李增強(qiáng),申文村
(1.海河水利委員會(huì)漳衛(wèi)南運(yùn)河管理局,山東德州253009;2.臨朐縣嵩山水庫管理局,山東濰坊262600)
基于防洪工程的北方河流綠色生態(tài)廊道構(gòu)建
——以漳衛(wèi)南運(yùn)河為例
李增強(qiáng)1,申文村2
(1.海河水利委員會(huì)漳衛(wèi)南運(yùn)河管理局,山東德州253009;2.臨朐縣嵩山水庫管理局,山東濰坊262600)
隨著河流生態(tài)系統(tǒng)退化日益嚴(yán)重,在承擔(dān)防洪任務(wù)的基礎(chǔ)上修復(fù)漳衛(wèi)南運(yùn)河生態(tài)進(jìn)而恢復(fù)原有河道生態(tài)功能是今后十分迫切的任務(wù)。從生態(tài)學(xué)的角度,介紹了河道功能定位和當(dāng)前現(xiàn)狀,分析了河流綠色生態(tài)廊道的內(nèi)涵和識(shí)別以及構(gòu)建的基本原則和方法,指出了下一步需要加強(qiáng)河湖聯(lián)通配置、洪水資源利用和生態(tài)調(diào)度等方面的研究。
防洪工程;北方河流;生態(tài)修復(fù);綠色生態(tài)廊道
水生態(tài)文明建設(shè)的重要內(nèi)容是優(yōu)化水資源配置、嚴(yán)格水資源保護(hù)、推進(jìn)水生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)與修復(fù)和加強(qiáng)水利建設(shè)中的生態(tài)保護(hù)。河流是自然與人類社會(huì)交互作用的重要場所,具有生態(tài)及社會(huì)經(jīng)濟(jì)的雙重屬性。近年來,由于被過度開發(fā)利用,河流生態(tài)系統(tǒng)退化日益嚴(yán)重,帶來了諸多環(huán)境和社會(huì)問題。筆者從水利生態(tài)學(xué)的視角,綜合河流自然、生態(tài)和社會(huì)屬性,以北方典型河道——海河流域漳衛(wèi)南運(yùn)河為例進(jìn)行實(shí)證研究,探討基于防洪工程的河道綠色生態(tài)廊道構(gòu)建理論,以期能夠?qū)α饔蚬芾硖峁┘夹g(shù)支持和幫助。
生態(tài)廊道是景觀生態(tài)學(xué)中的概念,指的是一塊狹長、線型的土地,其與相鄰兩側(cè)的區(qū)域是異質(zhì)性的,由干擾、殘存、環(huán)境因素、植栽引入、天然更新因素所形成,可以有線型、帶狀、河流存在,并且可能具有彎曲度、斷裂、間隙、長度、寬度、聯(lián)結(jié)性、內(nèi)域、邊緣性,其功能可以有棲地、通道、阻絕、過濾、源點(diǎn)、匯點(diǎn)中的任一種或數(shù)種功能[1]。另外,河流生態(tài)系統(tǒng)的尺度劃分大致有時(shí)間和空間2種,其中空間劃分有多種方式,基本上可以劃分為景觀、流域、河流廊道和河段4種[2]。河流廊道(river corridor)是建立在景觀生態(tài)學(xué)上的概念,廣義的河流廊道是指河流及其兩側(cè)分布的、與周圍基底(matrix)不同的線狀或帶狀景觀要素,包括主河槽、灘地、堤壩和部分岸上的高地,而不僅限于廊道外邊界線內(nèi)的帶狀植被。河流廊道是一類具有保護(hù)生物多樣性、過濾污染物、防止水土流失、防風(fēng)固沙、調(diào)控洪水等生態(tài)服務(wù)功能的廊道類型。
漳衛(wèi)南運(yùn)河位于海河流域南系,流域面積37 700 km2,由漳河、衛(wèi)河、衛(wèi)運(yùn)河、南運(yùn)河及漳衛(wèi)新河組成。
漳河上游支流眾多,水系呈扇形分布,主要支流有清漳河與濁漳河2支。漳河干流觀臺(tái)以上河段,兩岸地勢陡峻,河谷狹窄,水流曲折,坡陡流急;觀臺(tái)至岳城水庫為丘陵地帶;岳城水庫以下為平原河道,全長117 km,主槽深一般在0.8~5.7 m,主槽寬在100~1 350 m,堤距2~5 km。
衛(wèi)河支流多呈梳齒狀分布,自合河鎮(zhèn)起筑有堤防,干流全長275 km,兩岸有多處蓄滯洪區(qū)。主槽深一般在4~7m,主槽寬在25~90m,堤距200~1100m。
漳河、衛(wèi)河在徐萬倉匯合后稱衛(wèi)運(yùn)河,至四女寺樞紐河道全長157 km,中間無支流匯入。衛(wèi)運(yùn)河為復(fù)式斷面、半地上河,主槽深一般在7~9 m,主槽寬在100~300 m,堤距660~2 200 m。
南運(yùn)河始于四女寺樞紐節(jié)制閘,止于天津市靜??h獨(dú)流鎮(zhèn)的十一堡節(jié)制閘,是經(jīng)人工開挖而成的河道,為半地上河,河道蜿蜒曲折,彎道明顯,全長309 km,主槽深一般在6~8 m,主槽寬在60~140 m。南運(yùn)河歷史上是京杭大運(yùn)河的一部分,目前是漳衛(wèi)河系主要的泄洪尾閭河道之一,亦是南水北調(diào)東線、引黃濟(jì)津的重要輸水河道,是沿河城市的重要景觀河道,具有防洪、輸水、水生態(tài)和運(yùn)河文化傳承等多種功能。
漳衛(wèi)新河始于四女寺樞紐的南、北進(jìn)洪閘,向東至大口河入渤海,河道全長257 km。自四女寺樞紐開始分岔河和減河,并于大王鋪匯合后下游河道長160.5 km,是一條人工開挖比較順直的微曲型河道,共建有7座蓄水(擋潮)閘,總蓄水量可達(dá)1億m3。主槽深一般在7~9 m,主槽寬在20~80 m,堤距300~1 200 m。
筆者重點(diǎn)研究基于防洪工程的河道,范圍包括岳城水庫以下漳河、淇門以下衛(wèi)河、衛(wèi)運(yùn)河、南運(yùn)河和漳衛(wèi)新河,河道總長814 km,堤防總長1 536 km。
3.1 防洪優(yōu)先
漳衛(wèi)南運(yùn)河是海河流域南系的重要行洪河道,歷史上洪澇災(zāi)害頻發(fā)。依據(jù)《海河流域防洪規(guī)劃》,漳衛(wèi)河防洪標(biāo)準(zhǔn)為50 a一遇,保障流域內(nèi)重要城市、重要地區(qū)和京滬、京九等鐵路干線的防洪安全。目前,在科學(xué)調(diào)度水庫、適時(shí)運(yùn)用蓄滯洪區(qū)分洪和加強(qiáng)防守情況下,除衛(wèi)河基本可防御20 a一遇洪水外,漳河、衛(wèi)運(yùn)河和漳衛(wèi)新河(辛集閘以上)基本可以達(dá)到設(shè)計(jì)防洪標(biāo)準(zhǔn),岳城水庫雖經(jīng)除險(xiǎn)加固但仍未達(dá)到校核洪水標(biāo)準(zhǔn)。為此,構(gòu)建生態(tài)廊道首先要立足于保障河道防洪安全。
3.2 貫穿生態(tài)理念
構(gòu)建河道生態(tài)廊道重在生態(tài),它不是指單一的河流,而是以河流為主線包含河槽、灘地、堤防及水生、濕生與陸生動(dòng)植物等各種要素相互影響、協(xié)同作用實(shí)現(xiàn)多種生態(tài)功能的通道。這就要求在水庫除險(xiǎn)加固、河道整治、堤防工程維護(hù)等水利工程建設(shè)中要考慮生態(tài)因素,并將生態(tài)理念貫穿其中。
3.3 以景觀要素為特色
斑塊(patch)、廊道(corridor)、基底(matrix)是構(gòu)成生態(tài)景觀的空間元素,它們的多樣性和空間配置共同組成了景觀格局(landscape pattern)。水文情勢、水力條件以及河流地貌景觀是河流生境的三大要素,體現(xiàn)了三者對于河流生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)功能影響的綜合性和整體性[3]。
3.4 局部與整體協(xié)調(diào)
漳衛(wèi)南運(yùn)河屬于海河流域,源出上游山區(qū),經(jīng)中游水庫、蓄滯洪區(qū)和水閘攔蓄控制,至河口入渤海,自成一系。河道多為省界,跨越眾多行政區(qū)劃,故生態(tài)廊道構(gòu)建要從整體出發(fā),兼顧不同河段特性,要考慮干流與各級(jí)支流的上下游區(qū)段以及廊道各構(gòu)成要素在生態(tài)過程與功能上的相互影響與制約,以形成協(xié)調(diào)有序的局部與整體空間結(jié)構(gòu)及良性生態(tài)循環(huán)。
3.5 近期與遠(yuǎn)期目標(biāo)相適應(yīng)
由于上游水利工程大量引蓄來水,漳衛(wèi)南運(yùn)河下游河道生態(tài)環(huán)境用水嚴(yán)重不足,河道斷流和地下水超采嚴(yán)重。近年除衛(wèi)河尚能維持河道基流外,岳城水庫以下漳河河道常年保持干涸,若要維持河道最小生態(tài)流量顯然不切實(shí)際,對于漳河來講,近期可以通過水庫汛期棄水[4]或借向下游調(diào)水時(shí)機(jī)間或維持河道流量。從遠(yuǎn)期看,通過漳河、衛(wèi)河水量分配的具體實(shí)施,在維持一定生態(tài)水量的前提下,通過向下游河道下泄適宜流量,困擾河流生態(tài)廊道的水源問題將得到解決。
4.1 河湖水系聯(lián)通配置及洪水資源利用
通過構(gòu)建與黃河、南水北調(diào)和漳衛(wèi)南運(yùn)河互聯(lián)互通互補(bǔ)的跨流域水資源配置工程格局,提升流域水資源配置和調(diào)度能力,支持地下水壓采治理,加強(qiáng)樞紐水閘聯(lián)合調(diào)度,統(tǒng)籌上下游、左右岸、經(jīng)濟(jì)和生態(tài)的用水需求。以保證防洪安全為前提,妥善處理好洪水資源利用與排澇及防御水污染之間的關(guān)系,努力實(shí)現(xiàn)防洪減災(zāi)、水資源利用及水污染防治綜合效益的最大化,充分利用現(xiàn)有的河系工程,擴(kuò)大受水區(qū)范圍,相機(jī)實(shí)施長距離跨河系調(diào)水,充分發(fā)揮岳城水庫、干流節(jié)制閘等調(diào)蓄工程的作用,重點(diǎn)做好中小洪水的調(diào)度,為生態(tài)廊道提供水源保障。目前,《漳衛(wèi)南運(yùn)河水資源立體調(diào)配工程初步方案》和《漳衛(wèi)南運(yùn)河洪水資源利用預(yù)案》已編制完成,今后若具備條件可逐步付諸實(shí)施。
4.2 河道工程生態(tài)修復(fù)
漳衛(wèi)南運(yùn)河上游來水逐年減少,受水庫攔蓄及下游平原河道大量建閘蓄水等影響,除汛期外,大部分河道長年斷流,下游有水河道水體大多處于靜止?fàn)顟B(tài),水質(zhì)惡劣,絕大部分河段水質(zhì)為Ⅴ類或劣Ⅴ類。另外,由于中下游水閘蓄水作用,河道淤積嚴(yán)重,過流能力下降。從河流廊道的角度來研究河流生態(tài)系統(tǒng)的功能,對于主導(dǎo)河流生態(tài)修復(fù)有重要意義。在今后河道治理工程中,可結(jié)合工程治理采取清淤和堤防加高加固相結(jié)合的方式,將剩余棄土運(yùn)至沿兩岸大堤布設(shè)的棄土場,增強(qiáng)堤防的抵抗洪水沖擊能力;另外,可根據(jù)實(shí)際情況采用生態(tài)格籠、水下拋石、現(xiàn)澆透水性生態(tài)混凝土、生態(tài)混凝土預(yù)制板和植被混凝土等方法進(jìn)行防護(hù),不但保持河岸的透水性,也利于后期地表及水生植被的恢復(fù)。
4.3 積極培育水文化節(jié)點(diǎn)
漳衛(wèi)南運(yùn)河是京杭古運(yùn)河的重要組成部分,孕育了悠久的運(yùn)河文化,具有廣泛深刻的人文內(nèi)涵。已建成的滑縣衛(wèi)河航運(yùn)碼頭以及共渠入衛(wèi)口,漳河鄴城遺址,臨清南水門遺址、明代會(huì)通河入衛(wèi)遺址、元代會(huì)通河入衛(wèi)遺址以及三元閣碼頭遺址,衛(wèi)運(yùn)河油坊險(xiǎn)工碼頭,四女寺樞紐工程,漳衛(wèi)新河?xùn)|光白馬關(guān)險(xiǎn)工等水文化示范節(jié)點(diǎn),成為引導(dǎo)河道廊道生態(tài)文明和水文化相結(jié)合的載體。今后,應(yīng)繼續(xù)以“點(diǎn)”帶“線”推動(dòng)水文化節(jié)點(diǎn)建設(shè),實(shí)現(xiàn)水利工程建設(shè)和水文化景觀的巧妙融合。
4.4 構(gòu)筑堤防綠化長廊
堤防綠化帶是河道綠色生態(tài)廊道的重要組成部分,防洪工程綠化目的為保護(hù)水利工程安全運(yùn)用、防止水土流失、改善生態(tài)環(huán)境。針對漳衛(wèi)南運(yùn)河實(shí)際情況,可以在同一區(qū)域內(nèi)堤防兩側(cè)邊坡選用適宜當(dāng)?shù)赝寥罋夂驐l件、耐干旱和鹽堿、根系發(fā)育、生命力強(qiáng)的草種,生長高度不超過20 cm且品種單一,有條件的堤段可種植具有觀賞性的草皮,使護(hù)坡美觀、整潔、大方;堤防堤肩為美化工程環(huán)境可種植具有觀賞性的多年生喬木、草皮,但不能妨礙防汛道路的暢通;在堤防臨水側(cè)宜建設(shè)利于防浪的喬木、灌木、草本植物相結(jié)合的立體緊密型防浪林帶;在堤防背水側(cè)護(hù)堤地內(nèi)種植適宜當(dāng)?shù)赝寥罋夂驐l件、材質(zhì)好、生長快、經(jīng)濟(jì)效益高的樹種,形成護(hù)堤林帶;堤防的戧臺(tái)、棄土場地,在滿足防汛備料用地后可適當(dāng)綠化,也可種植經(jīng)濟(jì)林木[4]。通過防洪工程綠化帶建設(shè),進(jìn)一步確立“綠色”在河道生態(tài)廊道構(gòu)建中的重要地位。
漳衛(wèi)南運(yùn)河作為海河流域防洪骨干河道之一,行洪排澇是其主要職能之一。近幾十年來,隨著人類活動(dòng)的劇烈影響,中下游河道常年斷流,河流生態(tài)系統(tǒng)退化日益嚴(yán)重,河流生態(tài)修復(fù)十分迫切。適宜的河道生態(tài)水量是構(gòu)建綠色生態(tài)廊道的必要條件,通過合理配置水資源,科學(xué)調(diào)度上游大中型水庫、優(yōu)化汛期動(dòng)態(tài)水位控制和提高水庫蓄水能力,是今后水資源調(diào)配工作的重點(diǎn)。防洪工程固若磐石、河流清澈潺潺、堤防綠化蔥蔥是水生態(tài)文明的具體表現(xiàn),而承載它們的綠色生態(tài)廊道亦是河流管理單位的重要使命之一。
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TV87
A
1004-7328(2017)03-0050-03
10.3969/j.issn.1004-7328.2017.03.016
2017—04—25
李增強(qiáng)(1976—),男,碩士,高級(jí)工程師,主要從事水資源管理和調(diào)度工作。