張中元,薛祥山,劉改妮,王建富,楊 鋼,姜 影,鄭燚楠
(北京清控人居環(huán)境研究院有限公司,北京 100083)
隨著人口增加、經(jīng)濟(jì)增長、城市化進(jìn)程加快,人類對資源的消耗也越來越嚴(yán)重,發(fā)展初期人們對生態(tài)環(huán)境問題不夠重視,往往在一定程度上造成人與自然的矛盾加劇,而這種矛盾最終導(dǎo)向的是人與自然的兩敗俱傷。本文探討的淤積問題便是這矛盾之一。
對水土保持工作的不重視,導(dǎo)致上游坡降較大的河段產(chǎn)生大量的泥沙,在下游造成淤積;對于城市垃圾、污水問題的不重視,導(dǎo)致平原城市河道黑臭、淤塞。這也進(jìn)一步造成人們的生存空間進(jìn)一步惡化,街道臭氣熏天,河水黑臭,淤積問題也縮小了泄洪通道、增加了防洪風(fēng)險(xiǎn)。因此,切實(shí)開展城鄉(xiāng)河渠清淤工作已經(jīng)成為很多城市迫在眉睫的問題,本文以邛崍市為例,對我國西南地區(qū)城鄉(xiāng)河渠清淤的對策進(jìn)行了初步的探討。
本文研究區(qū)為四川省成都市邛崍市全域。邛崍位于成都平原西南邊緣,東連新津、彭山,南與眉山、蒲江、名山、雅安接壤,西界蘆山、北臨大邑,東西長68.5 km,南北寬38.5 km。地理位置東經(jīng)103°04′~103°45′,北緯30°12′~30°33′。邛崍市古稱臨邛,位于四川省中部,成都平原西南,總面積1377 km2(圖1)。
邛崍地處四川盆地成都平原西南邊緣至川西高山高原區(qū)龍門山脈前沿的過渡帶,整個(gè)地形呈東西條形狀。境內(nèi)地貌山、丘、壩俱全,河流縱橫。市境地貌可劃分為平原、淺丘、深丘、低中山四大地貌單元,特征是:西高東低高差懸殊,河流縱橫切割強(qiáng)烈,山丘廣布平原狹小[1]。市域土地總面積中,低中山和丘陵占77.36%;平壩占22.64%(圖2)。
邛崍屬亞熱帶濕潤季風(fēng)氣候區(qū)。氣溫最高是7月,最低是1月,降雨集中于夏季,具陸地氣候特點(diǎn),由于氣溫年變幅不大、冬季溫和、降雨充沛等因素,又兼具海洋性氣候特點(diǎn)。冬無嚴(yán)寒,夏無酷暑,氣候溫和,雨量充沛,四季分明,日照偏少,四季劃分與自然氣候季節(jié)接近。
圖1 邛崍市在成都市的區(qū)位
圖2 邛崍市地形
圖3 邛崍市水系
邛崍市地形從山區(qū)至平原高程差較大,河水在山區(qū)段流速快、沖擊力強(qiáng),裹挾大量泥沙進(jìn)入下游平緩河段,流速下降,泥沙隨之沉降,河床逐年太高,河流的斷面形狀也在不斷變化,河道水體的水生環(huán)境以及景觀格局也越來越差[3,4]。
邛崍市是主要河道中,上游的文井江、白沫江坡降大,流速快,淤積問題基本可以忽略;而南河、江河、斜江河與蒲江河,經(jīng)過治理,淤積問題整體上已經(jīng)消除。因此現(xiàn)狀存在淤積問題的河道主要是南河支流溝渠、人工渠堰、斜江河支流小南河以及過境河道榿木河。
邛崍市河道淤積比較嚴(yán)重的主要有十段河渠,可分為泥沙型淤積和黑臭型淤積兩類:泥沙型淤積河道有永濟(jì)堰、曾大溝和榿木河;黑臭型淤積河道有東河、小南河、大路溝、封營溝、棠子溝及杜溝、南河斗渠、泥河(圖4)。下面對各河渠具體情況分別闡述。
圖4 邛崍市淤積河段位置示意
永濟(jì)堰北起斜江河,南至南河,流經(jīng)邛崍是境內(nèi)前進(jìn)、高埂、固驛等鎮(zhèn),屬入境水系。永濟(jì)堰與東河交匯處以下至南河段,全長約5.6 km,為自然土渠,淤積嚴(yán)重,雜草叢生,過水能力不足,嚴(yán)重影響灌溉與排澇能力。
東河西起逩江河,東至斜江河,流經(jīng)前進(jìn)、高埂、冉義等鎮(zhèn),是一條人工渠,全長約10 km。東河自建成以來從未做過相應(yīng)的整治,淤積嚴(yán)重,雜草叢生,過水能力不足;局部穿越居民區(qū)段垃圾淤積,黑水橫流,又臟又臭,嚴(yán)重影響渠道灌溉與排澇能力。
東河西起逩江河,東至斜江河,流經(jīng)前進(jìn)、高埂、冉義等鎮(zhèn),是一條人工渠,全長約32 km,下游至斜江河約10 km河段淤積嚴(yán)重,河道內(nèi)形成灘地,河道形狀極不規(guī)整,且長滿雜草,河道的過水能力嚴(yán)重不足。
榿木河是一條過境河流,從邛崍市東北自大邑縣流入邛崍境內(nèi),大致水流沿邛崍與新津縣邊界向東南方向,途徑冉義、羊安兩鎮(zhèn),于羊安鎮(zhèn)流出邛崍市境。榿木河清淤河段全長8.4 km,現(xiàn)狀為自然河道,基本沒有工程措施,河道淤積十分嚴(yán)重。
大路溝從桑園鎮(zhèn)司馬庵附近的三合堰開始,向南進(jìn)入臨邛街道,從邛崍市區(qū)正北方向進(jìn)入中心城區(qū),于北壇路附近進(jìn)入邛崍市臨邛街道,沿君平大道向東至滬聶線折向南,后經(jīng)鄧溝向東出城。大路溝全長6 km左右,其中城區(qū)段2.7 km,由于流經(jīng)邛崍市舊城區(qū),有生活污水排入溝內(nèi),大路溝城區(qū)段水體黑臭的問題較為突出,再加上該段溝道多急彎,水流不夠通暢,淤積比較嚴(yán)重,幾乎每年都需要清淤。
封營溝屬南河支流,自臥龍鎮(zhèn)始,流經(jīng)孔明鄉(xiāng),于文君街道黃壩大橋附近匯入南河。封營溝淤積段全長約3 km,為自然渠道,溝渠雜草叢生,淤積問題突出,且存在黑臭問題,過水能力嚴(yán)重受限。
棠子溝和杜溝為連通水系,棠子溝連通愚公堰和南河,主要位于文君街道;杜溝連通團(tuán)結(jié)堰邛崍分渠和南河,流經(jīng)臥龍鎮(zhèn)和文君街道。棠子溝和杜溝于新南橋附近合流匯入南河。棠子溝積淤段長度約12 km,杜溝淤積段長度約5 km,為自然渠道,淤積問題突出,岸邊多有裸露土壤,嚴(yán)重影響河道的防洪能力和生態(tài)功能。此外,棠子溝和杜溝經(jīng)過部分工廠,工業(yè)污染和黑臭問題同樣突出。這兩條河段都亟需清淤、治污和生態(tài)恢復(fù)。
南河斗渠為團(tuán)結(jié)堰邛崍分渠斗渠,流經(jīng)臥龍鎮(zhèn)和文君街道。南河斗渠長約7 km,渠道有人工護(hù)岸,但淤積問題嚴(yán)重,同時(shí)存在水體黑臭的現(xiàn)象,亟需清淤治理。
泥河位于羊安鎮(zhèn),長5.2 km,基本沒有工程設(shè)施,為自然護(hù)岸,河道斷面狹窄,加上淤積嚴(yán)重,過水能力十分有限。需在清淤的同時(shí)加固護(hù)坡,減少河道水土流失,減緩河道淤積。
曾大溝位于前進(jìn)鎮(zhèn),全長3 km左右,淤積嚴(yán)重,雜草叢生,過水能力不足,亟需采取清淤工程措施。
邛崍市受城鎮(zhèn)影響較小的泥沙淤積型河道有3條,分別為永濟(jì)堰、榿木河、曾大溝;經(jīng)過城鎮(zhèn)受到人為因素影響的黑臭型淤積河道也有7條,分別為小南河、東河、大路溝、封營溝、棠子溝及杜溝、泥河、南河斗渠。其中泥沙清淤河道長度17 km,黑臭清淤河道長度58.3 km,詳見表1。
表1 清淤工程量
邛崍市河道清淤工程規(guī)劃按以上兩種分類采取不同的方案實(shí)施清淤,然后根據(jù)河道的地理位置、淤積程度和淤積類型分別制定清淤工程規(guī)劃。
邛崍市泥沙淤積型河道主要有永濟(jì)堰、小南河、榿木河、泥河和曾大溝。
4.1.1 永濟(jì)堰尾端與東河交匯處至南河段清淤工程
(1)清淤措施。由于永濟(jì)堰是連接斜江河和南河的連通水系,流經(jīng)邛崍市三個(gè)場鎮(zhèn),對于當(dāng)?shù)毓喔染哂兄匾淖饔?,加之永?jì)堰主要淤積原因是泥沙淤積,因此需要徹底清淤,建議采用圍堰干土挖掘的清淤方式。
(2)淤泥處理。由于永濟(jì)堰流經(jīng)固驛鎮(zhèn)鎮(zhèn)區(qū),因此對淤泥的處理需分為農(nóng)田段淤泥和鎮(zhèn)區(qū)段淤泥分別處理。對于農(nóng)田段,河道淤泥主要是上游沖刷的護(hù)岸土壤和岸邊植物沉落的腐殖質(zhì),因此建議淤泥經(jīng)處理后還田或填充洼地,或者經(jīng)處理后作為加固護(hù)岸的材料;對于鎮(zhèn)區(qū)段,河道淤泥可能受納城鎮(zhèn)生活污水和垃圾,其中污染物含量較高,不能還田或作為護(hù)岸材料,因此考慮對其進(jìn)行資源化利用,比如制成磚瓦。
4.1.2 榿木河清淤工程
(1)清淤措施。由于榿木河是一條過境河流,清淤時(shí)間應(yīng)該與上下游,尤其是下游市縣溝通,避開灌溉期,減少下游農(nóng)田灌溉由于清淤水體混濁帶來的影響。榿木河在邛崍市境內(nèi)主要流經(jīng)西北部農(nóng)田,可采用較為簡單的清淤措施,建議采用抓斗式清淤。
(2)淤泥處理。榿木河淤泥來源主要為上游泥沙沉積,因此考慮淤泥經(jīng)處理后直接還田,或用作加固榿木河護(hù)坡和建設(shè)其他農(nóng)田水利設(shè)施的材料。
(3)清淤后護(hù)坡建設(shè)。為減少河岸沖刷進(jìn)一步帶來泥沙淤積,應(yīng)加固護(hù)坡,包括境內(nèi)完整河段左右岸和邊界河段右岸,改善榿木河淤積現(xiàn)狀、護(hù)岸穩(wěn)定和水生態(tài)環(huán)境。據(jù)悉,新津縣擬于下半年對榿木河新津縣河段開展護(hù)岸修復(fù)工作,建議在做進(jìn)一步核實(shí)后,進(jìn)行聯(lián)合清淤及護(hù)岸建設(shè),保證新建護(hù)岸的完整性和兩岸生態(tài)的連貫性
4.1.3 曾大溝清淤工程
(1)清淤措施。曾大溝主要淤積原因是流域內(nèi)泥沙沉積,建議采用抓斗式清淤。
(2)淤泥處理??紤]淤泥經(jīng)處理后直接還田,或用作加固榿木河護(hù)坡和建設(shè)其他農(nóng)田水利設(shè)施的材料。
黑臭型河道清淤工程主要有:小南河清淤工程、東河清淤工程、大路溝清淤工程、封營溝清淤工程、棠子溝及杜溝清淤工程、泥河清淤工程、南河斗渠清淤工程。黑臭型河道建議采用統(tǒng)一的清淤措施和淤泥處理措施。
(1)清淤措施。黑臭型河道由于其底泥中含有大量的污染物,為避免清淤作業(yè)給水體帶來的二次污染,建議統(tǒng)一采用環(huán)保式清淤,在清淤的同時(shí)整治黑臭,恢復(fù)河道生態(tài)。
(2)淤泥處理。黑臭型淤泥就地堆放會破壞堆場地表的土壤結(jié)構(gòu)和生態(tài)功能,因此,在選擇堆場時(shí)要考慮盡量遠(yuǎn)離農(nóng)田、遠(yuǎn)離水源,淤泥通過管道直接從河道吸入堆場,然后對淤泥進(jìn)行及時(shí)處理,建議采用熱處理方法,即將淤泥加熱脫水然后做進(jìn)一步的資源化利用。
(3)清淤后河道應(yīng)進(jìn)行護(hù)坡建設(shè)。清除岸線垃圾,統(tǒng)一回收;同時(shí)對河岸沖刷嚴(yán)重的河道(如泥河)加固護(hù)坡,減少二次淤積。
本文針對邛崍市城鄉(xiāng)河渠實(shí)際情況,按照淤積類型的不同和城鄉(xiāng)河段的差異性,分別制定了不同的清淤措施以及淤泥處理措施。
(1)城鄉(xiāng)河渠清淤必須考慮城鎮(zhèn)河渠與鄉(xiāng)村河渠清淤工作的差異性。城鎮(zhèn)河渠兩岸多有建筑、巡河路、廣場、照明系統(tǒng)等公共設(shè)施,加上河中多為黑臭淤泥,清淤作業(yè)必須采用小而精的設(shè)施,淤泥也應(yīng)輸送至遠(yuǎn)離居民點(diǎn)的當(dāng)季下風(fēng)向的位置進(jìn)行進(jìn)一步處理,盡量減少淤泥對河水及居住環(huán)境造成的二次污染。
(2)城鄉(xiāng)河渠清淤必須考慮淤泥的資源化利用。無論是城市淤泥還是鄉(xiāng)村淤泥、黑臭淤泥還是泥沙淤泥,清淤后如不回收再利用容易對環(huán)境造成次級影響。因此,就可持續(xù)發(fā)展方面而言,淤泥的資源化再生利用是
十分必要且重要的。
(3)城鄉(xiāng)河渠清淤必須考慮跨流域河渠以及區(qū)域分界河渠清淤工作的協(xié)調(diào)性。本文中榿木河的清淤就是這種情況,無論是清淤還是護(hù)岸修復(fù)都需和鄰縣做充分的溝通,進(jìn)行聯(lián)合清淤以及護(hù)岸建設(shè),保證清淤工作的有效性和護(hù)岸的連續(xù)性。
目前,隨著科技的進(jìn)步,會源源不斷地出現(xiàn)各類新的清淤技術(shù)、清淤方法,清淤工程的適用性問題也需要做進(jìn)一步的研究和開發(fā)。