何杰

（云南省文山州丘北縣水務局，云南文山 663200）

0 前言

山區(qū)河流又稱為山地河流。其定義和分類方法較多，專家學者比較認可的定義為河床由泥沙和粗顆粒組成，坡降在5‰～5%之間，水深與低質平均粒徑比在10 以下的河流[1]。云南地處高原地貌，山區(qū)河流眾多[2-3]，山區(qū)河流水文特征主要有：河道坡降系數大，匯流時間短，徑流系數大，加上氣候和降雨影響，因此洪水陡漲陡落是山區(qū)河流標志性的水文特點，有雨就成洪。對云南山區(qū)河流而言，季節(jié)性降雨對河流影響比較大，流量出現(xiàn)季節(jié)性變化規(guī)律，水流狀態(tài)十分紊亂，有縱流、回流、跌水、水泡、水躍、漩渦、剪刀水、橫流等流態(tài)出現(xiàn)。泥沙特征主要有河流河床多由原生基巖、卵石、漂粒組成。卵石河床一般出現(xiàn)在水流強弱適中區(qū)域，河床發(fā)生沖刷之處呈魚鱗狀排列，水流較弱河床發(fā)生淤積之處呈松散堆積狀態(tài)。形態(tài)特征主要有：河流位于地殼抬升地區(qū)，河床總體的演變趨勢以下切為主，因此河谷橫斷面一般呈V 型或U 型。河流總體走向受地形因素影響較大，彎曲系數同時也受到相應的影響。河床縱剖面一般比較陡峭，形態(tài)極不規(guī)則，淺灘深潭上下交錯，常出現(xiàn)臺階形地貌。山區(qū)河流地形地貌、水文、泥沙、形態(tài)特征比較復雜，從而大大提升河道生態(tài)治理難度。

由于防洪基礎設施不足、規(guī)劃滯后、河道管理缺位、洪澇災害嚴重等問題的凸顯，山區(qū)河道生態(tài)整治工程探索與實踐迫在眉睫。各級領導部門對此類課題也十分關心，自2008 年中央1 號文件明確要求起，在全國開展重點地區(qū)中小河流治理規(guī)劃編制工作。截至2020 年底，云南省累計投入資金43.32 億元，對900多條河道進行生態(tài)治理，完成河道治理長度1062.2km[4]。農田灌溉水有效利用系數有望提高至0.492，全省萬元國內生產總值用水量將比2015 年下降29%。

目前，針對山區(qū)河道生態(tài)治理還沒有成型的相關技術標準和參考依據，關于山區(qū)河道生態(tài)治理的研究較為散見，部分已經落實的工程項目也存在很多的不足，對山區(qū)河道生態(tài)整治工程進行探索與實踐是很有現(xiàn)實意義的課題，同時，可為其他相似工程生態(tài)整治提供參考依據。

1 目前山區(qū)河流生態(tài)治理存在的問題

1.1 山區(qū)河流生態(tài)治理總體規(guī)劃和前期工作不足

山區(qū)河流生態(tài)治理多為公益性水利工程項目，多數河流規(guī)劃階段基本情況不明，缺乏系統(tǒng)全面的分析[5]，特別是山區(qū)洪水暴漲暴落的水文特性以及同一條河流不同河段的地理環(huán)境基礎資料缺乏，治理目標和任務不明確。隨著經濟社會發(fā)展和新農村建設加快，人口增加，社會財富日益聚集，都對防洪安全提出越來越高的要求，前期規(guī)劃治理目標和任務已不能滿足河流現(xiàn)實治理和管理的需要。

1.2 工程設計與實際情況聯(lián)系不夠緊密

山區(qū)河流的特點是源短流急、洪水暴漲暴落[6]，大部分河段都屬于天然狀態(tài)，部分工程項目防洪標準較低（3～5 年一遇），沿河道兩岸農田多，為河谷槽區(qū)糧食作物主要生產基地，每年都不同程度遭受洪澇災害，造成經濟損失。一些山區(qū)河流流域內水土流失嚴重，加之不合理的攔河設障、向河道傾倒垃圾、違章建筑、亂搭亂建等侵占河道的現(xiàn)象日漸增多，淤積嚴重，多年又未實施清淤，致使河道萎縮嚴重，行洪能力逐步降低，沒有過河交通橋等問題，對所在地方的防洪安全構成了嚴重威脅。

1.3 設計理念落后，未將生態(tài)理念融入工程設計

山區(qū)河道治理理念落后，河道占線長，河道斷面變化大，設計中考慮不到位，有的設計方案沒有進行實地踏勘[7]，方案利用相似工程模板套取，“三面光”設計樣本比比皆是，沒有將生態(tài)理念融入工程設計，施工材料和施工工藝選取不夠合理。設計思路主要還是以渠系化的理念進行水位線和斷面設計，綜合防護措施有待進一步完善。

1.4 資金投入不足，技術力量薄弱

中小河流治理為公益性水利工程，缺乏投資效益和渠道，主要資金都為中央和省級投資，地方配套資金基本沒有，有些地區(qū)屬國家級貧困縣，財力拮據，配套資金難以落實，后期管護經費和管護人員落實不到位。另外水利專業(yè)技術力量薄弱，高水平的水利技術隊伍嚴重不足。

2 石葵河生態(tài)治理案例特點分析

2.1 項目規(guī)劃

石葵河位于云南省文山州丘北縣東北部，屬珠江流域西江水系清水河上第二大支流，流域多年平均氣溫16.7℃，年平均降雨量1143.3mm，光照充足，日照時間為2046h，無霜期在300～353d[8]，有豐富的熱氣資源。主要土壤類型為石灰?guī)r土、紅壤、黃棕壤、棕土和水稻土，土壤中有機質含量2.13%～3.05%，PH 為5.5～7.6，土壤質地疏松，通氣、透水性好。區(qū)內居住4.8 萬余人，耕地3.2 畝，主要為壯族，作物為水稻、冬早蔬菜、甘蔗、柿子等為主，由于熱氣資源豐富，經濟作物品質上佳[9]。對石葵河生態(tài)河道治理總體規(guī)劃，本著充分考慮當地自然環(huán)境、農林產業(yè)、國土規(guī)劃、交通條件等，既要滿足行洪要求、達到保護人民群眾生命財產安全的目的，又要以工程項目帶動農林產業(yè)發(fā)展，突出當地壯族民族文化保護與熱區(qū)農耕文化展示來促進鄉(xiāng)村振興，達到真正的項目脫貧、項目振興的鄉(xiāng)村發(fā)展目標。

2.2 工程設計

石葵河上游森林資源過渡砍伐、水土流失嚴重，導致河堤倒塌破損、河道泥沙淤積嚴重，難以滿足行洪要求，水災害頻繁，經常沖毀淹沒大片農田，甚至沖毀房屋和群眾，每年都成為當地政府防汛抗洪重點區(qū)域。因此，自2014 年起對其進行分期分段進行河道生態(tài)治理。通過設計團隊多次實地踏勘并廣泛收集和聽取當地群眾意見，堅持“滿足防洪要求的前提下讓群眾利益最大化”的設計理念，石葵河石別段治理工程，總治理長度為7.155km，單邊治理總長度11.799km，改造取水口1 座，新建農用橋4 座，人行橋8 座，清水平臺17 座，涵洞10 座。

根據水文資料推算水面線，以2 年一遇洪水位作為設計常水位，常水位以下常年浸泡和沖刷，為滿足水體凈化和相互置換要求，結合地質條件并充分考慮挖填平衡，在常水位以下邊坡采用生態(tài)混凝土小塊進行干砌。在常水位以上（10 年一遇洪水位）河堤采用分層碾壓削坡處理，使河堤邊坡保持在1:1.5，河道邊坡采用框格混凝土進行護坡處理，并在框格內種植上一些當地的適生物種和觀賞效果比較好的引進物種，既能達到快速綠化覆蓋減少地表侵蝕和水土流失，又能加速工程擾動區(qū)植被生態(tài)修復。設計洪水位（10 年一遇洪水位）以上預留60cm 安全超高，對堤頂預留3m 的檢修道路，碾壓后進行硬化，這既能滿足河道檢修要求又能促進鄉(xiāng)村道路交通建設[10]。

為方便當地群眾的生產生活，河道整治后，河岸斷面相對規(guī)范，當地群眾不能像過去那樣，蹚水過河，給群眾交通和運輸帶來阻隔，所以在設計階段考慮間隔一段距離，相間設計一些人行橋和農用橋，進一步連接所有交通路線，方便當地群眾生產生活。為了解決河道沿線農田灌溉和排水需求，設計10 座涵洞，為方便當地群眾飲放牲畜和取水，在設計時布設了17 座親水平臺，結合群眾意見，因地制宜對山區(qū)河道生態(tài)治理進行合理設計，既能滿足行洪要求，保障人民群眾生命財產安全，又能通過工程項目帶動當地基礎設施建設和提高生產生活水平，這是山區(qū)河道生態(tài)治理的一個重要突破口[11]。

總體而言，這樣的設計理念和方案對山區(qū)中小河流的生態(tài)治理是比較實事求是的，可為后期的山區(qū)河流生態(tài)河道治理提供借鑒和參考。

2.3 工程擾動區(qū)水土保持

根據項目區(qū)功能分區(qū)及水土流失特點，本項目分為河道工程區(qū)、施工臨時道路區(qū)、棄渣場區(qū)和臨時存土場4 個分區(qū)。水土流失防治責任范圍分為項目建設區(qū)和直接影響區(qū)，防治責任范圍總面積為16.29hm2，項目建設區(qū)防治責任范圍面積為10.59hm2，直接影響區(qū)防治責任范圍面積為5.34hm2。

生態(tài)水利建設顯現(xiàn)成效。咸寧和鄂州被確定為全國水生態(tài)文明城市建設試點，兩市試點實施方案已報水利部待批。大東湖生態(tài)水網構建和咸寧淦河、黃石磁湖水生態(tài)保護與修復工程示范建設積極推進。組織開展“一湖一勘”工作，基本摸清了全省 100畝（6.67 hm2）以上湖泊的數量、分布、變遷等有關情況，公布了第一批308個、第二批445個湖泊保護名錄。

為了減少工程擾動對地表的影響和加強工程擾動區(qū)植被生態(tài)修復，本項目對工程擾動區(qū)通過場地整理和客土復墾、施用化學肥料、有機改良物和生物土壤改良、保水劑等技術對土壤進行改良，從而改善工程擾動區(qū)立地條件[12]，為植被恢復提供良好的土壤環(huán)境。除了改善立地條件，植被物種的選擇也至關重要，首先，篩選先鋒物，主要以鄉(xiāng)土優(yōu)勢物種為主[13]；其次需要遵循因地制宜、適地適樹、喬灌草相結合原則進行合理布局和種植；另外加強監(jiān)測、養(yǎng)護與管理[14]，為了加強對本工程項目的監(jiān)測，總共布置了6 個監(jiān)測點，河道工程區(qū)布設2 個，棄渣場區(qū)布設1 個，施工臨時道路區(qū)布設2 個，表土臨時堆場區(qū)布設1 個。為確定植被恢復達到最終的目標，對于植被恢復潛力相對較弱區(qū)域，需要加大對該區(qū)域的投入和保障[15]。

本工程水土保持措施實施后，可以有效控制新增水土流失量，維護項目區(qū)生態(tài)環(huán)境，擾動土地整治率達到97%，造成水土流失面積的質量度達到98.71%，攔渣率為97.5%，水土保持土壤流失控制比為1，林草植被恢復系數為99.5%，林草覆蓋率34.66%。

2.4 山區(qū)河道整治區(qū)生態(tài)修復后評價

2.4.1 植物種類

采用典型選樣法[16]，2018—2020 年連續(xù)三年對石葵河樣地進行實地取樣調查。經過6 年的植被生態(tài)修復，研究區(qū)共收集到119 種植物，隸屬 38 科 114 屬。喬木主要有柳樹（Salix）、楓楊（Pterocarya stenoptera C.DC.）、構樹（Broussonetia papyrifera）；灌木主要有白背楓（Buddleja asiatica Lour.）、大青（Clerodendrum cyrtophyllum Turcz.）；草本占主導地位，禾本科有白茅（Imperata cylindrica（L.）Beauv.）、牛筋草（Eleusine indica（L.）Gaertn.）、狗牙根（Cynodondactylon（Linn.）Pers.）；菊科有鬼針草（Bidens pilosa L.）、小蓬草（Conyza Canadensis（L.）Cronq.）、銀膠菊（Parthenium hysterophorusL）；豆科有白三葉草（Trifolium repens L）、草木犀（Melilotus officinalis（L.）Pall.）；?？朴械毓‵icus tikoua Bur.）；錦葵科有地桃花（Urena lobata Linn.）、蓼科有酸模葉蓼（Polygonum lapathifolium L.）、唇形科有薄荷（Mentha haplocalyx Briq.）等。

2.4.2 植物生長型

植物生長型即植物的形狀類別，劃分為喬木、灌木、草本、藤本 4 種（見表 1）。

表1 工程擾動區(qū)植被生長型統(tǒng)計

結果表明，植被生態(tài)修復草本植被占有絕對優(yōu)勢，占總物種數的70.59%。木本植物生態(tài)修復過程中地位突出，占總物種數的27.73%。前期以草本植被為主、灌草結合，占總物種數的86.56%，符合植被生態(tài)修復演替規(guī)律，與其他學者研究結論基本吻合。

2.4.3 植物群落物種組成

通過對工程擾動區(qū)樣地的跟蹤和定量取樣調查，樣地中共收集到119 種植物，隸屬于38 科114 屬，工程擾動區(qū)樣地內植被恢復有明顯規(guī)律，以常規(guī)三大科植物為主，共計52 種，占總物種數的43.69%。植物種類科屬數量從大到小排列為菊科＞禾本科＞豆科，見圖1。

圖1 樣地不同功能群植物分布

2.4.4 植被群落α 多樣性分析

通過調查發(fā)現(xiàn)，隨著恢復時間的延伸，豐富度指數呈現(xiàn)上升趨勢，最大值為119。隨著物種數量增多和植被蓋度的上升，多樣性指數也呈現(xiàn)出逐年上升趨勢，擾動區(qū)Shannor-Wiener 指數出現(xiàn)在2020 年，最大值為2.108，優(yōu)勢度指數呈現(xiàn)出相反趨勢，擾動區(qū)優(yōu)勢度指數最大值出現(xiàn)在2018 年，最大值為0.676，均勻度指數呈現(xiàn)出“先降低后升高”的趨勢。隨著恢復時間積累，植被物種數逐年增加，物種多樣性指數也處于遞增趨勢，優(yōu)勢種指數出現(xiàn)遞減規(guī)律，說明群落結構趨于復雜穩(wěn)定趨勢，單一物種對植被群落的影響將逐漸減小，群落結構將更加穩(wěn)定，見圖2。

圖2 不同恢復年限植物群落多樣性特征

3 山區(qū)河流生態(tài)治理有關問題應對措施

3.1 全面規(guī)劃，綜合治理

根據防洪保護對象的重要程度，按照相應規(guī)范標準，給洪水足夠的通道，按照輕重緩急的原則逐步治理最終根治洪澇災害。規(guī)劃要針對河流治理開發(fā)現(xiàn)狀及存在問題，按照統(tǒng)一規(guī)劃，綜合治理的原則，分段分類別，從經濟、社會、生態(tài)環(huán)境等方面，提出山區(qū)河流治理的原則、任務、治理目標和規(guī)劃方案，選定治理的總體方案及主要布局和實施程序。規(guī)劃過程中，需要注意整體與局部，上下游，左右岸，各地區(qū)、各部門的關系，需要協(xié)調近期與遠期的關系；干支流治理、主體工程與配套工程的關系；工程措施與非工程措施的關系；河流治理開發(fā)與生態(tài)環(huán)境保護之間的關系等。必須實事求是，強調對河流的基本情況的搜集、整理、分析，充分利用以往規(guī)劃治理的成功經驗，廣泛聽取各方面的意見和要求，分批次、分重點地進行有序、有效的規(guī)劃治理。

3.2 因地制宜，注重實效

根據當地經濟社會發(fā)展實際，不能只以河道流域面積和長度為優(yōu)先排序，不能以渠系化的理念進行斷面設計，要結合中小河流防洪存在的主要問題，處理好理分區(qū)分段的關系，制定切實可行的治理措施。從當地的防洪實際出發(fā)，找準需要治理河流的重點河段、關鍵環(huán)節(jié)與薄弱部位，采取經濟、適用、有效的措施，優(yōu)先解決最突出的問題，講求治理效益。山區(qū)河道生態(tài)治理要結合以防沖不防淹的要求，做好水文分析，采用不同的斷面和過流量。對洪災比較嚴重、保護農田較多的河段進行重點治理，水文分析主要以歷史洪水調查為主，完成河道拓寬和加固，配有取水壩、親水平臺以及解決當地沒有交通過河橋的歷史，具有比較突出的社會效益。

3.3 防洪生態(tài)，標本兼治

山區(qū)河流洪水具有突發(fā)性，陡漲陡落，完工的石葵河壩稿段治理工程中，在彎道大、流速高河段采用漿砌石護坡；在平緩河段采用生態(tài)混凝土和框格回填土護坡。對于山區(qū)河流，建議采用此布置方式。要把河道治理與生態(tài)文明建設、鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略有機結合，把河道工程作為城鎮(zhèn)、農村優(yōu)美環(huán)境的重要組成部分來建設，要在新農村建設工程中注重生態(tài)問題，用科學的態(tài)度去實施生態(tài)河道建設，以生態(tài)、實用、親水為主，工程以適當硬化和植物護坡相結合，真正達到人與自然和諧相處。

3.4 加強能力建設，打造高水平人才團隊

以水利工程補短板、水利行業(yè)強監(jiān)管為主基調，大力弘揚“獻身、負責、求實”的水利行業(yè)精神，加水利建設管理隊伍力量的能力建設，努力提高水利干部職工的政治、業(yè)務素質，培養(yǎng)和選拔一支思想過硬、作風頑強、技術精湛的水利干部職工隊伍，以適應水利建設發(fā)展的需要。

3.5 廣泛發(fā)動群眾，開發(fā)投資渠道

各級各部門進一步加大宣傳力度，提高群眾的生態(tài)環(huán)保意識，調動廣大群眾的參與積極性，遵循“取之于民、用之于民”的原則，從石葵河實施來看，部分群眾的臨河土地占用較大，但當地群眾還是比較支持的。另外，廣開投資渠道，增加河道治理資金來源。

4 對策與建議

山區(qū)河流的生態(tài)治理治理，應根據當地經濟社會發(fā)展實際和山區(qū)河流的防洪存在的突出問題，以發(fā)展生態(tài)文明建設為內在要求，制定切實可行的治理規(guī)劃設計。堅持人與自然和諧發(fā)展，既有效防御洪水，安排好洪水出路，統(tǒng)籌處理好中小河流治理與城鄉(xiāng)發(fā)展、河流生態(tài)環(huán)境保護、水資源開發(fā)利用的關系。從實際出發(fā)，以保護重點地區(qū)河流沿岸城鎮(zhèn)和基礎設施、灌區(qū)的防洪安全為目標，統(tǒng)籌銜接好山區(qū)河流治理與山洪災害防治的關系，兼顧山區(qū)河流治理與河道管理，工程措施與非工程措施，防洪與排澇，近期與長遠的關系。把山區(qū)河流生態(tài)治理與生態(tài)文明建設、鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略有機結合，因地制宜，區(qū)分輕重緩急，分期分段開展治理，以實現(xiàn)“河暢、水清、岸綠、景美”目標。

針對山區(qū)河流生態(tài)治理工程項目存在的問題，結合實際工程對比與實踐，需要提出針對性建議：

（1）要做到全面規(guī)劃，綜合治理，把河道治理與生態(tài)文明建設、鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略、人文景觀等相結合，提高規(guī)劃設計水平，切實發(fā)揮山區(qū)河流生態(tài)治理防洪減災和完善基礎設施建設等目的。

（2）要廣泛聽取群眾意見，因地制宜進行設計，讓工程項目切實達到自身效益，為人民群眾謀取福利。

（3）積極籌措資金，在積極爭取上級政府資金投資的同時，切實加強地方基礎設施建設資金投入，并積極搭建融資平臺，多渠道籌措建設資金。

（4）積極做好當地群眾工作，提高群眾參與度，特別是做好建設用地協(xié)調，保證工程建設的順利推進。

（5）要強化建設管理，進一步強化工程建設項目法人制，做好項目前期工作，切實強化全過程管理，提高運行管理維護能力，推動山區(qū)河流生態(tài)治理工程順利實施和規(guī)劃目標如期實現(xiàn)。