摘要:摘要:在陜西省全線整治渭河和打造“西安國際化大都市”的契機下,維護渭河健康生命,改善渭河流域水生態環境已成為關中地區經濟社會可持續發展的關鍵所在。本文水生態治理立
摘要:在陜西省全線整治渭河和打造“西安國際化大都市”的契機下,維護渭河健康生命,改善渭河流域水生態環境已成為關中地區經濟社會可持續發展的關鍵所在。本文水生態治理立足于推進渭河全線的綜合整治、保持生態環境可持續發展的目標,通過對渭河防洪、減沙、治污、水資源利用與水土保持等方面進行研究,妥善解決渭河治理存在的問題。打造自然河流,構建生態濱水景觀綠色廊道。
關鍵詞: 生態治理,景觀生態學,綠色廊道,可持續發展,防洪減沙
前言:
本文以景觀規劃中的水生態綜合治理為基礎,力圖利用生態學的研究成果,從生態系統入手,嘗試從理論和技術體系角度,改善西部干旱少雨地區河道流域水體含沙量大、河道淤積、水體污染和洪峰過境等水生態治理規劃方法,探討渭河流域生態治理規劃方案。
1、研究背景
1.1 項目背景
渭河發源于甘肅省渭源縣西南的鳥鼠山北側,流域涉及甘肅、寧夏、陜西三省(區),是黃河第一大支流,全長818km,流域面積13.48萬km2,其中陜西省占49.8%。渭河近年來季節性洪水泛濫,河道泥沙淤積嚴重,使渭河成為地上懸河,防洪形勢嚴峻。洪水中攜帶大量泥沙進入下游河道,不僅會淤積下游河道,也會沖刷下游河道。
目前渭河流域城市段防洪堤按抵御百年一遇洪水的標準設計,其他按二十年一遇標準設計。高而垂直的堤岸造成了自然的溪流被硬化;現狀景觀匱乏,生態環境遭到破壞,存在著一些突出的矛盾和問題,這些問題交織在一起形成了渭河“上游水源枯竭、中游水體污染、下游淤積堵塞”的局面。
1.2 相關理論技術
景觀生態學理論認為,流域是由“斑塊—廊道—基質”組成的空間單元。在流域基質上,不同的土地利用表征著功能各異的斑塊類型,從而有不同的污染物輸出和遷移特點。河流水系是流域景觀中的天然廊道,是污染物運移的基本路徑。根據污染物在子流域中的傳輸規律和途徑,設計不同的、有針對性的污染防治工程,主要是建立起一套系統的、立體的和多層次的“源→途徑→末端→匯”全過程的4級污染物削減體系,即從源頭(水土流失防治、點源治理、農村和農業面源治理)、途徑和末端(河道生態修復與污染控制)以及匯(內源清除)等多方面入手來設計污染防治工程。結合目前國內外在流域水污染防治實踐中采用的工程和管理技術,提出備選技術方案,并對工程方案進行優先性分析,最終確定優選方案,主要手段包括:
1. 改變單一河道防洪堤的形式,主防洪道與干渠、支渠、坑塘、濕地相互聯系,形成完整的蓄洪空間體系。
2. 建立斑塊、廊道、跳板結合的生態體系,構建動植物遷徙廊道。
3. 河道兩岸構建連續的自行車游憩道路,沿河增加休閑度假功能節點。
4. 通過重建生態環境、重構河道高程、重塑河堤岸線,打造以生態為核心、功能綜合的高品質沿河公共景觀濱水空間。降低出于河流防洪工程的建設需要,而加固出的河岸兩側高而垂直的堤岸。
2、規劃思路
渭河流域生態治理思路是從流域角度出發,構建生態系統管理框架。
首先進行流域生態環境現狀調查,包括自然環境特征、生態環境現狀、水污染現狀、水土流失現狀及水資源利用狀況等方面的調查,以此調查結果為基礎數據;其次針對調查的現狀進行問題診斷及分析評價,通過綜合評價反映流域狀態變化,對水生生態環境問題和陸生生態環境問題進行問題診斷,為制定流域生態系統管理對策提供依據。最后通過對渭河流域生態系統管理目標與功能定位,包括:維系生態系統的完整性和可持續性,主要包括結構的完整性和過程的多樣性;維系生態系統服務的可持續性,通過對生態系統功能的維系來滿足人類對其服務、物品和生態質量的需求,提高生態系統的承載能力;流域社會經濟系統的可持續性,保障流域內社會經濟系統發展的可持續性以及在變化面前的應對能力和恢復力,維護流域內人群的健康,并使重點區域的保護在生態系統管理的過程中得到充分考慮。最終確定生態系統修復與調控的具體措施。
3、生態綜合治理的具體實施策略及手段
以生態理念為核心,通過完善渭河流域水系、綠地、濕地等的規劃和建設,營造生物生境,實現物種多樣性。通過研究生態廊道、生態斑塊等不同尺度空間,打造一個可以真正融入到城市中的渭河生態濱水空間。
1、降低河道高程,可減少河水對河道基準面的侵蝕,對河道下游的沖淤影響極大。通過研究可以得出,渭河下游淤積量的變化與潼關段高程的升降趨勢是基本一致的,淤積變化略滯后于潼關高程的變化。
2、借助渭河上游的水土保持建設,控制水土流失,可增強渭河下游超標準洪水的防御和水環境的改善。
3、渭河流域最大的水危機是水質污染,而且其水質污染已到了怵目驚心的地步,人工濕地系統處理污水具有凈化效果好、工藝設備簡單、運轉維護管理方便、能耗低、對負荷變化適應性強、工程基建和運行費用低、可實現廢水的資源化等特點,得到越來越多地人們關注。
4、黃河干流上已建成數座大型水庫。對這些水庫進行合理調度,準確調控水量,控制河道內水沙比,達到防洪、減淤和增加流域內工農業的供水量的目的。
3.1 渭水防洪策略
目前,渭河防洪安全存在著:洪水發生頻繁;河床泥沙淤積嚴重;堤防質量先天不足;防洪工程投資滯后;南山支流決口頻發;防洪調控手段有限等六大隱患。
為了應對這些隱患,防洪措施主要包括:防洪工程措施和防洪非工程措施兩大類。其中防洪工程措施主要有堤防、河道整治工程、分洪工程和水庫防洪等,通過這些工程手段以擴大河道泄量、分流、疏導和攔蓄洪水,以減免洪水災害。而渭河防洪工程措施主要通過:
1、降低黃河潼關高程,減少渭河河道泥沙淤積。在現狀水沙條件下,建議國家加快實施三門峽水庫運行方式調整,通過優化改變三門峽水庫運用方式,促使潼關高程下降。
2、實施堤防於背加固,減輕渭河下游堤防臨背差風險。渭河下游干支流堤防臨背差大,是造成堤防頻繁決口的主要因素,因此,要減緩渭河堤防臨背懸差,最終形成相對“地下河”,有效解決渭河下游防洪安全問題。
3、建設東莊水庫樞紐,主動調控渭河下游洪水。東莊水庫是調控涇河洪水泥沙不利組合,減輕渭河下游防洪壓力的重要控制性工程,利用其人造洪峰可以沖刷渭河下游河道淤積。
4、多建中小型水庫,最大限度攔蓄渭河洪水。面對水資源日趨短缺的形勢,盡可能在渭河流域多建中小型水庫,既能使洪水資源得到充分利用,又能最大限度調控渭河洪水,變災害洪水為寶貴水源。
3.2 治沙減沙策略
渭河泥沙的來源主要受氣候、流域下墊面和人類活動等三方面因素的影響。
渭河流域屬于干旱半干旱地區,流域降水集中、多暴雨。6~10月為汛期,降水強度大,其中7、8、9月大汛期間的徑流占全年的60%~70%。對流域地表產生強烈的侵蝕作用,產生大量的泥沙。而三門峽水庫的修建也增加了河道回水淤積,提升了潼關段河道高程,加劇了渭河下游泥沙淤積。
渭河流域減沙措施主要建議以下幾方面:
1、在易發生洪水漫溢的河段兩岸修筑輸水堤防,防止漫溢洪水將兩岸土壤帶入河床落淤。尤其是渭河規劃區上游,將兩岸泥沙制成磚,建造生態河堤,從上游控制泥沙匯入河床。
2、修建透水控導建筑物,平衡河床灘槽水沙。透水控導建筑物與不透水控導建筑物相比,具有適應河床變形能力強、不與洪水爭空間、少搶險或不搶險、保護生態等優點,并且與當前的洪水管理思想相適應,具有進一步研究和開發的價值。
3、引洪淤地:在渭河及主要支流的某些符合條件的堤段,修建引洪閘,洪水期間提閘引洪,一可消洪,二可淤地,三可回灌地下水,即設立有一定規模的滯洪區,合理分散常遇洪水風險,分擔超標洪水風險,這也是對洪水資源的有效利用。
4、疏浚河道提高河道輸沙能力,對下游河道定期進行清淤處理,保證河流的暢通。河流泥沙尤其是汛期泥沙極具肥效,含有生物生長所必須的多種元素,是改善土壤的優質原料。泥沙作為天然肥料,肥力持久,取之不盡,既節省了有機肥料,又減少了有機肥料帶來的污染。
5、在沿河的中下游利用河中的泥沙構建綠色“島鏈”,在沙洲上依次種植挺水植物、濕生植物(草、灌、喬),利用生態工程學原理,降解水中的COD、氮、磷。不僅有效利用了泥沙,凈化了水質,同時美化景觀,形成渭河沿岸獨特的風景線。
3.3 水土保持策略
渭河流域是黃土高原水土流失嚴重地區之一,流域多年平均土壤侵蝕量2.06億噸,年輸入黃河泥沙量達1.6億噸,占陜西省黃河流域土壤侵蝕量的20%。水土流失大大降低了土地生產力,據調查測算,渭河流域嚴重水土流失區年均損失土壤耕作層1毫米以上,年損失氮、磷、鉀約160萬噸,導致農民直接經濟損失100多億元。
渭河下游超標準洪水的防御、水環境的改善必須借助上游的水土保持建設,控制水土流失,可分為工程措施、生物措施及農業技術措施。
1、工程措施分為治溝工程及治坡工程。通過建立淤地壩、攔沙壩,筑壩攔泥淤地,對于抬高溝道侵蝕基準面、防治水土流失、滯洪、攔泥、淤地,減少入河泥沙、改善當地生產生活條件、建設高產穩產的基本農田、促進當地群眾脫貧致富等方面有著十分重要的意義,是小流域綜合治理的一項重要措施深受群眾歡迎。
2、生物措施主要是通過在渭河流域加強植樹種草,建設農田防護林、水土保持和水源涵養林等,擴大流域森林植被覆蓋率,維護和提高土地生產力,形成綠色屏障。
3、農業技術措施主要通過改善單一的農業生產方式,進行等高輪作、等高帶狀間作、溝壟耕作、輪牧等,不同的農業耕作措施可以改變小地形,減緩地面坡度,顯著減少徑流沖刷,改良土壤,在增加農產品產量的同時實現改善生態環境的效果。
3.4 渭河水環境的綜合管理措施
渭河水環境問題是當地社會問題的一個縮影,要想從根本上解決渭河的水環境問題,需要相關政治體制環境的支撐,為了維持渭河流域水環境的可持續發展,當前我們可采取的措施有:
1、繼續抓好科學節約,高效用水工作,建設節水型社會
渭河流域各個灌區的農灌用水有效利用系數為0.43~0.52,工業用水的重復利用率不足50%,城市生活用水浪費比較嚴重,節水潛力很大。通過各種經濟、技術及行政的手段,大力發展節水農業,重點搞好大中型灌溉的節水改造,努力提高用水效率。
2、加強“開源”性工程建設
渭河流域屬于資源性缺水地區,水資源狀況和經濟發展狀況不相協調。因此,有必要在充分利用現有水利工程的基礎上,科學合理地調配水資源,既發揮水利工程的最大效益,又緩解水資源供需矛盾,對于維系流域社會經濟的可持續發展有十分重要的意義。
3、實施水量調度,保證生態用水
生態用水是保證流域生態環境、自然景觀、河流功能的用水,生態用水的缺失將造成生態環境退化,流域中物種消亡,河流自凈和再生能力衰減,從而嚴重影響流域可持續發展。通過實施水量調度,保證渭河不斷流,對于促進渭河流域水環境的改善將起到非常重大的作用。
4、結語
渭河咸陽段環境景觀綜合治理工程嘗試在景觀生態學的視角下通過規劃設計來提升該地區的整體環境質量,將規劃、景觀和水利防洪一并考慮,科學地利用自然的力量,結合水體的邊緣效應,找到合理解決水利和景觀等問題的途徑;探求人與自然共生的和諧環境,為人們營造更和諧的自然環境、更貼近人體尺度的親水條件,產生“水城相依”的宜居氛圍;良好的自然環境和社會氛圍必然會吸引國內、外投資者的入住,產生巨大的社會效益,創造更理想的招商引資條件,帶動區域的經濟發展;同時,渭河的綜合整治開發可以改善區內的氣候條件,提高空氣質量,促進環境效應的良性循環;另外,開發建設好沿岸的水體景觀,提供豐富的水上旅游內容,吸引大量旅游者,發展旅游經濟,使生態、社會、經濟三大效益得到更加完美的統一,更大地促進咸陽的文化、經濟和旅游發展。
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