李熙,賈峻,滕祥帥

(1.江蘇省水文水資源勘測局鹽城分局,江蘇 鹽城 224002; 2.寧波市阿拉圖數(shù)字科技有限公司,浙江 寧波 315042)

0 引 言

鹽城市地處淮河下游,河網(wǎng)密集,溝渠縱橫交錯,境內(nèi)主要河流有蘇北灌溉總渠、廢黃河、淮河入海水道、灌河、射陽河、黃沙港、新洋港、斗龍港、川東港、串場河和通榆河等。區(qū)域內(nèi)現(xiàn)有骨干河道120余條,大溝級河渠道 1 800余條,中溝級河渠道 24 000余條,小溝級河渠道20余萬條。依地勢和主要河流水系的分布狀況,屬淮河流域。這些河流對鹽城市社會經(jīng)濟的發(fā)展和保障人民生活起著十分重要的作用。

射陽河西起阜寧縣永興水文站,經(jīng)阜城、射陽鮑家墩至射陽海通鎮(zhèn)以東射陽港電廠入海,全長約 148 km,是重要的灌溉、引水、供水和通航的重要河道。鹽城市境內(nèi)灌溉面積245萬畝,生產(chǎn)生活年用水量12億m3,航道等級3～6級。射陽河是里下河地區(qū)排水入海最大的干河,曲折系數(shù)43%,河底高程-1.5～-8.0 m,河底寬35～350 m,河口寬50～450 m,攔河控制建筑物為射陽河閘(35孔,總凈寬 350 m)。設(shè)計日均排水流量 960 m3/s,設(shè)計最大過閘流量 6 340 m3/s,沿河擋洪圩口閘390座,排澇泵站231座,抽排能力 189 m3/s。射陽河堤實施圩堤標(biāo)準(zhǔn),頂高3.5～5.0 m,頂寬2～4 m,邊坡1∶1～ 1∶1.5,現(xiàn)狀防洪標(biāo)準(zhǔn)20年一遇,排澇標(biāo)準(zhǔn)5年一遇。

為客觀全面掌握射陽河生態(tài)狀況,查找生態(tài)河湖建設(shè)的短板和問題,分析影響河流生態(tài)狀況的主要因素,對射陽河健康進行評估是十分重要的,為此,本文運用斷面測量技術(shù)對河道橫斷面形態(tài)進行測量和繪制斷面圖。以此為基礎(chǔ),對射陽河河流生態(tài)健康狀況進行評價,并根據(jù)結(jié)果提出維持河流健康的相應(yīng)對策。

1 射陽河現(xiàn)場調(diào)查和河道斷面測量

射陽河現(xiàn)場調(diào)查分為于平水期和枯水期兩個階段,針對射陽河開展水質(zhì)、底泥、植被、岸坡形態(tài)及生物類指標(biāo)進行現(xiàn)場監(jiān)測。

河道斷面測量可以利用RTK接收機+測深儀法、走航式ADCP、斷面索法、RTK接收機+測深錘法等方法。如果采用RTK接收機+測深儀法進行斷面測量時,測前應(yīng)對測深儀進行入水深度校對,確認(rèn)電壓、信號無干擾后開始使用。

1.1 射陽河現(xiàn)場調(diào)查

射陽河現(xiàn)場調(diào)查內(nèi)容主要包括:

河道橫斷面、岸坡及河濱帶植物分布調(diào)查:現(xiàn)場調(diào)查河道橫斷面形態(tài),調(diào)查記錄岸坡、河濱帶植被分布、河岸與河床穩(wěn)定性、岸坡類型等形態(tài)特征,如圖1所示。

圖1 射陽河河道斷面岸坡及植被現(xiàn)場狀況

對河道生物調(diào)查采樣以及水質(zhì)指標(biāo)監(jiān)測,主要包括:調(diào)查分析浮游植物、著生硅藻、底棲動物的分布結(jié)構(gòu)、生物量、受擾指數(shù)以及多樣性等生態(tài)結(jié)構(gòu)與功能,水質(zhì)指標(biāo)監(jiān)測內(nèi)容包括水體總氮、總磷、pH、溶解氧、氨氮、硝酸鹽氮、高錳酸鹽指數(shù)、五日生化需氧量等指標(biāo)。

在評價期間,除常規(guī)開展河流水功能區(qū)、水源地的監(jiān)測和生物采樣收集外,還成立調(diào)查小組,以現(xiàn)場查勘與衛(wèi)星地圖遙測相結(jié)合的方式同步開展河流岸坡形態(tài)和植被調(diào)查。同時,協(xié)助河流管理部門開展河流狀況公眾滿意度問卷調(diào)查。

1.2 河道斷面測量

(1)河道斷面位置的確定與斷面樁的布設(shè)

在進行河道斷面測量之前,應(yīng)首先查勘、選擇合理的斷面位置。根據(jù)河湖評估要求和射陽河實際情況,一般從河口起每隔500～1 000 m選擇一個橫斷面,可以根據(jù)已有的較大比例尺地形圖資料在圖上選定,也可以在現(xiàn)場根據(jù)實地情況選定。橫斷面位置在選擇時,應(yīng)注意如下事項:首先,河道斷面布設(shè)應(yīng)選擇在水流較平緩且能控制河床變化的地方;其次河道斷面測量水深及河底高程時,應(yīng)盡量避開急流、險灘等情況;河道橫斷面方向應(yīng)保持與水流方向垂直,在河道不規(guī)則區(qū)域、交叉口、支流匯合處、閘站壩和橋梁以及斷面比降、形態(tài)、長度明顯變化的河道特征處應(yīng)加設(shè)監(jiān)測斷面。

河道斷面位置在實地確定以后,應(yīng)在河道一側(cè)或兩岸上布設(shè)一根木樁作為臨時斷面樁,斷面樁應(yīng)選擇布設(shè)在最高洪水位以上。布設(shè)好斷面樁以后,應(yīng)當(dāng)利用RTK接收機測定其三維坐標(biāo),其平面位置誤差應(yīng)不大于±2 cm。

河道斷面應(yīng)當(dāng)按里程位置統(tǒng)一編號,可以從河道上游編號CS1+位置名,依次向下游方向遞增,如表1所示。

(2)河道斷面測量

在全面野外巡視的基礎(chǔ)上,根據(jù)測量需要以一、二級導(dǎo)線點及以上精度的控制點為起算,布設(shè)滿足測量要求的控制點。控制點可以采用全站儀測距導(dǎo)線或RTK等方法進行。高程采用RTK曲面擬合法或水準(zhǔn)測定。

河道斷面測量可以利用RTK接收機+測深儀法、走航式ADCP、斷面索法、RTK接收機+測深錘法等方法。當(dāng)采用RTK接收機+測深儀法進行斷面測量時,測前應(yīng)對測深儀進行入水深度校對,確認(rèn)電壓、信號無干擾后開始使用。當(dāng)采用斷面索法進行斷面測量時,在每個斷面測量開始和結(jié)束時應(yīng)各測定一次水位。

(3)數(shù)據(jù)處理與斷面圖繪制

所有外業(yè)記錄,經(jīng)各級檢查符合規(guī)定后,進入數(shù)據(jù)處理階段。斷面測量數(shù)據(jù)根據(jù)記錄形式不同,可以用不同的方法處理。

當(dāng)利用儀器記錄時:將儀器中的數(shù)據(jù)傳入電腦后錄入到Excel表中,然后計算出起點距,在起點距后面一格里輸入對應(yīng)的高程(表2),使用南方CASS7.1繪圖軟件進行處理后繪制斷面圖。

表2 射陽河斷面數(shù)據(jù)成果表

當(dāng)利用斷面成果表記錄時:可以記錄為起點距和高程形式,將數(shù)據(jù)輸入Excel表格中進行處理后,利用南方CASS7.1繪圖軟件繪斷面圖。

2 射陽河健康狀況評價

2.1 河岸帶植被覆蓋度和河道岸坡穩(wěn)定性

河岸帶植被覆蓋度,是指河岸帶植被覆蓋面積占河岸帶面積的百分比。河岸帶,即常水位以上到堤頂或背水坡部分。河岸帶植被覆蓋度先計算各河段岸帶植被覆蓋率,再對全河流按河段長度作為權(quán)重加權(quán)計算,獲得河流河岸帶植被覆蓋度賦分值,按下式進行賦分。

(1)

式中:Rvc—河岸帶植被覆蓋率賦分值;

Aci—河段i岸帶植被覆蓋面積;

Aai—河段i岸帶面積;

Lvci—河段i長度;

L—評價河流長度。

河道岸坡穩(wěn)定性指河岸線平面位置的穩(wěn)定程度和保護狀況,計算方法為穩(wěn)定無明顯侵蝕的河岸線長度占河岸線總長度的比例:

(2)

式中:D—為岸坡穩(wěn)定性指數(shù);

a—為調(diào)查河段穩(wěn)定無明顯侵蝕的河岸線長度(m);

L為河道岸線總長度(m)。

射陽河河道兩岸多為自然岸坡,自然植被分布較為完整,河岸線無明顯侵蝕現(xiàn)象,岸坡穩(wěn)定性好。

射陽河斷面CS1位于永興,上游接西塘河,濱水植物多,上游河水較清,河內(nèi)停船多,近一半調(diào)查河段近岸分布有民居,且樹木分布其間,鄉(xiāng)村自然景觀好;濱水岸邊植物多,有蘆葦、茭草和伊樂藻分布,無不穩(wěn)定岸坡現(xiàn)象,本河段岸坡植被覆蓋率為87.5%,岸坡穩(wěn)定性為100%。

斷面CS2位于G204阜寧大橋下,河內(nèi)通航、船多,采樣點河段內(nèi)有砂廠、混凝土廠,僅靠近橋一側(cè)約 20 m濱水岸坡有輕微裸露侵蝕現(xiàn)象外,無塌岸現(xiàn)象,岸坡植被基本全覆蓋。河面寬,水靜止,水微黃綠色,濱水植物多,岸坡緩;本河段岸坡植被覆蓋率為95%,岸坡穩(wěn)定性為99.67%。

斷面CS3位于沿海高速路橋下,河面寬闊,水清澈,采樣河段內(nèi)有渡船碼頭,其余河段岸坡全為植被覆蓋,無不穩(wěn)定岸坡現(xiàn)象,河段自然景觀好,岸坡植被好,本河段岸坡植被覆蓋率為98.33%,岸坡穩(wěn)定性為100%。

斷面CS4位于鮑墩抽水站,河面寬闊,水清澈,河內(nèi)捕魚多。河內(nèi)挺水植物帶寬,分布有蘆葦、水花生、茭草等;坡上植被好,沿河全覆蓋,無不穩(wěn)定岸坡現(xiàn)象,本河段岸坡植被覆蓋率為100%,岸坡穩(wěn)定性為100%。

斷面CS5位于射陽港大橋,河面寬闊,水清澈,橋兩側(cè)兩岸約一半岸線均分布有砂場、拌合廠、民居等,岸邊植被帶間續(xù),河濱有水花生以及伊樂藻等沉水植物,無不穩(wěn)定岸坡現(xiàn)象,本河段岸坡植被覆蓋率為60%,岸坡穩(wěn)定性為100%。

綜合5個調(diào)查河段,河道岸坡植被覆蓋率為88.17%,岸坡穩(wěn)定性為99.93%。

2.2 河道淤積程度

通過一個周期內(nèi)兩次斷面測量,對射陽河河道橫斷面調(diào)查(圖2),河道淤積程度分析如下,射陽河CS1斷面水位值在0.61情況下,計算出原狀面積 1 962.21 m2,現(xiàn)狀面積 1 906.62 m2,略有淤積;射陽河CS2斷面水位值在0.79情況下,計算出原狀面積 1 695.12 m2,現(xiàn)狀面積 1 639.00 m2,略有淤積;射陽河CS3斷面水位值在0.70情況下,計算出原狀面積 779.15 m2,現(xiàn)狀面積 744.06 m2,略有淤積;;射陽河CS4斷面水位值在0.70情況下,計算出原狀面積 1 099.94 m2,現(xiàn)狀面積 1 028.15 m2,略有淤積;射陽河CS5斷面水位值在0.70情況下,計算出原狀面積 430.80 m2,現(xiàn)狀面積 414.46 m2,略有淤積。

圖2 射陽河鮑墩抽水站同一水位過水?dāng)嗝婷娣e比較圖

2.3 防洪工程達(dá)標(biāo)率

防洪工程達(dá)標(biāo)率指達(dá)到防洪標(biāo)準(zhǔn)的河流長度占評價河流總長度的百分比,按式(3)進行賦分。河段的防洪標(biāo)準(zhǔn)按照GB 50201-2014的要求確定。

(3)

式中:Rfl—防洪工程達(dá)標(biāo)率賦分值;Lq—達(dá)標(biāo)河流長度;L—評價河流總長度。

射陽河堤防頂高3.5～5.0 m,頂寬2～4 m,邊坡1∶1～1∶1.5。鹽城市境內(nèi)保護面積 2 893 km2,保護人口162萬?，F(xiàn)狀防洪標(biāo)準(zhǔn)20年一遇,排澇標(biāo)準(zhǔn)5年一遇。

統(tǒng)計射陽河沿岸防洪工程堤防情況(表3),射陽河堤防防洪工程達(dá)標(biāo)情況良好,建湖、濱海、射陽段均無不達(dá)標(biāo)河堤,僅在阜寧永興集鎮(zhèn)段及水文站對岸段,分別有 1.2 km和 0.092 km堤防未達(dá)標(biāo)。按永興～射陽河閘段 133 km河長,根據(jù)GB50201—2014標(biāo)準(zhǔn)以及DB32/T 3674—2019中防洪工程完好率指標(biāo)賦分標(biāo)準(zhǔn),統(tǒng)計射陽河堤防達(dá)標(biāo)率指標(biāo)值為99.995%,評價得分99.99。

表3 射陽河沿岸防洪工程堤防情況匯總表

3 維持河流健康對策

依據(jù)本次對射陽河河流生態(tài)健康狀況評價結(jié)果,表明:射陽河多為自然型岸坡,岸坡植被及水生植物恢復(fù)本底條件良好。為促進河道水體自凈能力提高,應(yīng)重視河道生態(tài)緩沖帶、沿河濕地建設(shè)與保護,尤其是有條件的開闊河道區(qū)域盡可能大面積恢復(fù)濕地,擴大水環(huán)境容量與自凈能力;因河道多處農(nóng)村地區(qū),科學(xué)推行流域農(nóng)田退水溝渠的生態(tài)攔截建設(shè),高效阻斷污染物輸入河流,充分利用現(xiàn)有排水溝渠,對其進行一定的工程改造,建設(shè)成生態(tài)攔截型溝渠塘系統(tǒng)。合理規(guī)劃沿河防護林建設(shè),建設(shè)和完善保護區(qū)生態(tài)隔離帶及防護林體系,構(gòu)建沿岸綠色生態(tài)廊道,遏制濕地資源減少和功能退化,進一步保護生態(tài)環(huán)境,防控入河污染。

扎實做好水域岸線管控工作,提升河道環(huán)境面貌,射陽河是跨縣骨干河道,穿越村鎮(zhèn)及鄉(xiāng)村,跨線長,沿河碼頭較多,雖經(jīng)過整治,但沿河通航,岸線碼頭常有臨時堆放、作業(yè)等占用現(xiàn)象,部分岸坡環(huán)境雜亂,水體整潔程度較差,常見有岸坡及河面漂浮垃圾。后續(xù)須進一步對岸線管理范圍嚴(yán)格實施空間管控,規(guī)范岸線利用各類活動,圍繞“補短板”和“強監(jiān)管”,繼續(xù)推進河湖“兩違三亂”專項整治工作,并全面落實河湖長效管護措施,建立有人員、有經(jīng)費、有制度、有考核、有獎懲的“五有”河湖長效管護機制,確保河湖不再新增“兩違三亂”違法行為。必須嚴(yán)格落實河道沿線亂墾種、亂搭建、亂堆放、亂傾倒等違法行為監(jiān)管,重點整頓各類違法侵占、破壞岸線資源的行為,促進岸線資源的節(jié)約使用和合理開發(fā)。積極借助網(wǎng)格化管理模式,充分發(fā)揮各級河長職能,建立健全河湖網(wǎng)格化巡查、保潔等機制。強化管護主體能力建設(shè),按照長效保潔工作計劃及相關(guān)規(guī)定,加強河道堤防觀測、巡查、維護和養(yǎng)護等日常管理工作,購置水域清污船等河道水面清理設(shè)施設(shè)備,綜合采取各種技術(shù)措施,清理河道水面垃圾和有害水生植物,切實保持河道水面清潔,促進沿河整體生態(tài)環(huán)境及整潔情況提升。同時,不斷優(yōu)化河長公示牌內(nèi)容,引導(dǎo)鼓勵廣大群眾參與河湖保護工作,全力打造生態(tài)河湖“樣板”。