漳河生物防護工程措施研究和效益分析

【摘 要】本文從在河道上開展生物防護措施實例出發，對生物工程在河道上的建設必要性、開展模式、建設內容、效益分析等方面進行闡述分析，得出了生物防護措施能較大豐富防汛手段，能較大改善漳河生態環境，能促進漳河生物系統的微循環良性發展。因而重視生物工程建設是必要的。

【關鍵詞】生物防護；措施研究；效益分析

1. 項目建設的必要性

1.1 項目概況。

“96.8”洪水河道行洪1500m3/s，河道堤防經受了嚴重考驗，出現了大量的雨毀工程，上游的游蕩性河段出現河槽，過渡段出現明顯河槽，下游段河槽下切明顯。96.8后，國家投入大量資金進行了漳河整治工程，重點布置了漳河治導線工程。上游游蕩性河道治理方案按400～600米治導線進行控導布置，非游蕩段河道按近堤險工險段進行護砌設計，工程竣工后，沒有經過大洪水的考驗，近幾年岳城水庫騰庫迎汛，下泄200m3/s左右，從小流量的運行情況看，主要問題集中在上游游蕩性河段。如何守灘，穩定河勢是一個很重要的課題，近幾年漳河主要采用了砌石護坡、丁壩、網格壩等剛性工程，效果不錯，但造價較高，受國家投資力度的限制，部分河段得不到及時治理。隨著治河理念的變化，生物工程越來越受到人們的重視，以生物工程輔助剛性工程治河獲得了許多成功的經驗。

1.2 項目建設的必要性。

1.2.1 生物工程在河道上應用實例。

生物工程治河在河北衡水安平縣的滹沱河上應用較早。70年代末，由水利部水管司、海河水利委員會和河北省水利廳在滹沱河上取了34公里按設計標準50年一遇，以深栽柳壩為主，結合其他工程措施代替傳統治河工程，控導河勢，束水攻沙，淤灘沖槽。生物控導工程經洪水考驗，小水穿壩過，大水不礙行洪，收到了穩定河槽，順壩淤積，守灘固堤的功效，實踐證明生物工程治河確實是一種經濟可行的創舉性治河方法，為多沙河道險灘地帶的防汛闖出了一條新途徑。

內蒙古赤峰市的老哈河，也是一條游蕩性多沙河道，險工處也建有丁壩，老哈河管理局八十年代中期便開始了固沙保土植物的種植，現在已在堤內灘地、壩檔形成了50～150米寬的防護林帶，配合丁壩形成了堅實的防護工程，有效抑制了老哈河的游蕩不定。老哈河防護林帶主要由沙棘帶和沙楊混栽帶組成。固沙保土植物沙棘是防護林帶的主要樹種，它的特點是根系相當發達，固沙能力強，生命力強，在惡劣條件下成活率高、生長快，有固氮改良土壤的作用，與楊樹混栽，能有力帶動和促進楊樹的生長，還有較好的生態效益和經濟效益。

漳河整治工程也曾采用了生物工程柳壩，在沿治導線彎道向直線過度段，無水流直接頂沖部位，采取柳壩措施，深栽柳桿等灌木林，形成促淤的丁壩，因管理經費短缺、干旱及人為破壞，存活率很低，另外柳桿栽植較淺，漫水后可能被沖毀。如果深栽種植活柳壩，在漳河上實驗，應該會起到一定的效果。

1.2.2 生物工程漳河上應用的必要性。

（1）生態需要：近年來，漳河僅汛期前后過水，而且過水時間較短，目前河道及灘地沙化嚴重， 生物工程治河可以切實維護流域河流健康生命，涵養水源，提高地下水位，改善漳河生態環境。

（2）費用——效益分析需要：由于近幾年經費緊張，許多水雨毀工程不能得到及時修復和應急處理，而且土石方工程投資較大，維護費用也相對偏高。鑒于生物工程在許多領域里取得了突破，將這類技術用于守灘護岸，不僅可以收到不錯的防洪效益，還可得到一定的經濟效益。

（3）工程管理需要：開展樹種栽種試驗，找到適合漳河河灘地的生物品種，為今后大面積推廣生物治河措施積累經驗和奠定基礎。

（4）區域經濟發展需要：近幾年河北省計劃大力開發漳河上游鄴城遺址，在漳河上游河道建設大量生物工程，可以配合鄴城文化，建設漳河一個觀賞景點。

（5）防洪新思想需要：生物防護措施措施工程既可以緩溜防浪減少淘刷，避免水土流失，又可以培育搶險料源并兼顧經濟效益。因此，采取生物防護措施就是建設防洪“第一道防洪線”，就是變被動搶險思想為主動防護意識的轉變，是保障防洪安全和改善生態環境有機結合的重大研究突破。

2. 項目模式和建設內容

2.1 項目模式。

根據河道水資源、氣候、土壤等特征，結合景觀建設的需求和河道的水利功能，提出橫向層疊、縱向梯級的河道治理理念和采取林景型、林經型、林生型片林復層結構種植模式。

橫向層疊是指河道、灘地和堤防、險工工程四層治理斷面。維持河道基流或生態流量，推進灘地草甸化，增加河內濕地面積，依靠堤防生態環境的修復，形成沙灘河床景觀。

（1）在行洪河道內逐步形成沙地草甸草原景觀，可以防風固沙。

（2）主要行洪河道外營造生物防洪和疏林草地景觀地帶。

（3）堤防迎水面采用柔性護岸，以草本植物為主，探索例如三維生物網草皮護坡等新型措施的效果，坡腳應設防浪林帶；保證線性的堤肩防護林帶。

（4）險工工程位置，實施生態護坡技術（如在河道岸坡采用土工格室護岸、三維網草皮護岸），以達到生物、水分、養分交流的目的。

縱向梯級是按照河道的自然特性、水利功能及其所承擔的功能和職能將其劃分為兩段。上段為岳城水庫庫區到京珠高速公路，整合資源，治理污染，種樹植草防風固沙，構建以鄴鎮三臺風景區為中心，以沙地河灘綠色生態恢復為主題的城鄉休閑區；下段為京珠高速公路以東，發展林、草結合型的生態防護種植功能區，實現生態效益與經濟效益的同步提高。

2.2 建設內容。

建立漳河苗圃場，面積200畝，進行經濟作物、觀賞作物以及抗旱耐澇作物苗木的種植。

選取種植試驗段，長度為3～5公里，分為三個種植試驗區。

進行試驗段效益評價，探討管理模式，提出改進措施，擴大

種植范圍。

配合上游景區建設，全面開展生態防護措施。

開展后續管理模式研究，配備管理工具，培訓管理人員，形成以工程效益收入為后續管理費用。

3. 項目效益分析評價

3.1 效益分析。

以2005年工程概算指標為研究基準期，在工程投資均為100萬元的情況下，分別對采取生物工程措施和傳統砌石工程進行對比分析：

3.1.1 方案一分析：河道砌石護坡工程若投資100萬元，根據2005年砌石護坡概算指標270元/m2，砌石襯砌3710m2，護坡長度按10m計，襯砌長度約為371m。若工程壽命按30年計，大修理周期按5年計，大修量按面積比30%計，大修修理費為100×30%×5=150萬元，則工程壽命期內靜態總投資為100+150=250萬元。

3.1.2 方案二分析：生物工程措施采取深栽柳護岸和植柳壩的綜合防護措施。其中，深栽柳護岸順河方向種植4排，株距1米，排距1.5米；植柳壩每50米種一道，壩長50米，每道壩4排柳樹，株距1米，排距1米。工程若投資100萬元，根據河北省2005年綠化工程概算指標15.3元/m2計算，綠化面積為34000m2，護灘(坡)寬度按4.5m計，工程長度可達4000m。生物工程每3～5年則可平茬更新一次，30年內可平茬更新6～10次，平茬更新可獲得收益，并且可將該收益用于更新維護上。故總費用仍為100萬，若收益大，則總費用將小于100萬。

3.1.3 因此，經分析可得出以下結論：

（1）工程若投資100萬元，河道砌石護坡工程襯砌長度僅為371m，而生物工程措施防護長度達4000m，約為砌石襯砌長度的11倍。

（2）工程若投資100萬元，在工程壽命期內，河道砌石護坡工程靜態總投資為250萬元，而生物工程措施工程靜態總投資為100萬元，約為砌石襯砌工程投資額的40%。

（3）生態工程建設必將大改變漳河生態環境和微生物良性循環環境。

可見，在投資額相同的情況下，生物工程措施比剛性工程措施防護長度大大增加，社會效益顯著；在相同防護長度情況下，生物工程措施年均投資額比剛性工程年均投資額大大減少，且有一定的經濟收益，能夠以工程養工程，減少或者避免后期投入。因此，在目前防汛經費緊張、年均度汛應急投資額減少的情況下，大力開展生物工程防護措施十分必要。

3.2 評價結論。

本工程興建后，能較大改變漳河工程面貌，能較大豐富防汛措施和手段，能較大改善漳河生態環境，能促進漳河生物系統的微循環良性發展。另外，對促進地方農林產業的經濟發展和加快沿河農村小康建設的步伐具有重要意義。

因而重視生物工程建設是必要的。