甘州區黑河生態文明建設河道治理方案探討

蒲興元

(甘肅省張掖市甘州區水務局，甘肅 張掖 734000)

2020年1月，甘州區委、區政府立足于習近平總書記推進生態文明建設的六項重要原則，搶抓黃河流域生態保護和高質量發展的機遇，提出了甘州區黑河流域綜合治理保護修復的思路，結合實施鄉村振興戰略和改善農村人居環境，堅持以黑河甘州段沿線生態系統與生物多樣性保護、水環境保護與修復、水土流失治理為重點，按照“山水林田湖是一個生命共同體”的科學論斷，把黑河流域作為一個完整的生態系統，實施整體性保護和系統性修復，以此破解生態環境難題，加快推進西部生態安全屏障城市建設。

1 黑河流域概況

黑河是中國第二大內陸河，干流發源于青海省祁連縣，從祁連山發源地到尾閭居延海，全長約928 km。其中干流鶯落峽以上為上游，河道長313 km，流域面積1.00萬 km2。鶯落峽至正義峽為中游，河道長204 km，流域面積2.56萬 km2，黑河流至張掖市西北10 km處，納山丹河，折向西北流，在鴨暖野溝灣匯入梨園河流于正義峽。正義峽以下為下游，河道長411 km，流域面積8.04萬 km2。穿越北山，流經金塔鼎新盆地，改稱額濟納河(古弱水)，向北流入內蒙古額濟納旗境內的居延海。

黑河是甘州區最為重要的城市經濟發展帶、農村經濟承載區，農業生產的命脈。黑河甘州區段起于鶯落峽，止于甘州區烏江鎮大灣村，過境河道全長57 km，共受益15個鄉鎮、220個行政村，總灌溉面積103.85萬畝。黑河流經甘州區境內，沿途流經9個鄉鎮，河道有過渡型、游蕩型、蜿蜒型等三種河型依次出現，干流自鶯落峽流出祁連山后進入山前沖洪積扇傾斜平原，河道縱坡1/1500～1/500,隨河道縱坡變化,河道寬度亦逐漸擴展，現狀河道最窄處在龍渠電站引水渠首閘約65 m,最寬處在省道213線大橋及過水路面處約1 450 m。其中：鶯落峽至省道213線大橋段河道長25 km，省道213線大橋至國道312線大橋段河道長12 km，國道312線大橋至甘臨分界線段河道長20 km。

2 黑河河道治理現狀

黑河甘州段上游已建成較為完善的防洪體系。其中石廟子電站至省道213線河道治理工程防洪標準為50 a一遇，設計洪峰流量1 900 m3/s，于2013年由甘肅省水利廳批復實施；省道213線至國道312線自石廟子分洪溢流堰處分為東、西兩個河岔，其中主河道(東河岔)防洪標準為50 a一遇，設計洪峰流量1 250 m3/s，西河岔設計洪峰流量630 m3/s。省道213線至國道312線主河道防洪工程已于2011年經甘肅省發改委批復實施，2017年又納入祁連山黑河流域山水林田湖生態保護修復項目黑河城區段生態治理工程，對該段生態治理進行更進一步提升，項目計劃于2021年全面建成。國道312線至支家崖段河道治理按照農防標準設計，防洪標準為10年一遇，設計洪峰流量985 m3/s，于2015年由甘肅省發改委、水利廳聯合批復實施。支家崖至甘臨分界線為自然河道，沿岸基本未修建防洪設施。

3 存在的主要問題

黑河上游地段已建成的防洪設施大多為現澆砼結構，存在“斷面結構單一化、岸坡形式規則化、材料選擇硬質化”的弊端。黑河下游地段部分河岸經過多年運行，河岸淘蝕剝落、岸基坍塌、水土流失等現象較為嚴重，原來純工程型的治理措施已不能滿足現行水生態文明工程建設需要，主要存在以下問題：

(1)黑河部分地段防洪能力薄弱。黑河鶯落峽至石廟子段河道比降大，河槽窄深，河床沖刷切割較強，水土流失嚴重，兩岸植被稀少，生態十分脆弱。

(2)已建成防洪工程設計防洪標準不一，防洪能力各異。下段防洪標準較低，需要提升。

(3)除黑河甘州城區段外，其它地段的防洪工程大部分為剛性襯砌，沒有完整的生態體系，生態功能需進一步提升。

(4)黑河支家崖至甘臨分界線段河槽蜿蜒曲折，河岸低矮，土質松軟，抗沖刷能力較弱，河床極不穩定。

4 黑河河道治理方案的建議與探討

黑河作為國家級自然保護區，本著“在開發中保護、在保護中開發”的指導思想，在流域水環境保護治理當中，應遵循順應自然、保護優先、減少干擾、整體提升的原則，充分利用黑河已建成的防洪體系，因地制宜統籌解決水資源、水生態、水環境、水災害等新老問題。在河道護岸治理措施上，應在保證實現防洪功能的前提下，充分利用天然原材料，盡量采取生態護岸結構，并充分結合河床、堤岸現狀，多種護砌方式相結合，使水工設計與景觀設計達到協調統一，打造生態水岸。

(1)黑河鶯落峽至省道213線段是地表水入滲區，該段河道水流湍急，沖刷力強，對未治理地段，可采用鉛絲石籠護腳、格賓籠護岸方式，在局部地段還應設置固床潛壩，防止河床下切，建議護岸結構見圖1。

圖1 黑河鶯落峽至省道213段護岸結構

(2)國道312線至蘭新鐵路橋地段，地下水逐漸出露，河床相對穩定，但局部地段沖刷仍然較強，目前已建成的護岸設計防洪標準較低，應提高到50 a一遇，在原防洪堤基礎上“穿靴戴帽”，建議護岸結構見圖2。

圖2 國道312線至蘭新鐵路橋段護岸結構

(3)蘭新鐵路橋至支家崖地段，地下水出露量逐漸增多，河床沖刷逐漸減弱，但河道變窄，河床表面土質松散，基礎淘刷仍很嚴重，已建成的護岸設計防洪標準較低，應提高到50 a一遇，在原砼面板上進行堆石護岸，并對基礎進行拋石護腳加固，建議護岸結構見圖3。

圖3 蘭新鐵路橋至支家崖段護岸結構

(4)支家崖至甘臨分界線地段，地下水大量出露，河床沖刷大大減弱，河床表層基本全部為細顆粒，該段也是打造黑河高質量發展經濟帶的重點地段，河道可因地制宜，盡量采取柔性護砌型式(見圖4)。

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5 方案選擇的優點

5.1 鉛絲石籠護腳、格賓籠護岸方案

采用鉛絲石籠護腳、格賓籠護岸，石籠抗沖刷力強、透水性強,又是生物易于棲息的多孔原構造，可以抵擋流水的沖蝕,為植物健康生長營造穩定的環境。鉛絲石籠裝置的柔韌性是保護河床和護坡的穩定性的基本因素，它可對河岸或河床起到有效的永久性保護,同時還能有效控制水的流速,防止水土流失，特別是在為植物自然生長、根系的發育等營造良好的生態環境和水質保持上,具有極佳的功效。

5.2 拋石護腳、土工格室加寬加高堤岸方案

河流最嚴重的災害是水流沖刷河岸使其破壞,在處理上述問題時,應遵循因地制宜的原則，針對國道312線至蘭新鐵路橋地段地下水逐漸出露、局部地段沖刷嚴重、已建成防洪堤護岸設計防洪標準較低的特點，應充分利用已建成河堤，對基礎部位拋石加固，對堤身進行加寬加高。采用土工格室能夠對護坡加高部位進行綠化美化，同時也有利于降低成本，節約費用。

5.3 鉛絲石籠護腳、面板堆石護岸方案

黑河甘州段蘭新鐵路橋至支家崖地段，地下水出露量逐漸增多，河床表面土質松散，河道變窄，河床沖刷逐漸減弱，基礎護腳部位淘刷嚴重，加之工程施工的季節性強,受水文、氣象的影響,施工布置必需滿足施工強度要求和防洪標準。采用鉛絲石籠護腳、面板堆石護岸方案，施工方法簡易靈活，可以就地取材，分段平行施工，減少對原有護岸的破壞，同時施工排水暢通，便于機械開挖和保護邊坡的穩定性。

5.4 木排樁塊石護腳、格賓墊護岸方案

黑河支家崖以下地段，河道平緩，兩岸植被保護較好，采用該施工方案既可以滿足防洪要求，又可以有效減少對沿岸植被的破壞，與現狀河道自然形態進行有機融合，同時減少了施工導流、基礎排水的工程量，降低了施工難度。

5.5 格賓石籠護腳、干砌塊石護岸方案

黑河支家崖至甘臨分界線地段是打造黑河生態廊道的“黃金地段”，防洪設施與人文景觀應和諧統一，采用該方案可以最大程度避免對原有河床的擾動，在解決岸坡底部水流侵蝕、滑坡坍塌問題的同時，護坡坡面可以與駁岸、人行步道順暢銜接，坡比可根據河岸形態靈活變化，形成平滑優美的岸線。

6 方案比選分析

表1 方案比選主要特點

7 結語

充分認識加強黑河流域生態保護的重要性，將山水林田湖作為一個生命共同體，通盤考慮黑河流域生態系統的依存度、互補性和內在聯系，采取自然修復與項目建設相結合，生物措施與工程手段相結合的方式，整體規劃、分類實施，突出重點、逐步推進。在今后的河道治理項目建設中，要按照人與自然和諧相處的理念，認識和處理水利工程生態影響問題，以黑河河道水環境治理生態文明建設為著力點，立足于新時期生態文明建設的總體布局，注重生態效益、社會效益和經濟效益的有機統一，切實增強黑河防洪防護功能，促進河湖生態建設與兩岸經濟產業高質量發展。