn)行維修更新；繼續(xù)發(fā)展集雨和塘壩蓄水工程。通過(guò)以上措施，2030年可實(shí)現(xiàn)總供水4.85億m3，其中本地地表水供水量0.53億m3，引黃工程供水2.43億m3，控制并壓縮地下水開采量至0.73億m3，可置換超采區(qū)部分水源，用水總量滿足區(qū)域“三條紅線”控制要求。同時(shí)，依靠當(dāng)?shù)氐乇硭约爸兴冗M(jìn)行河道內(nèi)生態(tài)補(bǔ)水，且中水應(yīng)通過(guò)多次處理凈化達(dá)到河段水質(zhì)排放要求。

(二)水污染防治

全面進(jìn)行流域點(diǎn)、線、面污染源綜合整治。目前已建成6座污水處理廠，對(duì)其中能力不足的2座進(jìn)行擴(kuò)容改造，并依據(jù)產(chǎn)業(yè)布局和城市規(guī)劃新建4座；完善污水收集管網(wǎng)，新建管線90 km、配套改造50 km；對(duì)入河排污口進(jìn)行規(guī)范化整治，同時(shí)建設(shè)生態(tài)溝渠、跌水復(fù)氧等，對(duì)達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)的中水進(jìn)行二次生態(tài)凈化，大同市城區(qū)河段清除劣V類水質(zhì)并逐步達(dá)水功能區(qū)水質(zhì)要求；圍繞“五清、四化、三改”工程進(jìn)行農(nóng)村環(huán)境整治，結(jié)合清潔小流域建設(shè)治理面源污染。從源頭控制污染物排放量和種類，實(shí)現(xiàn)污水全收集、全處理，通過(guò)工藝和生態(tài)措施增加深度處理量以滿足回用要求。建立環(huán)境使用權(quán)和排污權(quán)交易市場(chǎng)，形成“排污者付費(fèi)、治污著收益”的生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制。

(三)地下水保護(hù)

根據(jù)《山西省地下水關(guān)井壓采規(guī)劃及實(shí)施方案》，限制地下水開采，至2020年地下水開采量控制為0.65億m3，2030年控制為0.73億m3。為此，可制定以下措施：一是通過(guò)大幅度壓縮開采量減緩和抑制大同市城北、城南、城東三大漏斗區(qū)發(fā)展速度，促進(jìn)地下水良性循環(huán)；二是盡快完成引黃二期及配套工程的建設(shè)，用足引黃供水指標(biāo)，在引黃和地表水供水覆蓋區(qū)域置換地下水，控制并減少超采區(qū)地下水的開采量；三是通過(guò)實(shí)施中心城區(qū)公園、甘河公園、御河兩岸濱河綠地等項(xiàng)目，擴(kuò)大園林化植被種植和透水面積，建設(shè)“海綿城市”，增加地下水滲漏補(bǔ)給量的同時(shí)提高其儲(chǔ)存能力；四是堅(jiān)持加強(qiáng)采空區(qū)綜合治理，減少采煤對(duì)水資源的破壞。持續(xù)壓采、濕地與透水區(qū)域滲水等結(jié)合，初步估算至2030年可累計(jì)回補(bǔ)地下水量約20億m3，將消除三大地下水漏斗，促進(jìn)地下水位回升。

(四)河流水系綜合整治

在確保防洪達(dá)標(biāo)的前提下，盡量恢復(fù)河道自然的蓄、滯洪能力，增加河道滯洪生態(tài)區(qū)，充分利用洪水資源。對(duì)已治理的河段加強(qiáng)防護(hù)，對(duì)干流65 km、支流約130 km河道新修堤防進(jìn)行清淤清障、植物護(hù)坡、種植護(hù)岸林帶等，提高中小河流的防洪減災(zāi)能力；選擇7條河流中河道兩岸寬闊、具有灘涂洼地的河段修建17處滯洪生態(tài)區(qū)，占地面積15 km2；在御河新榮區(qū)德勝堡段、十里河與御河交匯處、御河與桑干河交匯處建設(shè)3處自然生態(tài)濕地保護(hù)區(qū)，占地面積23 km2；在河流穿越城鎮(zhèn)段新建6處河道蓄水工程，蓄水面積2.5 km2；在城市區(qū)加強(qiáng)城市排澇設(shè)施建設(shè)，結(jié)合“海綿城市”要求，實(shí)現(xiàn)城市雨水徑流控制與資源化利用。

(五)森林植被恢復(fù)及水土保持

依法劃定河流保護(hù)區(qū)，劃定的保護(hù)區(qū)范圍內(nèi)嚴(yán)格按保護(hù)條例進(jìn)行管理，加快采空區(qū)治理和流域內(nèi)森林、草地的恢復(fù)力度，增加城市綠地及水域，減少風(fēng)沙來(lái)源和水土流失，涵養(yǎng)水源。萬(wàn)泉河泉群主要集中在萬(wàn)泉河下游馬家嘴—三里橋長(zhǎng)4 km的河段內(nèi)，劃定泉源保護(hù)區(qū)周長(zhǎng)50 km、面積約93 km2；在大同市西北的洪濤山區(qū)域、十里河源頭、萬(wàn)泉河邊山區(qū)建設(shè)集中連片森林植被，在大同城區(qū)外圍以防護(hù)林帶和森林公園、濕地公園組成城鄉(xiāng)隔離綠環(huán)，建設(shè)環(huán)古城墻綠帶；持續(xù)實(shí)施京津風(fēng)沙源治理項(xiàng)目，遏制水土流失；加快采空區(qū)搬遷，退耕還林，封山育林，促進(jìn)自然恢復(fù)。新增林地面積217 km2、灌木林地面積93 km2、公園綠地14 km2、防護(hù)綠地4 km2。

五、結(jié)論與建議

御河流域在經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時(shí)造成的生態(tài)環(huán)境惡化已成為不可回避的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題，而且御河流域位于官?gòu)d水庫(kù)上游，是北京的水源涵養(yǎng)地、京津休閑度假的后花園，持續(xù)的環(huán)境污染和生態(tài)惡化隨著時(shí)間推移不斷累加，有可能對(duì)首都上游環(huán)境造成不可逆轉(zhuǎn)的破壞。黨的十八大將生態(tài)文明建設(shè)提到國(guó)家層面考慮，人民對(duì)生態(tài)文明的期待也愈來(lái)愈高，修復(fù)流域的生態(tài)已到了刻不容緩的地步。

流域生態(tài)修復(fù)是一項(xiàng)跨區(qū)域、跨行業(yè)的綜合性治理工程，要根據(jù)“十三五”規(guī)劃“堅(jiān)持綠色發(fā)展，著力改善生態(tài)環(huán)境”的建議，盡快進(jìn)行御河流域生態(tài)修復(fù)與保護(hù)建設(shè)；建立有效的組織保障機(jī)制，多部門聯(lián)動(dòng)，落實(shí)責(zé)任，加強(qiáng)管理；通過(guò)立法、制定政策和行政執(zhí)法等，建立健全相關(guān)法規(guī)及政策體系；在加大公共財(cái)政投入的同時(shí)，充分發(fā)揮市場(chǎng)作用，建立長(zhǎng)效投資渠道。力爭(zhēng)通過(guò)綜合施策、系統(tǒng)修復(fù)，實(shí)現(xiàn)流域生態(tài)各要素良性循環(huán)。

[1] 李英明，潘軍鋒.山西河流：1版[M].北京：科學(xué)出版社，2004.

[2] 范堆相.山西省水資源評(píng)價(jià)：1版[M].北京：中國(guó)水利水電出版社,2005.

[3] 張澤中，齊青青，高蕓，等.基于云理論的河流生態(tài)影響綜合評(píng)價(jià)[J].華北水利水電大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2014(2):30-34.

[4] 郭文獻(xiàn)，王艷芳，徐建新.河流生境研究綜述[J].華北水利水電大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2015(3):21-23.

(責(zé)任編輯：蔡洪濤)

Ecological Restoration and Protection Measures of Yuhe Basin in Shanxi Province

SUN Juanrong

(Shanxi Hydroelectric Investigation and Design Institute, Taiyuan 030024, China)

The main problems of ecological environment of Yuhe Basin in Shanxi province include water pollution caused by sewage and garbage, large range goaf with the situation of collapse and over-extraction of groundwater. Taking the comprehensive treatment of mountain-water-forest-field-lake and natural restoration as direction，such protection measures like water pollution control, control of mining areas, optimal allocation of water resources, river renovation and sandstorm source control are proposed. In order to realize virtuous circle of ecological environment, natural restoration should be highlighted and combined with artificial measures as assistant mea-sures.

ecological restoration; water pollution control; control of mining areas；groundwater protection

2016-05-10

孫娟絨(1967—)，女，山西臨猗人，山西省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院高級(jí)工程師，研究方向?yàn)樗姆治鲇?jì)算、水利規(guī)劃。

TV882.825

A

1008—4444(2016)05—0020—04