生物防治措施在千山區中小河道整治中的應用研究

張杰華 吳殿成 董長虹 吳菲 孫曉莉 千山區水利局，遼寧鞍山 114041

生物防治措施在千山區中小河道整治中的應用研究

張杰華 吳殿成 董長虹 吳菲 孫曉莉 千山區水利局，遼寧鞍山 114041

對千山區基本情況進行分析，重點論述楊柳河支流段采取生物措施與工程措施相結合、以生物措施為主治理山區中小河道的效益，投資少、生態效果好，又達到防洪目的。

中小河道;整治;生物措施

1.千山區基本情況

1.1 自然情況

千山區土地總面積446.58km2，總人口24.5萬人。位于遼東半島北端，遼寧省的中南部，遼河平原的中下游。千山區地處遼東丘陵和遼河平原過渡地帶，東南高、西北低，自東南向西北傾斜。東部屬于千山山脈向西南的延續山區，高程一般在100～500m，最高山峰是仙人臺，海拔高程708.3m；中部為千山山脈向西部沖積平原過渡地帶，屬漫崗丘陵區，高程一般在30～100m；西部為沖積平原區，高程一般在15～30m，最低高程為12m。境內流域面積超過200 km2的河流2條，各級河流總長度171.87km。

全區植被分為三個類型區：東南部低山高丘次生混交林灌叢區、低丘漫崗紫穗槐、柞林灌叢區、中西部平原禾草草甸植被區。東南部低山高丘次生混交林灌叢區主要有黑松、椴、槐、楊、柞林等；灌叢有榛、刺槐、山楂等。低丘漫崗紫穗槐、柞林灌叢區多為人工栽培的果樹和柞林、紫穗槐等。中西部平原禾草草甸植被區有人工栽培的楊、柳、榆、刺槐和紫穗槐。東部低山丘陵林木覆被率最高，達30%。

1.2 山區河道特征

1.2.1 中小河道流域降水時空分布不均

千山區屬暖溫帶大陸性季風氣候，夏季炎熱多雨，盛行東南風，易發生洪澇災害。全區多年平均降水量為721.7mm，最大年降水量為1144.9mm，最少年降水量為383.8mm。降水量年內分配多集中在6～8月份，占年平均降雨量的61%，特別是7～8兩個月的降雨量占年平均降雨量的49.9%。

1.2.2 山區河道比降大，匯流急

區內有三條中小河流：南沙河、楊柳河、運糧河，均為太子河的左側支流。位于山區的河流比降大，匯流時間短，暴雨形成徑流匯集成尖瘦型洪峰下泄。洪水沖刷破壞力強，中下游河流河灘谷地都十分開闊，比降平緩。

南沙河有六條支流，主流發源于千山風景區的仙人臺，區境內河長38.73 km，流域面積352.3 km2，河道比降0.7‰；上游為扇形流域的山丘區，山丘區支流、溝道長81.9 km，比降大，大部分支流河道比降在3‰左右，少部分支流河道、20多條溝道比降在8‰～10‰之間，暴雨匯流時間短，洪水來的急，沖刷破壞力大。楊柳河有兩條支流，主流發源于唐家房鎮摩云山村雙塔嶺，區境內河長41.75 km，流域面積209.2 km2，河道比降1.4‰；上游山丘區支流、溝岔長36.6 km，比降大，支流河道比降在3‰左右，10條溝道比降在9‰左右。暴雨匯流時間短，洪水來的急，沖刷破壞力大。運糧河有三條支流，主流發源于鞍山市東山風景區，區境內河長22.47 km，流域面積94.99 km2，河道比降0.45‰；上游山區河段約3km，河道比降2‰，穿越城區；該河為市區生活污水、鞍鋼南部各廠等排放的工業廢水的主要排水河道。

1.2.3 河床地質條件差，植被狀況差，沖刷破壞力大

千山區地層古老，巖體破碎，裂隙發育，風化強烈，有供泥石流活動的足夠的松散碎屑物質。山區河流、溝道比降大有利于松散碎屑推移和地表徑流的匯集及能量轉化，加之植被狀況差，在湍急洪水的沖刷下勢必造成河床（灘）不固定，沖刷岸坡，破壞耕地，威脅群眾生命財產安全；而西部平原區主河由于河床比降平緩，河灘開闊，輸沙能力十分有限，必然造成泥沙在主河大量淤積，抬高主河河床，使河床變成寬淺游蕩型。主河成為寬淺游蕩型河床后，山洪暴發時極易泛濫，給兩岸造成洪災，同時寬淺游蕩型河床必然導致曲流發展和河流側向侵蝕，在河流側向侵蝕作用下，河岸被沖刷，土石堤防坡腳掏空失去穩定而坍塌、潰決，形成洪災，給人民生命財產帶來嚴重損失。

1.3 千山區河道洪澇災害

由于十九世紀帝國主義列強的掠奪破壞以及建國后人口增加和經濟發展的需要，毀林開荒造地、超坡耕作、無計劃砍伐植被，加之防洪工程未及時配套建設，造成水土流失日益加劇、河床不固定、沖刷河岸并嚴重破壞耕地、公路、通電通訊設施、民房和廠房等，形成洪災，給群眾生命財產和工礦企業造成巨大損失。據統計，近百年來共發生洪災52次，平均不到2年一次。尤其后50年發生洪災27次，略有增多。1977年、1985年、1986年、1994年的洪水分別使東部山區0.67千hm2、1.77千hm2、0.8千hm2、1.13千hm2農田遭受重災，僅1985年的洪災造成經濟損失就達8.6億元，總損失達幾十億元。

2 生物措施治理山區中小河道的實踐

千山區山區河道比降大，洪水流速快，洪峰來得快，去得也快。因此山區河道防洪有著“怕沖不怕淹”的特點。基于此，千山區因地制宜選擇樹種，大力提倡生物措施，選定了栽植具有一定耐澇能力、當地有苗種優勢、生命力強、根系發達、固床（灘）以及護坡效果極佳的紫穗槐。紫穗槐又稱綿槐、紫花槐,豆科紫穗槐屬,多年生落葉叢生小灌木，高l～4m。生物學特性是紫穗槐對土地要求不嚴、耐瘠薄、耐干旱、耐澇、耐寒、抗沙壓、根系發達且分級多又快、橫向延伸能力強，并具有很強的抗病、蟲、抗煙和抗污染能力。在一般情況下，栽植后當年生長達1m以上，平茬后當年可達2m以上，每叢萌條20～50根左右，生長壽命可達30年以上，是涵養水源、固床（灘）以及護堤坡的良好樹種。同時在土質較好的河段輔以壩前插柳埋干、壩后栽植楊樹、垂柳的措施。利用其這一特點，千山區將紫穗槐列為堤防綠化的首選品種，從2007年開始研究并選擇楊柳河支流山區段示范推廣。到目前為止，三條河流山區段已累計營造護岸堤、固灘林100hm2，綠化長度33km。

3 生物措施治理中小河道的效益分析

幾年來，千山區山區中小河道治理采取工程措施和生物措施相結合、以生物措施為主的方針，已初步收到較大的社會效益與經濟效益，此項措施具有廣泛的推廣價值。

3.1 社會效益

生物工程實施的結果固定了河床，扭轉洪水泛濫的局面；河床高程普遍下降近1米，洪水的流勢、流態穩定，提高了河道防洪能力。

以楊柳河支流山區段生物措施治理河道為例，河道治理長度4km，兩岸營造寬20～30m綠化帶8km，栽植喬灌木6.26萬株。該工程的實施保護耕地100hm2，保護三個村1300余戶5000多人，使沿河耕地、群眾免遭十年一遇洪水的威脅，為農村經濟發展和建設新農村打好了堅實的基礎。

實踐證明：生物工程措施確實起到了疏河固床，穩定流勢，增大主槽泄量，提高河道防洪標準作用。

3.2 經濟效益

3.2.1 節省河道整治工程投資

按現有價格計算修建1km堤防投資（漿砌石護岸，墻高1m，基礎深1m），需要動用土方1.9萬m3，漿砌石0.11萬m3，碎石墊層0.01萬m3，合計需要資金29.65萬元。而利用生物措施整治河道，按分別栽植10m寬紫穗槐、10m寬楊樹護堤綠化帶、每m2栽植紫穗槐3株、每10m2栽植3棵楊樹計算，合計需紫穗槐3萬株、資金0.3萬元，栽植人工費0.1萬元，加上3年的管護費0.1萬元，小計0.5萬元；需楊樹0.3萬棵、資金1.5萬元，栽植人工費0.15萬元，加上3年的管護費0.2萬元，小計1.85萬元，總計需要資金2.35萬元。二者的投資比例為12：1。

3.2.2 增加群眾經濟收入

第一、通過發展編織業增加群眾收入。紫穗槐枝條柔韌細長，干滑均勻，用作綠肥春季割一茬綠肥、秋季收獲一茬編織條，是編織筐、簍的好材料。據沿河鎮村幾年來的實踐，每畝紫穗槐可提供條材100 kg。紫穗槐當年平茬后枝條生長2m左右，用于發展編織業，每公斤條材0.2元，每畝可收入20元。第二、提供養殖飼料，增加群眾收入。紫穗槐葉量大且營養豐富，含大量粗蛋白、維生素等，是營養豐富的飼料植物。新鮮飼料雖有澀味，但對牛羊的適食性很好，鮮喂或干喂，牛、羊、兔均喜食。種子經煮脫苦味后，可做家禽、家畜的飼料。第三、可改良土壤，增加群眾收入。紫穗槐為高肥效高產量的“鐵桿綠肥”。據分析，每500 kg紫穗槐嫩枝葉含氮6.6 kg、磷1.5 kg、鉀3.9 kg。紫穗槐可一種多收，當年定植秋季每畝收青枝葉500多kg，種植2～3年后，每畝每年可采割1500～2500kg，足夠供三四畝地的肥料。多有根瘤菌，用于改良土壤又快又好。按此方法分析，千山區120km山區河道推廣該項措施后，每年都將取得顯著的經濟效益，值得推廣。

3.2.3 生物工程環境生態效益

生物河堤工程措施融現代水利工程學、環境科學、生物科學、生態學、美學等學科知識，因地制宜選擇樹種，以保護和創造生物良好的生存環境和自然景觀為前提，考慮具有一定強度、安全性和耐久性因素，把河堤由過去的混凝土、漿砌石結構改造成為水體和土體、水體和植物或生物相互涵養、適合生物生長的仿自然狀態的護坡形式。即把水、河道與堤防、河畔植被連成一體，在充分利用自然地形、地貌的基礎上，建立起陽光、水、植被、生物、土壤之間互惠共存的河流生態系統。該措施有效地促進了地下水的滲透和水的良性循環，提高了水邊環境的自身凈化功能。一是調節水量、滯洪補枯。豐水期水向堤中滲透儲存，減少洪災；枯水期儲水反滲入河或蒸發，起著滯洪補枯、調節氣候的作用。二是增強水體自凈作用。生態河堤采用種植于水中、水邊植物，從水中吸取無機鹽類營養物，利于水質凈化，三是適合生物生存和繁衍。

同時，生物工程的實施起到了疏通河道、固定河床的作用，提高河道防洪能力，下游平原區河道淤積問題亦得到解決，對改善山地氣候環境、探索山區河道整治開拓了新路。

生物工程的建設，不僅增強了河堤的防洪功效，節省了防洪工程建設投資，而且具有顯著的生態效益、經濟效益，真正達到了生態效益、社會效益、經濟效益三方面的統一。

4 生物工程規劃設計

實踐證明：生物措施在防洪固岸中的作用是非常明顯的，主要是護岸林本身根系發達，這些根系成林后深入在河岸和護岸丁壩、護砌中，起到網狀受力筋作用；與土、石結合成有機整體，提高河床對洪水抗沖抗塌能力，起到中水河床時減緩流速、攔截落淤、疏浚固床作用。高洪水位時起到削減風浪淘刷、固岸護坡作用。

規劃設計原則遵循“以疏浚固床為主，除為保護重要城鎮及大片耕地可筑堤外，均應按工程措施（護岸，丁壩工程）和生物措施相結合，以生物工程措施為主”的治理原則進行規劃設計。

在實施生物工程措施前，要對山區中小河流進行系統規劃設計，確定整治標準和整治線。布置控導工程時必須縱觀全局，上下游呼應、左右岸兼顧，作為整體統一考慮，生物工程措施的布置符合整治線要求和穩定上下游河勢及主導控制河岸目的。

山區中小河道治理以生物措施為主，但應輔之以工程措施，為生物措施創造良好的條件。對重點整治河段、整治導控節點還應強化工程措施，以穩定河勢，保證整體工程完整性。

5 建議

5.1 中小河道整治工作不容忽視，各級政府應引起高度重視

近些年來中小河道整治工作取得了一定成果，抗御洪澇災害能力有了很大提高，但仍存在不少問題，主要是：資金投入少、抗災能力低、防洪標準不高，僅5～10年一遇，極易出險，甚至潰堤決口，特別是城市和防洪效益大的地區一旦發生災害損失不亞于大江大河。所以中小河道整治工作不容忽視，各級政府應該引起重視，從戰略高度將此項工作列入領導議事日程，舍得投入，在河道整治工程預算中加入生物措施治河費用，搞好規劃，做好中小河道整治工作。

5.2 以防洪效益確定防洪標準，搞好中小河道整治規劃

中小河道整治防洪標準確定涉及社會綜合效益和經濟投入，一定要按其防洪效益確定防洪標準，不要千篇一律。城市和重要經濟區確定的防洪標準高些、防洪規劃超前些、工程技術措施先進些，而山區和防洪效益低的地區確定的防洪標準低些、工程標準低些或只搞些生物工程和河勢導控點工程。

5.3 因地制宜，因河就勢，就地取材確定中小河流整治措施

中小河道整治是一項長期、艱苦、工作量繁重的任務，新中國成立以來各級政府，沿岸群眾在中小河道整治工程上投入了大量的人力、物力、財力用于工程建設，確實起到了防洪減災的作用。但僅靠工程措施還達不到長治久安的目的，要采取工程措施與生物措施相結合，才能進一步提高防洪效果。經驗證明，要想整治好山區中小河道，一定要因地制宜、因河就勢、就地取材，采取工程措施與生物措施相結合。

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.08.017