膠東調(diào)水工程渠首沉沙池生態(tài)功能淺析

宋慶榮，張 偉，劉恒洋

（1.山東省膠東調(diào)水局濱州分局，256600，濱州；2.山東省膠東調(diào)水局，250100，濟(jì)南）

一、研究區(qū)域概況、現(xiàn)狀及存在問(wèn)題

1.概況

膠東調(diào)水工程是為從根本上解決膠東半島地區(qū)淡水資源短缺而投資興建的大型跨流域、遠(yuǎn)距離調(diào)水工程。工程從濱州市博興縣打漁張引黃閘引取黃河水，經(jīng)渠首沉沙池沉淀泥沙后輸送到青島、煙臺(tái)、威海、濰坊等地，輸水線路長(zhǎng)達(dá)574.5 km，與南水北調(diào)東線山東段工程共同形成山東省南北貫通、東西互濟(jì)的“T”字形調(diào)水大動(dòng)脈，實(shí)現(xiàn)了長(zhǎng)江水、黃河水、當(dāng)?shù)厮穆?lián)合調(diào)度、優(yōu)化配置。2017年膠東調(diào)水工程累計(jì)調(diào)水11.54億m3，有效緩解了膠東的水資源緊缺局面。

膠東調(diào)水渠首沉沙池位于膠東調(diào)水工程的源頭，長(zhǎng)6 km，平均寬度550 m,占地3.2 km2，承擔(dān)著從黃河引水和蓄水、沉沙等重要功能,截至2017年年底，已累計(jì)調(diào)引黃河水62.61 億 m3，攔沙 1 215.05 萬(wàn) m3。

2.現(xiàn)狀及存在問(wèn)題

膠東調(diào)水工程渠首沉沙池設(shè)計(jì)運(yùn)用為自流與揚(yáng)水結(jié)合的沉沙方式，設(shè)計(jì)自流沉沙攔沙能力為308萬(wàn)m3。由于先期設(shè)計(jì)的渠首泵站和新的沉沙池沒(méi)有建設(shè)，從1993年開(kāi)始將原設(shè)計(jì)的自流與揚(yáng)水的沉沙方式改為以挖代沉方式，至今已清淤1 191萬(wàn)m3，清出的大部分土方沿隔堤內(nèi)側(cè)貼坡堆放（內(nèi)貼式清淤），少部分土方外排。1998年以后，隨著引水期黃河水情的逐年惡化（水位低、流量小），沉沙池內(nèi)泥沙淤積主要分布在上中游（沉沙池入口至劉王生產(chǎn)橋之間），年年靠機(jī)械清淤方式維持引水，共內(nèi)貼棄淤場(chǎng)面積98.59萬(wàn)m2，占上中游段沉沙面積的1/2以上。棄土場(chǎng)不斷淤土增高，形成了大面積的沉沙高地（入口處棄淤場(chǎng)已高出大堤6～7 m），泥沙堆積裸露，形成局域荒沙地。引黃泥沙以細(xì)沙為主，遇風(fēng)極易起沙，尤其是在冬春多風(fēng)季節(jié)，降雨量少，土壤干旱，風(fēng)力侵蝕嚴(yán)重，晴天塵土飛揚(yáng)，侵蝕農(nóng)田，導(dǎo)致周邊土地不斷沙化，不僅嚴(yán)重影響周邊群眾生活，也嚴(yán)重影響了正常的調(diào)度運(yùn)行，對(duì)膠東半島地區(qū)用水安全造成極大威脅。

沉沙池作為膠東調(diào)水工程的“濾清器”，生態(tài)環(huán)境建設(shè)將直接影響沉沙池周邊群眾生產(chǎn)生活及膠東地區(qū)的用水安全。膠東調(diào)水工程管理部門(mén)及其主管部門(mén)應(yīng)積極實(shí)施渠首沉沙池生態(tài)工程規(guī)劃和實(shí)施方案，大力擴(kuò)展膠東調(diào)水渠首沉沙池的生態(tài)功能，建立合理有序的渠首沉沙池生態(tài)建設(shè)機(jī)制，責(zé)任重大，意義深遠(yuǎn)。

二、渠首沉沙池生態(tài)建設(shè)主要研究?jī)?nèi)容

以膠東調(diào)水工程渠首沉沙池生態(tài)建設(shè)為研究對(duì)象，通過(guò)調(diào)查研究膠東調(diào)水工程渠首沉沙池生態(tài)建設(shè)現(xiàn)狀，總結(jié)引黃沉沙區(qū)域沙化治理的關(guān)鍵技術(shù)，創(chuàng)建水土保持生態(tài)建設(shè)模式和技術(shù)體系，探求膠東調(diào)水工程渠首沉沙池生態(tài)功能擴(kuò)展的可行性，在此基礎(chǔ)上提出膠東調(diào)水工程渠首沉沙池生態(tài)功能擴(kuò)展總體設(shè)想，為膠東調(diào)水工程渠首沉沙池的生態(tài)功能建設(shè)提供依據(jù)和技術(shù)參考，真正把膠東調(diào)水渠首工程的“綠水青山”變?yōu)椤敖鹕姐y山”。

1.研究膠東調(diào)水渠首沉沙池生態(tài)建設(shè)與水土保持、沙化治理相結(jié)合

隨著沉沙池逐年清淤，內(nèi)貼棄淤場(chǎng)不斷淤高，泥沙堆積裸露，局部沙化嚴(yán)重。研究生態(tài)建設(shè)與沙化治理結(jié)合，以沙化土地穩(wěn)定為首要目標(biāo)，在認(rèn)識(shí)半干旱沙化土地正逆過(guò)程演變機(jī)制和生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的基礎(chǔ)上，利用生態(tài)建設(shè)的契機(jī)，加大沉沙池沙化治理力度，通過(guò)研究清淤土方外運(yùn)再利用、建立擋土壩、填筑綠化平臺(tái)等工程技術(shù)和栽植水保林、農(nóng)田林網(wǎng)等生態(tài)技術(shù)的有機(jī)結(jié)合，起到既防風(fēng)蝕又防水蝕的目的，基本實(shí)現(xiàn)綠樹(shù)環(huán)抱、景觀秀美、生態(tài)和諧，兼顧生態(tài)效益、環(huán)境效益、經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

2.研究膠東調(diào)水沉沙池的生態(tài)建設(shè)與引水沉沙功能協(xié)調(diào)

近年調(diào)水任務(wù)愈加繁重，膠東調(diào)水渠首沉沙池泥沙淤積量大大增加，對(duì)生態(tài)建設(shè)帶來(lái)極大影響。研究膠東調(diào)水沉沙池生態(tài)建設(shè)與引水沉沙功能協(xié)調(diào)，就是要研究在保證長(zhǎng)期大流量引水和保證沉沙池蓄水沉沙主要功能的前提下，采用新技術(shù)新工藝，嘗試采用先進(jìn)射流清淤技術(shù)及絞吸式挖泥船等進(jìn)行遠(yuǎn)距離輸沙清淤，使沉沙池生態(tài)建設(shè)、沉沙清淤、調(diào)水運(yùn)行三者互不影響，相互協(xié)調(diào)。

3.研究膠東調(diào)水渠首沉沙池生態(tài)建設(shè)與打漁張森林公園建設(shè)相適應(yīng)

膠東調(diào)水渠首沉沙池地處國(guó)家4A級(jí)風(fēng)景區(qū)打漁張森林公園腹地，針對(duì)引黃沉沙區(qū)域沙化編制膠東調(diào)水渠首工程水系生態(tài)項(xiàng)目實(shí)施方案，充分利用沉沙池的水、草、土資源，充分考慮沉沙池的地形，將沉沙池分成人文景觀區(qū)、自然景觀區(qū)、調(diào)度運(yùn)行核心區(qū)等不同生態(tài)區(qū)，打造自然的生態(tài)空間。在此基礎(chǔ)上合理劃分重度治理區(qū)、中度監(jiān)測(cè)區(qū)、輕度預(yù)防區(qū)，使生態(tài)建設(shè)與景區(qū)建設(shè)相互協(xié)調(diào)。

三、渠首水系生態(tài)建設(shè)效益簡(jiǎn)析

1.經(jīng)濟(jì)效益

①對(duì)膠東地區(qū)乃至山東省經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)穩(wěn)定作用巨大。膠東調(diào)水工程保障膠東半島地區(qū)用水安全，為半島地區(qū)提供經(jīng)濟(jì)、可靠的水源，有效緩解半島地區(qū)水資源緊缺狀況，促進(jìn)社會(huì)穩(wěn)定，為區(qū)域經(jīng)濟(jì)的持續(xù)、快速和健康發(fā)展提供了強(qiáng)力支撐。膠東調(diào)水工程至今已分別向青島、濰坊、煙臺(tái)、威海供水 40.63億 m3、7.79億m3、1.82 億 m3、1.41 億 m3，博興縣農(nóng)業(yè)用水12.12億m3，沿途農(nóng)用及棄水5.13億m3，補(bǔ)充地下水約 11億m3，沿線 80 萬(wàn)畝（1 畝=1/15 hm2，下同）耕地得到了有效灌溉，增產(chǎn)糧食5億多kg，為沿線農(nóng)業(yè)帶來(lái)直接效益15億元。膠東調(diào)水工程對(duì)膠東地區(qū)乃至山東省的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)穩(wěn)定發(fā)揮了巨大作用，下一步將在山東新舊動(dòng)能轉(zhuǎn)換綜合試驗(yàn)區(qū)建設(shè)中發(fā)揮更大作用，被譽(yù)為一條橫貫山東半島的“黃金之渠”。

②促進(jìn)旅游業(yè)發(fā)展。通過(guò)生態(tài)功能拓展，建設(shè)生態(tài)景觀水系，將渠首沉沙池生態(tài)建設(shè)同建設(shè)打漁張森林公園有機(jī)統(tǒng)一起來(lái)，打造林水相依、風(fēng)景秀麗的旅游景觀。春夏旅游高峰期，來(lái)此游玩的游客流量達(dá)到每日千余人次，成為周邊群眾度假、休閑的好去處。

③創(chuàng)新沙化治理技術(shù)手段。一是不斷篩選引進(jìn)新優(yōu)植物材料，加強(qiáng)綠地建設(shè)新材料新技術(shù)的應(yīng)用，建立規(guī)范化標(biāo)準(zhǔn)化的苗圃，打造膠東調(diào)水生態(tài)綠化基地；二是將淤積泥沙集中外運(yùn)，用于高速公路等工程項(xiàng)目建設(shè)，將淤積泥沙變廢為寶?，F(xiàn)已工程再利用棄淤土方500多萬(wàn)m3，完成生態(tài)造林32 800棵，苗木儲(chǔ)備48畝，創(chuàng)造了可觀的經(jīng)濟(jì)效益。

2.社會(huì)效益

①沉沙池采用以挖代沉的運(yùn)行方式，對(duì)租用土地放淤配套改良還耕明顯好于原土地，農(nóng)民分別栽植速生楊和莊稼，林木旺盛，莊稼豐收，糧食產(chǎn)量比租用前提高20%以上，且連年豐收，效果較好。農(nóng)民安居樂(lè)業(yè)，生態(tài)效益和社會(huì)效益顯著。目前這種清淤方式仍在繼續(xù)使用。

②通水運(yùn)行29年來(lái)，引黃濟(jì)青每年運(yùn)行滲漏的水量為沿線兩岸村莊改善了土地狀況，壓制了咸水入侵，保護(hù)了生態(tài)環(huán)境，使壽光、濰北等咸水區(qū)和高密、平度等高氟區(qū)結(jié)束了喝咸水、高氟水的歷史，沿途高氟區(qū)71萬(wàn)人民群眾喝上了清涼甘甜的黃河水,減少了海水入侵危害。

3.生態(tài)效益

①生態(tài)水系建設(shè)最直觀的生態(tài)效益就是局部小氣候的調(diào)節(jié)、環(huán)境的凈化美化和水生態(tài)的良性循環(huán)。利用清淤地綠化和種植經(jīng)濟(jì)林木覆蓋，使沉沙條渠周?chē)G樹(shù)成蔭，不但改變了過(guò)去該地區(qū)遇風(fēng)便塵土飛揚(yáng)的惡劣景象，而且改善了當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境，為防風(fēng)固沙、防止沙化起到了良好的示范作用。根據(jù)博興縣氣象部門(mén)提供的數(shù)據(jù)，生態(tài)治理區(qū)月最大風(fēng)速平均降低2.8 m/s,臨界起沙風(fēng)速平均增大1.38 m/s,空氣質(zhì)量明顯改善。

②膠東調(diào)水渠首工程運(yùn)行多年以來(lái)，沉沙池水位都保持在9.5m以上，對(duì)保護(hù)生態(tài)平衡起到較大作用，逐漸成為部分候鳥(niǎo)的棲息地，被縣政府批準(zhǔn)為鳥(niǎo)類(lèi)保護(hù)區(qū)，現(xiàn)有候鳥(niǎo)70余種且呈現(xiàn)出增多趨勢(shì)。

四、渠首沉沙池生態(tài)建設(shè)已取得的階段性成果

多年來(lái)，膠東調(diào)水工程管理部門(mén)一直把渠首生態(tài)建設(shè)作為工作的重中之重，連續(xù)多年對(duì)沉沙池周邊進(jìn)行研究治理，共取得階段性成果如下：

①在保證引水運(yùn)行的前提下，結(jié)合工程管理實(shí)施工程沿線兩岸防護(hù)林綠化建設(shè)，形成了工程防風(fēng)固沙、綠化、美化一體的綠色長(zhǎng)廊式防風(fēng)固沙林帶，有效改變了工程周邊生態(tài)環(huán)境，先后被全國(guó)綠化委員會(huì)和山東省綠化委員會(huì)授予 “國(guó)家級(jí)綠色通道”和“省級(jí)部門(mén)綠化先進(jìn)單位”榮譽(yù)稱(chēng)號(hào)。2012年以來(lái)，省膠東調(diào)水局為改善膠東調(diào)水渠首生態(tài)環(huán)境，充分發(fā)揮工程最大效益，實(shí)現(xiàn)從功能水到生態(tài)水、文化水“三水合一”的生態(tài)水系工程目標(biāo)，結(jié)合省發(fā)展改革委批復(fù)的膠東調(diào)水渠首沉沙池區(qū)域水系防護(hù)林工程項(xiàng)目，先后投資965萬(wàn)元，依托渠首打漁張森林公園和打漁張灌區(qū)水利風(fēng)景區(qū)，分階段實(shí)施了膠東調(diào)水渠首生態(tài)造林、渠首沉沙池水系生態(tài)保護(hù)和兩岸生態(tài)林建設(shè)、渠首沉沙池南圍堤生態(tài)綠化等渠首水系生態(tài)示范工程建設(shè)及相應(yīng)的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、改造等。經(jīng)過(guò)項(xiàng)目實(shí)施，工程區(qū)域內(nèi)林木繁茂、道路暢通、景觀秀美，凸顯了良好的生態(tài)效果。

②生物多樣性顯著提高。沉沙池內(nèi)蘆葦、菖蒲等水生植物得到保護(hù)性恢復(fù)，菟絲子、紫苜蓿等野生植物也得到保護(hù)；野生鯉魚(yú)、鯽魚(yú)、草魚(yú)等北方淡水魚(yú)類(lèi)日益增多，河蝦、河蟹時(shí)有可見(jiàn)；現(xiàn)有國(guó)家二類(lèi)保護(hù)動(dòng)物白頭鶴、灰鶴等各種珍禽鳥(niǎo)類(lèi)約79種繁衍棲息。

五、渠首沉沙池生態(tài)功能拓展未來(lái)規(guī)劃與建議

①膠東調(diào)水渠首工程位于國(guó)家4A級(jí)風(fēng)景區(qū)打漁張森林公園腹地，旅游資源豐富，但因沉沙池清淤，泥沙堆積裸露，局部沙化嚴(yán)重，嚴(yán)重影響了森林公園的美觀。建議針對(duì)引黃沉沙區(qū)域沙化編制膠東調(diào)水渠首工程水系生態(tài)項(xiàng)目實(shí)施方案，摒棄過(guò)去泥沙輸送距離較近的泥漿泵清淤，采用挖泥船等新技術(shù)新工藝，將采集出的泥沙遠(yuǎn)距離外運(yùn)至指定棄淤坑或低洼地帶，利用肥沃的黃河泥沙對(duì)周邊鹽堿地塊進(jìn)行土壤改良，對(duì)地表進(jìn)行綠化或覆蓋防塵處理。

②以長(zhǎng)深高速、榮烏高速等工程項(xiàng)目建設(shè)為契機(jī)，推動(dòng)使用清淤堆積泥沙作為道路路基的外運(yùn)工作盡快落實(shí)，并在此基礎(chǔ)上積極研究以泥沙為原料試制建筑材料，嘗試將淤積的泥沙變廢為寶，使負(fù)擔(dān)變?yōu)橘Y源。

③不斷篩選引進(jìn)新優(yōu)植物材料，加強(qiáng)綠地建設(shè)的新材料新技術(shù)應(yīng)用，規(guī)范化標(biāo)準(zhǔn)化苗圃管理技術(shù)、新型育苗技術(shù)，普及推廣新型施工工藝。對(duì)沉沙池內(nèi)原施工遺留的天然沙丘，在保留原生態(tài)造型基礎(chǔ)上經(jīng)人工整修順?biāo)鞣较蛐纬煽v堤，堤上間隔栽植植物，以加強(qiáng)水土保持。對(duì)沙化嚴(yán)重的區(qū)域引進(jìn)耐沙植被構(gòu)筑沙障，以達(dá)到防風(fēng)固沙效果。

④進(jìn)一步加大水利濕地生態(tài)保護(hù)力度，將渠首沉沙池劃為水政執(zhí)法人員重點(diǎn)巡查地段，嚴(yán)厲打擊盜挖、盜獵、盜漁、盜割水生植物以及非法占地耕種等違法行為，保持良好的水利生態(tài)環(huán)境。同時(shí)，根據(jù)蘆葦、蒲草等水生植被分布，在露出水面的沙丘、高嶺上因地制宜的栽植部分柳樹(shù)等宜生樹(shù)種，以自然方式達(dá)到生態(tài)目標(biāo)，逐步實(shí)現(xiàn)由功能水向生態(tài)水最終達(dá)到文化水的生態(tài)建設(shè)目標(biāo)。

⑤膠東調(diào)水渠首沉沙池地處博興縣北部，該地周邊群眾借助豐富的水生態(tài)資源，大量種植黃河水稻，養(yǎng)殖淡水魚(yú)和對(duì)蝦。建議借助周邊群眾成熟的種植養(yǎng)殖經(jīng)驗(yàn)，在保證正常運(yùn)行和水質(zhì)安全的基礎(chǔ)上，合理利用沉沙池土地及水資源發(fā)展生態(tài)種植、生態(tài)養(yǎng)殖，大力打造膠東調(diào)水生態(tài)品牌。

⑥膠東調(diào)水渠首工程是打漁張森林公園的核心景區(qū)，建議將工程同公園建設(shè)進(jìn)行協(xié)同規(guī)劃，充分利用沉沙池的水、草、土資源，充分考慮沉沙池的地形，將其劃分成觀賞區(qū)、游玩區(qū)、徒步區(qū)等不同的生態(tài)區(qū)，使膠東調(diào)水渠首沉沙池生態(tài)建設(shè)與打漁張灌區(qū)風(fēng)景區(qū)、渠首森林公園建設(shè)相適應(yīng)。在注重自然景觀建設(shè)的同時(shí)加大人文景觀建設(shè)，學(xué)習(xí)濱州獅子劉、西紙坊等黃河古村的建設(shè)模式，探索將膠東調(diào)水水文化同當(dāng)?shù)卮彐?zhèn)建設(shè)結(jié)合，合理規(guī)劃膠東調(diào)水生態(tài)工程建設(shè)。 ■

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