北方典型季節(jié)性河流治理方案研究

楊 勇

(沈陽建筑大學(xué)遼河流域水污染防治研究院，遼寧 沈陽 110168)

北方季節(jié)性河流以雨水作為主要補給來源，隨降雨季節(jié)的變化而變化，夏季水量較多，冬季則相對較少，甚至斷流。河流水量十分不穩(wěn)定，往往不能滿足用水需求，且豐水期洪澇災(zāi)害頻發(fā)，枯水期斷流嚴重，河流生態(tài)系統(tǒng)極為脆弱。水利工程的建設(shè)往往可以極大程度地便利人民群眾的生活，改善由于自然條件造成的種種不利情況，對大流域的治理是國家長久以來重視的河流治理方向，目前國家和政府也加大了對小型河流治理的重視，通過對小范圍內(nèi)的水系河道治理，可以直接改善周圍居民的生活環(huán)境。本文主要闡述了對遼寧省康平縣的水系聯(lián)通進行治理的情況。通過實地調(diào)研發(fā)現(xiàn)，該縣城幾條主要河道均存在水資源不足、生態(tài)功能喪失、水質(zhì)不佳、部分水體污染嚴重、人水關(guān)系惡化等問題，諸多問題對康平縣人民的生活造成了一定程度上的不便，亟需采用一系列合理的手段對當前的水系環(huán)境進行治理，通過對比類似河流治理方案，結(jié)合實地考察提出了合理有效的方案，并對整體的治理方案和治理結(jié)果及經(jīng)驗進行分析總結(jié)。

1 研究區(qū)域概況

遼寧省康平縣位于北緯中緯度地區(qū)，屬溫帶大陸性季風(fēng)氣候區(qū)。氣候主要特征是一年四季分明，盛行西北風(fēng)，氣溫低，降水少；夏季氣溫高，降雨量多；春季干而多風(fēng)；以康平氣象站為代表站，統(tǒng)計其氣象特征值。

康平屬于遼河水系，10km2以上河流共38條。重點大中小河流10條，其中，省管河流2條，縣管河流7條。遼河在康平境內(nèi)長度為40.7km，流域面積89.2km2?？灯娇h中小型水庫現(xiàn)有8座，其中中型4座、小(I)型4座。康平縣的主要水系分布如圖1所示。

圖1 康平縣主要水系

多年平均降水量500mm以上，年降水量差異明顯，多集中在6—9月，占全年總降水量的70%～80%。降水量年際之間變化亦較大，豐水年與枯水年相差2倍以上。

該地區(qū)多年平均氣溫7℃，極端最高氣溫36.5℃；最大凍土深150cm，最早初霜日10月3日，最早終霜日1月4日，多年平均無霜日282d，多年平均日照時數(shù)2800h以上，多年平均風(fēng)速4.4m·s-1；最大風(fēng)速23m·s-1，風(fēng)向SSW，多年汛期平均最大風(fēng)速19m·s-1。該地區(qū)年平均蒸發(fā)量為1750mm，多集中在4—7月，占全年蒸發(fā)量的60%左右。

表1 康平縣流域面積50km2以上河流基本情況表

2 存在問題

康平縣現(xiàn)存問題具有一定程度上的普遍性，主要體現(xiàn)在區(qū)域內(nèi)河湖連通性差、河勢穩(wěn)定性差和河湖水系攔蓄調(diào)節(jié)能力不足這3個方面，3方面的不利條件共同作用下造成了康平縣水系的流量不穩(wěn)等不平衡現(xiàn)狀，所以本次河流水系治理的首要工作是解決這3方面的問題。

2.1 區(qū)域內(nèi)河湖連通性差

區(qū)域內(nèi)河湖連通性差主要表現(xiàn)在臥龍湖與東馬蓮河、西馬蓮河、地河、富裕河、敖漢排干、李孤店排干、拉拉街河、康北排干、八家子排干、引遼濟湖干渠和東關(guān)河的連通不暢，水流堵塞，造成湖河擁堵現(xiàn)象，對流域內(nèi)原生水生植物、動物的正常生長繁殖形成了不利條件，生物多樣性變差，又進一步使得水系流域內(nèi)的人水環(huán)境惡化，所以需要加強各河流之間的連通性。

2.2 河勢穩(wěn)定性差

康平縣境內(nèi)河流岸坡土壤多為風(fēng)沙土，且植被覆蓋率低，水土流失情況容易發(fā)生，嚴重時造成河道岸坡塌坡和河道淤積，河道主槽不明顯，造成河道漫流同時對抗瞬時大流量來臨的能力不足，無法有效保證當?shù)氐姆篮榘踩７湃魏拥雷杂裳葑儠斐珊拥栏嗖豢深A(yù)見風(fēng)險[9]，調(diào)節(jié)流域內(nèi)的河勢穩(wěn)定性是水系治理的重要部分。

圖2 李孤店段河流

2.3 河湖水系攔蓄調(diào)節(jié)能力不足

臥龍湖地處科爾沁沙地南緣，是阻止科爾沁沙地向南擴張的重要屏障，對調(diào)節(jié)地區(qū)氣候、補充地下水、維護該地區(qū)生態(tài)平衡起著重要作用。近年來臥龍湖生態(tài)補水量不足，是由于其水量主要補給來源靠區(qū)域內(nèi)的天然降水，但周邊的水系連通不暢，河道淤積，且李孤店排干與八家子排干正交，八家子排干上沒有攔控設(shè)施，導(dǎo)致大部分本該進入臥龍湖的降水通過八家子排干進入了遼河，是導(dǎo)致臥龍湖生態(tài)補水量不足的一個重要原因[10]。河湖水系攔蓄調(diào)節(jié)能力不足，不足以使流域范圍應(yīng)對突發(fā)性的水流變化，河湖自身的攔蓄調(diào)節(jié)能力充分表現(xiàn)為河流的調(diào)節(jié)反補能力，調(diào)蓄能力不足將不能保持流域自由的削弱洪峰和水土保持作用。

此外，沿河村莊因缺少節(jié)點攔蓄工程，無法形成連續(xù)水面，給村莊周圍水環(huán)境建設(shè)帶來了一定的困難。需要建立流域系統(tǒng)內(nèi)的人-水自然平衡，充分保證治理區(qū)域內(nèi)的水環(huán)境自適應(yīng)能力，全面提升流域整體的生態(tài)和諧水平。

3 治理目標

針對康平縣現(xiàn)存的問題，設(shè)置了整體的宏觀體統(tǒng)治理方案。按照節(jié)水優(yōu)先、空間均衡、系統(tǒng)治理、兩手發(fā)力的治理思路，采取集中連片，水域上下系統(tǒng)治理，以水網(wǎng)為骨架，統(tǒng)籌自然生態(tài)各要素，堅持人民主體地位，立足鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略全局，圍繞臥龍湖和三臺子水庫，構(gòu)建區(qū)域水循環(huán)體系，讓臥龍湖的水動起來?；謴?fù)農(nóng)村河湖功能，修復(fù)河道空間形態(tài)，改善水生態(tài)環(huán)境，打造康平全域美麗幸福河湖。

圖3 康平縣河湖水系連通工程總體布置圖

按照鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略總體要求，將康平縣打造為東北最大平原濕地—北國明珠、遼河源頭生態(tài)福地—遼源福地、守護沈陽北部屏障—沈陽花園、幸福宜居最美鄉(xiāng)村—樂水之城。守護遼寧全省生態(tài)要塞，守衛(wèi)沈陽國家中心城市，建設(shè)康平樂水美麗城鄉(xiāng)。把水生態(tài)文明建設(shè)與鄉(xiāng)村建設(shè)緊密結(jié)合起來，以河暢、安全，水清、景美，宜居、活力為特色。實現(xiàn)河河有水、河湖連通，打造安全、生態(tài)、美麗、人文的幸福河湖。

通過修建攔河建筑物、清淤疏浚，改變排水河道正交方式，可增加臥龍湖的補水量約750萬m3，配合臥龍湖引遼濟湖工程，可為臥龍湖增加補水量2500萬m3，切實解決臥龍湖生態(tài)補水問題。

4 治理方案

根據(jù)治理目標，有針對性地提出3個治理分區(qū)，分別為秀水河小流域水源涵養(yǎng)修復(fù)區(qū)、臥龍湖生態(tài)屏障修復(fù)區(qū)和遼河生態(tài)旅游景觀區(qū)。

圖4 康平縣河湖水系連通分區(qū)圖

秀水河小流域水源涵養(yǎng)修復(fù)區(qū)即縣域北部及西部相關(guān)河流。通過河道生態(tài)治理、村鎮(zhèn)綠化建設(shè)、栽植林地等措施，提高植被覆蓋率，重點解決水土流失嚴重及水源涵養(yǎng)能力差問題。

圖5 秀水河小流域水源涵養(yǎng)修復(fù)區(qū)工程布置圖

臥龍湖生態(tài)屏障修復(fù)區(qū)即臥龍湖、東關(guān)河、三臺子水庫區(qū)域，重點解決河湖連通性問題，讓區(qū)域內(nèi)的水循環(huán)起來。通過對“一湖九河”進行綜合整治，以東關(guān)河和八家子排干為主線，以八家村、哈拉戶碩村和東關(guān)村為節(jié)點進行規(guī)劃建設(shè)，使臥龍湖周邊區(qū)域生態(tài)景觀整體提升。通過河道清淤疏浚，打通臥龍湖的補給通道，修建配套的攔河建筑物，改變區(qū)域內(nèi)排水河道正交方式，增加臥龍湖的入水量。促進臥龍湖周邊農(nóng)村的鄉(xiāng)村旅游產(chǎn)業(yè)發(fā)展，改變農(nóng)民以農(nóng)業(yè)種植和畜禽養(yǎng)殖為主收入的結(jié)構(gòu)形式，從而解決臥龍湖生態(tài)補水不足及面源污染問題。

圖6 臥龍湖生態(tài)屏障修復(fù)區(qū)工程布置圖

“遼河生態(tài)旅游景觀區(qū)”即康平縣東部沿遼河區(qū)域，結(jié)合遼河國家濕地公園建設(shè)，重點對小塔子村節(jié)點進行建設(shè)，通過對村內(nèi)環(huán)境綜合整治，將小塔子村打造成“遼代文化鮮明、鄉(xiāng)村風(fēng)情濃郁、交通便捷暢通、農(nóng)民生活富裕、百姓安居樂業(yè)、村容村貌整潔、環(huán)境優(yōu)美宜居”的和諧、田園型村莊。從根本上改變村民的生活質(zhì)量，全面提升村莊品質(zhì)與整體形象，發(fā)展鄉(xiāng)村生態(tài)旅游休閑旅游業(yè)，建設(shè)人居環(huán)境整治精品示范村。

圖7 “遼河生態(tài)旅游景觀區(qū)”工程布置圖

本次針對康平縣內(nèi)的河水環(huán)境綜合治理項目的主要治理措施從水系聯(lián)通、清淤疏浚、岸坡整治和水源涵養(yǎng)與水土保持幾個方面展開。

5 美麗鄉(xiāng)村治理效果綜合比對

通過對水系流域內(nèi)環(huán)境綜合整治，將流域周邊的村莊打造成“遼代文化鮮明、鄉(xiāng)村風(fēng)情濃郁、交通便捷暢通、農(nóng)民生活富裕、百姓安居樂業(yè)、村容村貌整潔、環(huán)境優(yōu)美宜居”的和諧、田園型村莊。從根本上改變村民的生活質(zhì)量，全面提升村莊品質(zhì)與整體形象。

圖8 村莊入口治理前后對比

在未治理前，村莊入口處沒有明顯的標示，通過在村莊入口添加人文景觀彰顯村莊的文化氣息，不論是對村鎮(zhèn)居民還是游客來說都能使其充分感受到舒適。

圖9 村莊路邊溝治理前后對比

未治理前的村莊路邊溝是村民自行挖掘建設(shè)，只能起到臨時排水的作用，在遇到暴雨等極端天氣時村民自行挖掘的路邊溝不能起到良好的排水效果，甚至可能會出現(xiàn)塌陷、堵塞等情況，在進行治理修復(fù)后，路邊溝使用混凝土加固保證了水流的順利流通，同時在路邊種植景觀植被，建設(shè)美麗鄉(xiāng)村。

圖10 村莊路島治理前后對比

由于成本問題農(nóng)村地區(qū)的電路并沒有在地下進行埋設(shè)，依然使用電線桿架設(shè)，但是在村莊路島處，使用電桿架設(shè)電線會影響村莊容貌，而且會對來往司機行人的視線造成影響，在經(jīng)過整體治理后，村莊路島的環(huán)境得到了極大的改善，視線開闊，整體面貌煥然一新。

圖11 村莊路島治理前后對比

在未治理前，村莊內(nèi)的道路兩側(cè)基本無植被和相關(guān)設(shè)施，整體村莊環(huán)境略顯單調(diào)，綜合治理對村莊道路兩側(cè)添加石籠隔墻、小型花境、移動花箱等相關(guān)設(shè)施，改善了村莊環(huán)境。

6 結(jié)論

通過對康平縣流域內(nèi)水系的綜合治理，可改善河湖水動力條件，提升河湖水環(huán)境容量，保護水生生物多樣性，提升農(nóng)村環(huán)境宜居性，增強農(nóng)村供水保障能力，提升區(qū)域防洪除澇能力，對于改善沙化地區(qū)的干旱氣候，調(diào)節(jié)局部氣候，凈化環(huán)境，補充地下水，調(diào)節(jié)水生態(tài)環(huán)境，起到不可估量的作用，對周圍生態(tài)環(huán)境的綜合促進效益十分顯著。促進流域范圍的人-水自然平衡，提高生物多樣性，同時從人居環(huán)境的角度，本次季節(jié)性河流治理工程提升沿河環(huán)境和景觀水平，徹底擺脫原來河流周邊黑、臭、臟的形象，為周邊居民的健康生活提供良好的居住環(huán)境。此外，本治理方案在充分結(jié)合當?shù)貙嶋H情況的前提下提供了很多流域治理的普遍治理思路，具有廣泛的參考意義，為我國北方其他地區(qū)的季節(jié)性河流治理思路提供借鑒。