（山西省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司 山西太原 030024）

0 引言

為深入貫徹習(xí)總書記提出的“節(jié)水優(yōu)先、空間均衡、系統(tǒng)治理、兩手發(fā)力”的新時(shí)期水利工作方針。本著“親水、凈水、生態(tài)和環(huán)?！钡睦砟?，將白登河打造為綠色生態(tài)河流，使其恢復(fù)為“流動(dòng)的河、綠色的河、清潔的河、安全的河”，促進(jìn)流域經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展及區(qū)域生態(tài)文明建設(shè)。

1 概況

1.1 地理

陽(yáng)高縣東鄰天鎮(zhèn)縣和河北省陽(yáng)原縣，南靠廣靈、渾源縣，西與大同縣接壤，北鄰內(nèi)蒙古豐鎮(zhèn)市和興和縣。

本次規(guī)劃治理工程為白登河大白登段，長(zhǎng)6.9 km。工程區(qū)距陽(yáng)高縣城約8 km處，位于龍泉工業(yè)園區(qū)與縣城之間，緊傍京包鐵位路和大張公路，距大同市區(qū)約40 km。

1.2 水文

白登河屬海河流域永定河水系，為南洋河一級(jí)支流，發(fā)源于陽(yáng)高縣朱家窯頭鄉(xiāng)的隨士營(yíng)，全長(zhǎng)62.5 km，河流平均縱坡7.8‰。流域總面積1 297.91 km2；主要支流有張官屯河、黃水河、上吾其河和黑水河。據(jù)調(diào)查，多年平均徑流量5534萬(wàn)m3，清水流量1419萬(wàn)m3，由于上游攔蓄，豐水期清水流量0.39 m3/s。

2 河道現(xiàn)狀

1）2016年，對(duì)該段河道進(jìn)行了整治，沿河兩岸新建格網(wǎng)石籠堤防，使兩岸達(dá)到10年一遇的防洪標(biāo)準(zhǔn)，且對(duì)河道主槽進(jìn)行疏浚。工程的實(shí)施不僅提高了河道防洪標(biāo)準(zhǔn)，保護(hù)了兩岸居民的生命財(cái)產(chǎn)和工業(yè)、農(nóng)田安全，而且給城鎮(zhèn)的可持續(xù)發(fā)展提供空間，提高人們的生活水平和生活質(zhì)量。

2）工程區(qū)地勢(shì)整體平坦，沿白登河自西南向東北緩慢下降，沿岸布有成片的小葉楊樹(shù)林和灌木林，物種多樣性差，且覆蓋率僅占總面積的30%左右。

3）灘面為砂質(zhì)土，大多灘面裸露，局部存在鹽堿化，土壤侵蝕模數(shù)在3 000～5 000 t/（km2·a）之間，水土流失嚴(yán)重；

4）現(xiàn)有堤防兩岸為大片農(nóng)田，屬于面源污染。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)中，化肥、農(nóng)藥及其他有機(jī)物通過(guò)地表徑流和滲漏會(huì)造成河流水環(huán)境污染。

5）河流沿線分布有多家化工企業(yè)。主要排放污染物為COD、氨氮、揮發(fā)酚，屬于點(diǎn)源污染，該河段水質(zhì)較差，達(dá)不到地面水環(huán)境質(zhì)量Ⅴ類水標(biāo)準(zhǔn)。

3 脅迫因子分析

經(jīng)過(guò)治理的河道，雖滿足了社會(huì)、經(jīng)濟(jì)效益，卻忽視了生態(tài)效益。人與自然之間的平衡失調(diào)、生態(tài)環(huán)境的破壞，最終會(huì)威脅人類自身的生存。就如習(xí)主席所說(shuō)的:“我們絕不能以犧牲生態(tài)環(huán)境為代價(jià)換取經(jīng)濟(jì)的一時(shí)發(fā)展，既要金山銀山，又要綠水青山。寧可要綠水青山，不要金山銀山，因?yàn)榫G水青山就是金山銀山”。

治理前河型為寬淺式的彎曲游蕩型河道，兩岸岸坡多為自然緩坡，主槽蜿蜒曲折，寬度較窄，淤積嚴(yán)重。防洪治理采用了生態(tài)結(jié)構(gòu)護(hù)岸，但縮窄了河道，洪水無(wú)法漫灘，阻隔了河道橫向連續(xù)性；河道形態(tài)的變化，打破了河道原有生態(tài)平衡，降低了河道生態(tài)系統(tǒng)多樣性及水體自凈化能力；在維持主槽蜿蜒曲折形態(tài)下，對(duì)原有主槽進(jìn)行疏浚拓寬，提高了河道過(guò)流、輸沙能力，但卻沒(méi)有分析改變河道形態(tài)后，河道的演變是否符合自然規(guī)律。地表徑流減少、地下水位持續(xù)降低及植被覆蓋率低，導(dǎo)致水土流失嚴(yán)重，河床鹽堿沙化產(chǎn)生的揚(yáng)塵導(dǎo)致空氣質(zhì)量下降，對(duì)居民健康產(chǎn)生影響。沿河既有點(diǎn)源污染也有面源污染，點(diǎn)污染源超標(biāo)，嚴(yán)重影響了河流的水質(zhì)，破壞了動(dòng)植物繁衍生息的生存條件，影響了農(nóng)業(yè)灌溉用水安全。

4 目標(biāo)和任務(wù)

針對(duì)已形成的全新河流生態(tài)系統(tǒng)，通過(guò)生態(tài)修復(fù)技術(shù)措施，使河流逐漸“自然化”，成為一個(gè)具有河流地貌多樣性和生物多樣性的、動(dòng)態(tài)穩(wěn)定的、可自我調(diào)節(jié)的河流系統(tǒng)。

根據(jù)規(guī)劃目標(biāo)，分析河道生態(tài)狀況，綜合經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和生態(tài)保護(hù)需求，確定了以改善水質(zhì)、水文及河流水環(huán)境、修復(fù)河道地貌景觀、恢復(fù)生物群落的多樣性為主要任務(wù)。

5 生態(tài)修復(fù)技術(shù)措施

針對(duì)不同的脅迫因子，在滿足技術(shù)可行性和經(jīng)濟(jì)合理性前提下，因地制宜、優(yōu)化比選，最終確定白登河生態(tài)修復(fù)的具體措施方案，工程總平面布置見(jiàn)圖1。

5.1 點(diǎn)污染源

圖1 工程總平面布置

沿河兩岸化肥廠、造紙廠等工業(yè)排放是水污染的主要因素，通過(guò)治理后產(chǎn)生的效果也最為明顯，因此點(diǎn)源污染為關(guān)鍵脅迫因子。根據(jù)城鎮(zhèn)遠(yuǎn)期規(guī)劃及工業(yè)規(guī)模建設(shè)污水處理廠，將城鎮(zhèn)生活污水及沿河工業(yè)廢水進(jìn)行截污納管，處理后的工業(yè)廢水達(dá)標(biāo)排放，嚴(yán)禁污水直接排入河道。經(jīng)深度處理后的中水也可作為本流域補(bǔ)水水源。

5.2 面污染源

通過(guò)對(duì)流域內(nèi)330 hm2左右的農(nóng)田進(jìn)行綜合整治，改變種植結(jié)構(gòu)，使用滴灌、噴灌技術(shù)，減少農(nóng)藥化肥施用量，推廣生物農(nóng)藥，并對(duì)其質(zhì)量嚴(yán)格監(jiān)督管理。加高現(xiàn)有田埂，并在兩側(cè)種植固土效果好，吸收能力強(qiáng)的植物，形成緩沖隔離帶，減少污染物進(jìn)入河道的數(shù)量。

5.3 灘地綠化

針對(duì)河灘植被覆蓋率低，水土流失嚴(yán)重，河床鹽堿沙化的現(xiàn)狀，對(duì)主槽兩岸12 hm2荒灘地進(jìn)行綠化，在不影響行洪的條件下種植耐寒、耐旱、耐鹽堿、對(duì)土地適應(yīng)性強(qiáng)的低矮灌草。灘面形成沿河綠帶，提高景觀性，改善土地鹽堿化和生物多樣性。靠近主槽植被帶的根部可固定主槽岸坡土體，減小水流對(duì)岸坡的沖刷侵蝕，減少水土流失。

5.4 主槽整治

河道形態(tài)改變后，破壞了原本河道的動(dòng)態(tài)平衡，水流與河床之間以泥沙為介質(zhì)相互作用，通過(guò)改變河床形態(tài)及河勢(shì)，朝著恢復(fù)輸沙平衡、河床變形逐漸終止的方向發(fā)展，即河床演變。通過(guò)概念性模型對(duì)河流的變化進(jìn)行預(yù)測(cè)，判斷主槽岸坡的穩(wěn)定性，并采取相應(yīng)的工程措施控制河勢(shì)。

通過(guò)對(duì)灘面綠化，穩(wěn)定主槽岸坡土體；通過(guò)分析河床演變后的形態(tài)，對(duì)約2 km臨堤主槽凹岸進(jìn)行生態(tài)防護(hù)，防止水流對(duì)主槽過(guò)度沖刷進(jìn)而影響堤防的穩(wěn)定；通過(guò)對(duì)主槽凸岸灘地鋪設(shè)卵石、礫石，創(chuàng)建更接近自然河道特征，增加河道棲息地多樣性。

5.5 景觀濕地

沿河5條支流匯入口處，各設(shè)置一座20～40 cm景觀堆石跌水堰，水流通過(guò)跌水曝氣復(fù)氧，能夠改善水體流動(dòng)性和充氧效果。景觀堰蓄水形成淺水濕地，通過(guò)對(duì)當(dāng)?shù)厮参镎{(diào)查分析，從中選取耐污能力強(qiáng)、凈化能力強(qiáng)、經(jīng)濟(jì)和觀賞價(jià)值高的植物進(jìn)行結(jié)合栽種，形成多個(gè)既有凈化功能，又能讓人觀賞體驗(yàn)的人工景觀濕地，促進(jìn)人與自然的和諧相處。

5.6 堤外緩沖帶

沿河兩岸現(xiàn)狀堤外20～50 m范圍內(nèi)布置17 hm2生態(tài)林帶并搭配灌草，形成以植物為主的綠色條帶生物群落，提高了生物多樣性。林帶對(duì)污染物起到凈化作用，減少污染物進(jìn)入河道的數(shù)量，以較小的土地代價(jià)獲得較明顯的效果。

6 工程效益

通過(guò)不同的技術(shù)措施對(duì)已治理的河道進(jìn)行河流生態(tài)修復(fù)，既重視了生態(tài)環(huán)境效益，也滿足了社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益，將生態(tài)效益與社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益相統(tǒng)一:

1）社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益:調(diào)整理順紊亂的河道，控制河槽擺動(dòng)，穩(wěn)定主槽流勢(shì)，減少河岸坍塌，減輕河槽淤積和岸灘沖刷，對(duì)該段河道兩岸村莊的經(jīng)濟(jì)發(fā)展起到支撐作用；提升區(qū)域景觀效果，改善當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境和人居環(huán)境，促進(jìn)當(dāng)?shù)芈糜问聵I(yè)的發(fā)展。

2）生態(tài)環(huán)境效益:增加水面面積和濕地面積、改善河道生態(tài)環(huán)境、提高河水自凈能力，給各種水生陸生生物提供了一個(gè)適宜生存的環(huán)境，為這一區(qū)域的生態(tài)平衡創(chuàng)造了條件；建立起草地、林地、濕地、農(nóng)田與河流之間的聯(lián)系，形成以綠塊、綠帶、綠廊組成的生態(tài)區(qū)域，充分發(fā)揮生態(tài)系統(tǒng)自修復(fù)功能，逐步恢復(fù)河流自然地貌景觀形態(tài)和生物群落多樣性。