甘州區(qū)黑河生態(tài)文明建設(shè)河道治理方案探討

蒲興元

(甘肅省張掖市甘州區(qū)水務(wù)局，甘肅 張掖 734000)

2020年1月，甘州區(qū)委、區(qū)政府立足于習(xí)近平總書記推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)的六項(xiàng)重要原則，搶抓黃河流域生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展的機(jī)遇，提出了甘州區(qū)黑河流域綜合治理保護(hù)修復(fù)的思路，結(jié)合實(shí)施鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略和改善農(nóng)村人居環(huán)境，堅(jiān)持以黑河甘州段沿線生態(tài)系統(tǒng)與生物多樣性保護(hù)、水環(huán)境保護(hù)與修復(fù)、水土流失治理為重點(diǎn)，按照“山水林田湖是一個(gè)生命共同體”的科學(xué)論斷，把黑河流域作為一個(gè)完整的生態(tài)系統(tǒng)，實(shí)施整體性保護(hù)和系統(tǒng)性修復(fù)，以此破解生態(tài)環(huán)境難題，加快推進(jìn)西部生態(tài)安全屏障城市建設(shè)。

1 黑河流域概況

黑河是中國第二大內(nèi)陸河，干流發(fā)源于青海省祁連縣，從祁連山發(fā)源地到尾閭居延海，全長約928 km。其中干流鶯落峽以上為上游，河道長313 km，流域面積1.00萬 km2。鶯落峽至正義峽為中游，河道長204 km，流域面積2.56萬 km2，黑河流至張掖市西北10 km處，納山丹河，折向西北流，在鴨暖野溝灣匯入梨園河流于正義峽。正義峽以下為下游，河道長411 km，流域面積8.04萬 km2。穿越北山，流經(jīng)金塔鼎新盆地，改稱額濟(jì)納河(古弱水)，向北流入內(nèi)蒙古額濟(jì)納旗境內(nèi)的居延海。

黑河是甘州區(qū)最為重要的城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶、農(nóng)村經(jīng)濟(jì)承載區(qū)，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的命脈。黑河甘州區(qū)段起于鶯落峽，止于甘州區(qū)烏江鎮(zhèn)大灣村，過境河道全長57 km，共受益15個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)、220個(gè)行政村，總灌溉面積103.85萬畝。黑河流經(jīng)甘州區(qū)境內(nèi)，沿途流經(jīng)9個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)，河道有過渡型、游蕩型、蜿蜒型等三種河型依次出現(xiàn)，干流自鶯落峽流出祁連山后進(jìn)入山前沖洪積扇傾斜平原，河道縱坡1/1500～1/500,隨河道縱坡變化,河道寬度亦逐漸擴(kuò)展，現(xiàn)狀河道最窄處在龍渠電站引水渠首閘約65 m,最寬處在省道213線大橋及過水路面處約1 450 m。其中：鶯落峽至省道213線大橋段河道長25 km，省道213線大橋至國道312線大橋段河道長12 km，國道312線大橋至甘臨分界線段河道長20 km。

2 黑河河道治理現(xiàn)狀

黑河甘州段上游已建成較為完善的防洪體系。其中石廟子電站至省道213線河道治理工程防洪標(biāo)準(zhǔn)為50 a一遇，設(shè)計(jì)洪峰流量1 900 m3/s，于2013年由甘肅省水利廳批復(fù)實(shí)施；省道213線至國道312線自石廟子分洪溢流堰處分為東、西兩個(gè)河岔，其中主河道(東河岔)防洪標(biāo)準(zhǔn)為50 a一遇，設(shè)計(jì)洪峰流量1 250 m3/s，西河岔設(shè)計(jì)洪峰流量630 m3/s。省道213線至國道312線主河道防洪工程已于2011年經(jīng)甘肅省發(fā)改委批復(fù)實(shí)施，2017年又納入祁連山黑河流域山水林田湖生態(tài)保護(hù)修復(fù)項(xiàng)目黑河城區(qū)段生態(tài)治理工程，對(duì)該段生態(tài)治理進(jìn)行更進(jìn)一步提升，項(xiàng)目計(jì)劃于2021年全面建成。國道312線至支家崖段河道治理按照農(nóng)防標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，防洪標(biāo)準(zhǔn)為10年一遇，設(shè)計(jì)洪峰流量985 m3/s，于2015年由甘肅省發(fā)改委、水利廳聯(lián)合批復(fù)實(shí)施。支家崖至甘臨分界線為自然河道，沿岸基本未修建防洪設(shè)施。

3 存在的主要問題

黑河上游地段已建成的防洪設(shè)施大多為現(xiàn)澆砼結(jié)構(gòu)，存在“斷面結(jié)構(gòu)單一化、岸坡形式規(guī)則化、材料選擇硬質(zhì)化”的弊端。黑河下游地段部分河岸經(jīng)過多年運(yùn)行，河岸淘蝕剝落、岸基坍塌、水土流失等現(xiàn)象較為嚴(yán)重，原來純工程型的治理措施已不能滿足現(xiàn)行水生態(tài)文明工程建設(shè)需要，主要存在以下問題：

(1)黑河部分地段防洪能力薄弱。黑河鶯落峽至石廟子段河道比降大，河槽窄深，河床沖刷切割較強(qiáng)，水土流失嚴(yán)重，兩岸植被稀少，生態(tài)十分脆弱。

(2)已建成防洪工程設(shè)計(jì)防洪標(biāo)準(zhǔn)不一，防洪能力各異。下段防洪標(biāo)準(zhǔn)較低，需要提升。

(3)除黑河甘州城區(qū)段外，其它地段的防洪工程大部分為剛性襯砌，沒有完整的生態(tài)體系，生態(tài)功能需進(jìn)一步提升。

(4)黑河支家崖至甘臨分界線段河槽蜿蜒曲折，河岸低矮，土質(zhì)松軟，抗沖刷能力較弱，河床極不穩(wěn)定。

4 黑河河道治理方案的建議與探討

黑河作為國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)，本著“在開發(fā)中保護(hù)、在保護(hù)中開發(fā)”的指導(dǎo)思想，在流域水環(huán)境保護(hù)治理當(dāng)中，應(yīng)遵循順應(yīng)自然、保護(hù)優(yōu)先、減少干擾、整體提升的原則，充分利用黑河已建成的防洪體系，因地制宜統(tǒng)籌解決水資源、水生態(tài)、水環(huán)境、水災(zāi)害等新老問題。在河道護(hù)岸治理措施上，應(yīng)在保證實(shí)現(xiàn)防洪功能的前提下，充分利用天然原材料，盡量采取生態(tài)護(hù)岸結(jié)構(gòu)，并充分結(jié)合河床、堤岸現(xiàn)狀，多種護(hù)砌方式相結(jié)合，使水工設(shè)計(jì)與景觀設(shè)計(jì)達(dá)到協(xié)調(diào)統(tǒng)一，打造生態(tài)水岸。

(1)黑河鶯落峽至省道213線段是地表水入滲區(qū)，該段河道水流湍急，沖刷力強(qiáng)，對(duì)未治理地段，可采用鉛絲石籠護(hù)腳、格賓籠護(hù)岸方式，在局部地段還應(yīng)設(shè)置固床潛壩，防止河床下切，建議護(hù)岸結(jié)構(gòu)見圖1。

圖1 黑河鶯落峽至省道213段護(hù)岸結(jié)構(gòu)

(2)國道312線至蘭新鐵路橋地段，地下水逐漸出露，河床相對(duì)穩(wěn)定，但局部地段沖刷仍然較強(qiáng)，目前已建成的護(hù)岸設(shè)計(jì)防洪標(biāo)準(zhǔn)較低，應(yīng)提高到50 a一遇，在原防洪堤基礎(chǔ)上“穿靴戴帽”，建議護(hù)岸結(jié)構(gòu)見圖2。

圖2 國道312線至蘭新鐵路橋段護(hù)岸結(jié)構(gòu)

(3)蘭新鐵路橋至支家崖地段，地下水出露量逐漸增多，河床沖刷逐漸減弱，但河道變窄，河床表面土質(zhì)松散，基礎(chǔ)淘刷仍很嚴(yán)重，已建成的護(hù)岸設(shè)計(jì)防洪標(biāo)準(zhǔn)較低，應(yīng)提高到50 a一遇，在原砼面板上進(jìn)行堆石護(hù)岸，并對(duì)基礎(chǔ)進(jìn)行拋石護(hù)腳加固，建議護(hù)岸結(jié)構(gòu)見圖3。

圖3 蘭新鐵路橋至支家崖段護(hù)岸結(jié)構(gòu)

(4)支家崖至甘臨分界線地段，地下水大量出露，河床沖刷大大減弱，河床表層基本全部為細(xì)顆粒，該段也是打造黑河高質(zhì)量發(fā)展經(jīng)濟(jì)帶的重點(diǎn)地段，河道可因地制宜，盡量采取柔性護(hù)砌型式(見圖4)。

(a)

5 方案選擇的優(yōu)點(diǎn)

5.1 鉛絲石籠護(hù)腳、格賓籠護(hù)岸方案

采用鉛絲石籠護(hù)腳、格賓籠護(hù)岸，石籠抗沖刷力強(qiáng)、透水性強(qiáng),又是生物易于棲息的多孔原構(gòu)造，可以抵擋流水的沖蝕,為植物健康生長營造穩(wěn)定的環(huán)境。鉛絲石籠裝置的柔韌性是保護(hù)河床和護(hù)坡的穩(wěn)定性的基本因素，它可對(duì)河岸或河床起到有效的永久性保護(hù),同時(shí)還能有效控制水的流速,防止水土流失，特別是在為植物自然生長、根系的發(fā)育等營造良好的生態(tài)環(huán)境和水質(zhì)保持上,具有極佳的功效。

5.2 拋石護(hù)腳、土工格室加寬加高堤岸方案

河流最嚴(yán)重的災(zāi)害是水流沖刷河岸使其破壞,在處理上述問題時(shí),應(yīng)遵循因地制宜的原則，針對(duì)國道312線至蘭新鐵路橋地段地下水逐漸出露、局部地段沖刷嚴(yán)重、已建成防洪堤護(hù)岸設(shè)計(jì)防洪標(biāo)準(zhǔn)較低的特點(diǎn)，應(yīng)充分利用已建成河堤，對(duì)基礎(chǔ)部位拋石加固，對(duì)堤身進(jìn)行加寬加高。采用土工格室能夠?qū)ψo(hù)坡加高部位進(jìn)行綠化美化，同時(shí)也有利于降低成本，節(jié)約費(fèi)用。

5.3 鉛絲石籠護(hù)腳、面板堆石護(hù)岸方案

黑河甘州段蘭新鐵路橋至支家崖地段，地下水出露量逐漸增多，河床表面土質(zhì)松散，河道變窄，河床沖刷逐漸減弱，基礎(chǔ)護(hù)腳部位淘刷嚴(yán)重，加之工程施工的季節(jié)性強(qiáng),受水文、氣象的影響,施工布置必需滿足施工強(qiáng)度要求和防洪標(biāo)準(zhǔn)。采用鉛絲石籠護(hù)腳、面板堆石護(hù)岸方案，施工方法簡(jiǎn)易靈活，可以就地取材，分段平行施工，減少對(duì)原有護(hù)岸的破壞，同時(shí)施工排水暢通，便于機(jī)械開挖和保護(hù)邊坡的穩(wěn)定性。

5.4 木排樁塊石護(hù)腳、格賓墊護(hù)岸方案

黑河支家崖以下地段，河道平緩，兩岸植被保護(hù)較好，采用該施工方案既可以滿足防洪要求，又可以有效減少對(duì)沿岸植被的破壞，與現(xiàn)狀河道自然形態(tài)進(jìn)行有機(jī)融合，同時(shí)減少了施工導(dǎo)流、基礎(chǔ)排水的工程量，降低了施工難度。

5.5 格賓石籠護(hù)腳、干砌塊石護(hù)岸方案

黑河支家崖至甘臨分界線地段是打造黑河生態(tài)廊道的“黃金地段”，防洪設(shè)施與人文景觀應(yīng)和諧統(tǒng)一，采用該方案可以最大程度避免對(duì)原有河床的擾動(dòng)，在解決岸坡底部水流侵蝕、滑坡坍塌問題的同時(shí)，護(hù)坡坡面可以與駁岸、人行步道順暢銜接，坡比可根據(jù)河岸形態(tài)靈活變化，形成平滑優(yōu)美的岸線。

6 方案比選分析

表1 方案比選主要特點(diǎn)

7 結(jié)語

充分認(rèn)識(shí)加強(qiáng)黑河流域生態(tài)保護(hù)的重要性，將山水林田湖作為一個(gè)生命共同體，通盤考慮黑河流域生態(tài)系統(tǒng)的依存度、互補(bǔ)性和內(nèi)在聯(lián)系，采取自然修復(fù)與項(xiàng)目建設(shè)相結(jié)合，生物措施與工程手段相結(jié)合的方式，整體規(guī)劃、分類實(shí)施，突出重點(diǎn)、逐步推進(jìn)。在今后的河道治理項(xiàng)目建設(shè)中，要按照人與自然和諧相處的理念，認(rèn)識(shí)和處理水利工程生態(tài)影響問題，以黑河河道水環(huán)境治理生態(tài)文明建設(shè)為著力點(diǎn)，立足于新時(shí)期生態(tài)文明建設(shè)的總體布局，注重生態(tài)效益、社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益的有機(jī)統(tǒng)一，切實(shí)增強(qiáng)黑河防洪防護(hù)功能，促進(jìn)河湖生態(tài)建設(shè)與兩岸經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。