生態(tài)水系建設(shè)規(guī)劃設(shè)計(jì)研究

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摘要:北方缺水地區(qū)的小流域治理存在諸多復(fù)雜問(wèn)題和矛盾，尚缺少有效的治理模式。文章以遼寧省遼西地區(qū)的主要河流大凌河的支流細(xì)河水系為例，對(duì)北方缺水型流域生態(tài)水系建設(shè)模式進(jìn)行研究分析，并針對(duì)不同生態(tài)特征的河段提出了具體技術(shù)方案，以期對(duì)類似流域的生態(tài)水系建設(shè)和生態(tài)環(huán)境恢復(fù)提供參考。

關(guān)鍵詞:生態(tài)水系;建設(shè)模式;技術(shù)方案;生態(tài)環(huán)境恢復(fù);小流域治理;北方缺水地區(qū);遼寧省

1流域概況

細(xì)河是遼西主要河流大凌河的重要支流，也是遼寧省阜新市的母親河［1］。細(xì)河的源頭是阜新縣八家子鄉(xiāng)的烏蘭木頭山，流經(jīng)阜新市的19個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)210個(gè)自然村，最后匯入大凌河。細(xì)河的流域面積為2290km2，干流全長(zhǎng)94.3km，河道比降為0.0017。細(xì)河的主要一級(jí)支流有高林臺(tái)河、九營(yíng)子河、四官營(yíng)子河、西灰同河、小胡家河、伊嗎圖河、湯頭河、花兒樓河和清河。細(xì)河位于我國(guó)北方比較缺水的遼西地區(qū)，為典型的季節(jié)性河流，夏季雨季水位暴漲暴落，往往會(huì)發(fā)生洪澇災(zāi)害，旱季大部分河段則處于斷流狀態(tài)［2］。流域內(nèi)閘壩數(shù)量較多，由于缺乏科學(xué)統(tǒng)一的調(diào)度，往往導(dǎo)致水量和水動(dòng)力不足，環(huán)境流量嚴(yán)重缺失，同時(shí)細(xì)河流域存在較多的村鎮(zhèn)和工礦企業(yè)，超負(fù)荷排污和高強(qiáng)度的河道整治，造成諸多水環(huán)境問(wèn)題的出現(xiàn)，因此在同類型中小流域生態(tài)水系建設(shè)中具有典型代表價(jià)值。

2流域水生態(tài)系統(tǒng)調(diào)研結(jié)果與問(wèn)題分析

2.1流域水生態(tài)系統(tǒng)調(diào)研結(jié)果。由于細(xì)河水系構(gòu)成比較復(fù)雜，研究中僅對(duì)其干流和9條一級(jí)支流進(jìn)行研究。利用細(xì)河水系的主要閘壩、排污口、土地利用類型變換節(jié)點(diǎn)以及主要水文站等41個(gè)客觀控制點(diǎn)，進(jìn)行河流的河段單元?jiǎng)澐郑?］，并將劃分結(jié)果在500m以下的河段進(jìn)行合并，最終將干流和一級(jí)支流劃分為36個(gè)典型河段。其中，將細(xì)河的干流河段劃分為12個(gè)河段，編號(hào)自上游開(kāi)始依次為X1—X12;將一級(jí)支流劃分為24個(gè)典型河段，編號(hào)依次為Y1—Y24。為了進(jìn)行水生態(tài)監(jiān)測(cè)，在上述典型河段設(shè)置79個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位。根據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果將河段劃分為“水質(zhì)改善”“功能恢復(fù)”“生態(tài)回歸”3類，其數(shù)量分別為8個(gè)、26個(gè)和2個(gè)，占比分別為34.79%、50.91%以及15.30%。由此可見(jiàn)，細(xì)河流域的不同河段在水生態(tài)環(huán)境特點(diǎn)方面存在較大差距。2.2流域水生態(tài)系統(tǒng)問(wèn)題分析。細(xì)河流域位于半干旱氣候區(qū)，屬于典型的缺水流域，現(xiàn)有的地表水中污水處理廠尾水占有較高的比例，因此改善流域水質(zhì)的關(guān)鍵措施就是提升非常規(guī)水源的水質(zhì)［4］。流域內(nèi)的點(diǎn)污染主要來(lái)自工業(yè)和城鎮(zhèn)生活排水，點(diǎn)污染源主要分布在阜新市的城鎮(zhèn)和產(chǎn)業(yè)聚集區(qū)。調(diào)查期間的排污口河段水質(zhì)全部為64劣Ⅴ類水。隨著流域內(nèi)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，農(nóng)業(yè)面污染也成為細(xì)河污染的主要來(lái)源，其貢獻(xiàn)率為8%～45%左右。從河流生態(tài)方面來(lái)看，由于流域整體水資源管理和配置方面存在問(wèn)題，難以實(shí)現(xiàn)水資源的有效利用，造成下游部分河段生態(tài)環(huán)境流量長(zhǎng)期不足，使河流的水生態(tài)環(huán)境遭受比較嚴(yán)重的破壞。干流上游主要表現(xiàn)為水量不足，中下游主要表現(xiàn)為水動(dòng)力不足。水體的自凈能力是改善流域水環(huán)境質(zhì)量的重要途徑［5］，由于細(xì)河干流的生態(tài)流量嚴(yán)重不足，甚至部分河段無(wú)生態(tài)基流，因而河流的自凈能力幾乎完全喪失。阜新市區(qū)段雖然進(jìn)行了河道改造，但是水動(dòng)力明顯不足，存在比較明顯的富營(yíng)養(yǎng)化風(fēng)險(xiǎn);細(xì)河的支流河道一般為自然狀態(tài)，但是流量較小，難以承載較高的污染物負(fù)荷，水環(huán)境較差，同時(shí)河岸的穩(wěn)定性明顯不足，水土流失情況比較嚴(yán)重。

3流域生態(tài)水系建設(shè)規(guī)劃設(shè)計(jì)

3.1水生態(tài)功能區(qū)劃。根據(jù)細(xì)河流域的水生態(tài)類型劃分結(jié)果，結(jié)合阜新市的開(kāi)發(fā)規(guī)劃以及細(xì)河流域的現(xiàn)狀水系格局，將流域生態(tài)水系建設(shè)劃分為北部低人工干擾生態(tài)回歸區(qū)，打造為生態(tài)宜游區(qū);中西部中度人工干擾水質(zhì)改善區(qū)，打造為生態(tài)宜產(chǎn)宜居區(qū);南部高度人工干擾功能提升區(qū)，打造為生態(tài)宜居宜游區(qū)［6］。3.2生態(tài)水系建設(shè)目標(biāo)。針對(duì)細(xì)河流域的現(xiàn)狀和生態(tài)建設(shè)要求，力圖通過(guò)全流域、全過(guò)程的減污治污從而實(shí)現(xiàn)水環(huán)境質(zhì)量的整體提升，最終將細(xì)河流域打造成環(huán)境優(yōu)美的中小型流域生態(tài)水系樣板，具體的建設(shè)目標(biāo)如下:(1)2020年，細(xì)河流域全面消除劣Ⅴ類水質(zhì)河段，大幅提升水環(huán)境安全水平;大力發(fā)展污水處理設(shè)施，重點(diǎn)污水處理設(shè)施的入河水質(zhì)全部達(dá)到一級(jí)A排放標(biāo)準(zhǔn);細(xì)河干流主要河段的環(huán)境流量恢復(fù)至80%以上;在主要污染河段大力推廣原位生態(tài)強(qiáng)化凈化技術(shù)，大幅提升河流的自凈能力。(2)2025年，全面恢復(fù)水體使用功能，流域目標(biāo)斷面水質(zhì)全因子達(dá)標(biāo)率達(dá)到80%以上，微污染問(wèn)題得到有效緩解;流域內(nèi)環(huán)境用水比例增加至3%以上;流域內(nèi)生境環(huán)境質(zhì)量全部改善至中等以上水平，全流域的水生生物多樣性提升40%以上，全面恢復(fù)河流干流兩岸的植被縱向連續(xù)性。(3)2030年，實(shí)現(xiàn)比較穩(wěn)定的水體使用功能，逐步實(shí)現(xiàn)低干擾度河流向清潔河流邁進(jìn)，全面保證“三生”用水的水量和水質(zhì);流域內(nèi)的水體自凈能力得到全面恢復(fù)，并實(shí)現(xiàn)一定的污染物容量冗余，水生生物完整性基本恢復(fù)，各水期的水生生物狀況能夠得到有效保障。3.3生態(tài)水系建設(shè)具體方案設(shè)計(jì)。根據(jù)細(xì)河流域河段水生態(tài)功能類型劃分結(jié)果，并根據(jù)細(xì)河水系2020年生態(tài)水系建設(shè)目標(biāo)，篩選出生態(tài)水系建設(shè)的重點(diǎn)河段。最終確定出細(xì)河干流段的X8、X10和X11河段，一級(jí)支流的Y20、Y23、Y24、Y25、Y26、Y30、Y31河段，共10個(gè)河段為重點(diǎn)建設(shè)河段。細(xì)河一級(jí)支流的Y20河段上游沒(méi)有明顯的來(lái)水，河道內(nèi)幾乎為降雨積水和附近鄉(xiāng)鎮(zhèn)的生活散排污水，水體污染十分嚴(yán)重，呈黑臭樣，難以為水生生物提供基本的生存環(huán)境?；谠擃惡拥赖默F(xiàn)狀，設(shè)計(jì)了河床退化干涸河段的生態(tài)水系系統(tǒng)重建方案［8］，具體的技術(shù)細(xì)節(jié)如表1所列。細(xì)河干流的X8、X10河段和一級(jí)支流的Y23河段雖然未處于常年斷流狀態(tài)，但是生態(tài)基流比較匱乏，嚴(yán)重制約了水生生物群落的恢復(fù)，同時(shí)受到上游來(lái)水污染的影響，水質(zhì)狀況一般。基于該類河段的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了如表2所列的生態(tài)基流匱乏河段生態(tài)河流整治方案。細(xì)河水系干流的X11河段和一級(jí)支流的Y24、Y25、Y26、Y30、Y31河段沒(méi)有規(guī)模化的排污口，但是河岸沒(méi)有經(jīng)過(guò)生態(tài)化整治，河道水體的面污染情況比較嚴(yán)重。針對(duì)該類河段，設(shè)計(jì)了如表3所列的面污染為主的鄉(xiāng)村河段生態(tài)水系功能強(qiáng)化方案。

4結(jié)語(yǔ)

本次研究以遼寧省西部干旱缺水地區(qū)的細(xì)河小流域?yàn)槔?，以目?biāo)和問(wèn)題雙導(dǎo)向原則，構(gòu)建起適合北方缺水型流域生態(tài)水系建設(shè)模式，并提出了針對(duì)不同特征河道的具體技術(shù)方案。研究中提出的河段類型劃分方式及不同河段的生態(tài)水系建設(shè)技術(shù)措施對(duì)類似流域的生態(tài)水系建設(shè)和生態(tài)環(huán)境恢復(fù)具有重要的參考價(jià)值。當(dāng)然，生態(tài)水系建設(shè)及其目標(biāo)實(shí)現(xiàn)是一個(gè)長(zhǎng)期的過(guò)程，因此研究結(jié)論需要經(jīng)過(guò)實(shí)踐的進(jìn)一步檢驗(yàn)，同時(shí)也需要通過(guò)實(shí)踐結(jié)果的調(diào)查和分析，對(duì)技術(shù)方案進(jìn)行修正和完善。

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作者:于秀英 單位:遼寧省凌源市興源街道水利站