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建平县黑水河现状与生态治理

添加时间:2017-03-11 10:19
图片来源网络

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  人类改造自然的过程既带来了社会的快速发展,同时由于恣意的改造,也埋下了不少隐患。近代以来,改造自然所带来的负面影响不断开始反作用于人类,越来越多的人意识到只有和谐自然才能给我们的生存环境带来更多的宝贵资源。发达国家已经积累了不少生态化改造自然的经验技术,我国近年来亦将生态作为发展和增强国力的重要内容。对大自然改造的重要手段之一就是治理河流,因此推行实施生态水利成为现代水利工程的一种新风尚和必然。

  1 生态水利的时代背景。

  信息化、知识化的发展,令国民对生存环境的质量要求达到了新的高度,人们已经不仅仅满足于对生活环境的后工业便利性改造,更多开始倾向于优质健康宜居的生存环境需求。人们开始重视生态改造对后续国家发展的紧迫性和重要性。"十二五"以来,大力发展生态建国已成为主流,生态水利作为生态建设的组成部分,其重要性自不言而喻。我国的生态水利理念是由中科院院士刘昌明于 1999 年发表提出的。生态水利是依据生态学原理,在满足生态平衡要求的前提下,遵循生态平衡的法则来设计实施水利建设,建立良性循环的可用水系统网络,从而达到河流治理的永续发展与自然环境、社会环境的友好、融合、统一。生态水利既涵盖了水利建设,又涉及了环境保护,与可续发展的社会利益,是多维度的一个有机复合体。

  2 建平县黑水河现状。

  2. 1 建平县黑水河基本情况。

  建平县黑水河地处内蒙与辽西交界,其流域属阳光辐射强的大陆性气候区。年均温 7℃,气温极值分别为 -30℃和 40℃ ,年均日照 3020h.漫长的冬季干冷少雪,最大冻土深度 1. 8m; 夏季短促炎热,雨量多集中在 6-9 月份,多年平均降水量 372. 7mm,占全年降水量的 80% 以上; 春秋温差大,干旱多风,以西北偏西风向居多,多年平均风速 2. 44 m/s,最大风速 19 m/s.黑水河流域地下水为第四纪砂卵砾石中孔隙潜水和基岩裂隙水。水位埋深 2 ~ 18m.基岩裂隙水和孔隙潜水联系密切。地下水的主要补给来源是河水渗入补给、大气降水渗入补给和地下径流补给。

  2. 2 建平县黑水河下游现状。

  黑水河下游属于东西走向的低山丘陵区地貌,其堤防建于 20 世纪 80 年代,大部分是由当地政府组织群众自发兴建,临时拦挡洪水,堤型极不规则,低矮瘦小,迎水坡坡度为1∶1. 5左右,背水坡坡度为1∶ 1左右。左岸从黑水河下游河口至上游废桥为有堤段,废桥以上都是自然形成的很高的岸坎,最低处比河床高出 4m 左右; 右岸从下游河口至上游锦赤大桥段为不规则堤防,锦赤大桥以上河岸为山体。原有堤防无人管护,损坏严重,背水坡越来越陡,两岸间距有的地方不到 100m,严重束窄了河道,阻碍了行洪。黑水下游河道总长 37. 29km,平均比降率达1. 53‰的河段占其总长度的 1 /3.上游河道水保工程寥寥无几,加之地貌沟壑纵横,水土流失情况严重。上游河道陡坡度高,反观,下游比降很缓,下游周边居民为开拓农作物的种植面积,侵占河道已成普遍现象。故而,每到汛期或暴雨期,上游大量泥沙在洪水的冲刷下淤积在缓流的下游河床,长期作用下致使河床高筑。目前,下游昌隆镇章京营子村、黑水镇西南关村的河床均已超出村庄屋顶近 3m,三道沟至下游河口处的淤积最为严重,黑水河已成为名副其实的悬河。据《建平县水利志》记载,每次水灾的发生,都不同程度的造成人员伤亡和大量的经济损失。两岸因地权、水权引发多起水事纠纷。

  3 建平县黑水河治理的生态化。

  河流的生态治理既要保证设计上的生态化,同时也要保证在施工环节的生态化以及项目效益的生态化。

  3. 1 建平县黑水河治理工程任务。

  建平县黑水河治理工程总治理长度为 7. 0km,其中标准段堤防总长 7. 645km( 左岸 3. 911km,右岸3. 734km) ,非标准段堤防 4. 63km.栽植护岸灌木4. 58h ?( 含锦赤公路桥以上护岸) .黑水河治理工程建设的主要任务是确保黑水河两岸人民的防洪安全。工程建成后,黑水河的防洪标准可提高到 10a一遇水平。

  3. 2 建平县黑水河治理中的生态化。

  河流治理生态化贯穿于治理事前设计中的生态化、实施过程中的生态保护以及对后续可能性预测维护等生态保护,它并不是一段时期的保护理念,而是长期持续的保护理念和行为。

  3. 2. 1 黑水河治理设计中的生态保护理念。

  1) 河道清障设计中的生态化。从当地实际情况出发,就地取材,选择透水性较好的材料进行硬化,来满足河道水体与土壤水分的充分交换; 河道的治理设计,在保证一定的强度条件下,既要满足行洪要求,又要注重其使用效果( 如耐久性和安全性) ,保证设计工程合理的结构形式能与黑水河环境相协调;在河道清障设计环节遵循生态原则,尽可能地保留天然河段,以保证水体及周围生物圈的平衡不被打乱。如,对黑水河两岸堤线附近的林地进行考察,该片原生林总量 2 万余株,妨碍堤防修建的林地进行清除,保留具有护堤作用的林木 1 万余株,最大限度保护该地区的生态。

  2) 堤防工程设计中的生态化。堤线的布置,以现有堤防为导向,在确保行洪断面基础上适当修整堤线,以尽量少占耕地为原则进行布置。依据堤线布置原则,兼顾上下游、左右岸,综合权衡有关自然因素和社会因素,结合黑水河河道宽度和现有堤防工程布设情况,堤距宽度确定为 100m 左右。

  3) 充分考虑地震烈度及场地冻结深度。根据《中国地震动参数区划图》( GB18306-2001) ,确定该区抗震设计基本烈度为Ⅶ度。根据《堤防工程设计规范》,考虑设计洪水频率为 10%,而且洪水持续时间较短,高水位运行时间短。因此,设计洪水又遭遇Ⅶ度地震烈度的机率更小,加之抗震设防措施代价高,结合本工程的实际情况,本工程暂定为Ⅴ级,故本次设计采用常规设计,不进行抗震设防措施的专门设计。本区标准冻结深度为 1. 8m.

  4) 根据当地天然建筑材料的特性、分布,结合地形、地貌和工程地质条件,以及河势特点,堤身断面设计在满足渗透稳定、抗滑稳定要求条件下; 保障汛期交通畅通,并满足抢险度汛、工程管理以及充分考虑美化环境需求。堤防采用梯形断面结构型式。本次设计堤坝宽 4m,符合《堤防工程设计规范》规定"3级以下堤防堤顶宽度至少 3m"的要求,堤防迎水坡为1∶2. 5,背水坡坡比为1∶2.为了不使堤顶积水,堤顶采用双侧倾斜,坡度为 2%.堤防堤顶路面结构采用简易砂石路面,砂石路面厚 20cm.

  5) 护坡、护脚的确定。本着生态治河理念,迎水坡及背水坡均采用草皮护坡,护脚采用栽植灌木的方式,根据本章冲刷计算结果护脚宽度定为 5m.

  6) 就地取材,精密测算,结合实际,设计方案。

  下游河道内淤积的大量砂壤土、壤土、粉质黏土,这些土料的特性可以很好地满足筑堤所需。不仅可以疏通河道,更节约了外地取料的高成本,对当地环境也友好适宜,多余的土料可以填补上游所需以及未来筑堤的需求。黑水河堤防设定为压实系数≥0. 90的 V 级堤防。堤顶高程的确定遵循堤防工程规定,按设计水位加堤顶超高确定。结合北方地区气候多劲风的特点,将黑水河当地风速及风向的最大极值等纳入计算因素,选用最不利断面进行堤顶超高计参考原始数据计算确定护脚冲刷深度,其冲深为 0. 7m.针对黑水河地质情况、下游水流特性等因素,确定工程河段的护脚方式选用生态沙棘灌木护脚为宜。沙棘苗是该地区的原生植物,植物对本地环境适应度强,成活率高。而建平县亦创造了世界人工沙棘林之最。沙棘护脚既高度融合当地生态,同时又能创造很好的经济价值,设定其宽度为 5m,株距 1m,株间布以梅花形增强生态美观性。

  3. 2. 2 黑水河施工过程中的生态保护。

  治理施工过程中不可避免的会产生一系列的破坏环境事情,将其对自然的伤害降至最低是水利生态的重要措施。黑水河施工过程充分考虑到这个层面,边施工边环保成为其一大特点。

  1) 减免机械设备产生的声污染。加强重型施工机械设备的维修和保养,减少机械摩擦生噪率,有条件的可采用低噪声设备。规定运输车辆行至居民区时严禁鸣笛,减速慢行。

  2) 保护好施工所在区域的水体质量,建立水土监测及水土流失分析体系。河道水质的保护,重点加强施工车辆的管理维护,对出现在现场的各种车辆的运行、停放、冲洗、维修等要统筹安排,尽量选择远离河道地点,以免油料泄漏污染水源,影响水质。

  同时加强施工区弃渣、生活垃圾的临时、永久堆放管理等,做好防护和处置措施,最大限度降低废弃物等的入河量。

  3) 保证施工人群的身体健康。对于必须长时间接触高噪声的操作人员配发减噪防护用具,保障其身心健康。施工集中区的生存卫生环境较差,重视卫生检疫工作意义重大。建立虫媒传染病和介水传染病的监测体系和加强相关上报工作工作。确保施工人员健康,营造良好的施工环境也是生态水利不可忽视的一环。提高自我保护能力,加大对卫生知识的宣传力度,积极开展鼠蚊蝇防治工作,净化虫媒的孽生场所,避免交叉感染,控制肝炎、痢疾等细菌性疾病的发生。

  3. 2. 3 施工完成后对已破坏环境的修复与补偿。

  治理工程难免不对农业用地产生侵占,影响农业生产及周围环境。黑水河治理工程完成后对破坏的植被和地貌及时进行修复,对农耕地征用为治理工程用地的区域进行农田恢复种植,尽最大可能的恢复原有生态。对已破坏无法进行恢复的地方建设单位应与有关管理部门沟通协商,共同做好环境保护工作,以及环境的补偿工作,尽量减少对基本农田及环境的影响程度。

  4 结 论。

  建平县黑水河生态治理工程全面开展后,提高了建平地区的防洪抗灾能力,进一步保障了当地国民的生命安全,发展了地区经济水平。由此可见,因地制宜,全面考量设计河流的生态治理,才能营造出宜居、和谐、可持续发展的自然生态环境。

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