山區(qū)河道防洪與生態(tài)修復(fù)綜合治理方案探討

馬宇

（榆林市水利工程質(zhì)量安全工作中心，陜西 榆林 719054）

河道在生態(tài)系統(tǒng)中承擔(dān)著農(nóng)業(yè)灌溉、防洪排澇等重要任務(wù)。近年來，我國努力提升河道防洪保安能力，加強(qiáng)河道綜合治理，通過開展河道清淤、岸坡防護(hù)、堤坡面綠化及濕地蘆葦蕩種植、驛站改造等工程，逐步完善防洪功能體系，同時(shí)強(qiáng)化飲用水水源地保護(hù)，改善水資源生態(tài)環(huán)境，打造水美家園[1-2]。按照“節(jié)水優(yōu)先、空間均衡、系統(tǒng)治理、兩手發(fā)力”治水方針，聚焦推動(dòng)流域河道清淤、除險(xiǎn)加固、生態(tài)修復(fù)等工程項(xiàng)目建設(shè)，以此提升防汛抗洪能力[3-5]。通過實(shí)施河道防洪、引水、疏浚等治理措施，改善農(nóng)村河塘溝渠淤積嚴(yán)重、排灌不暢等現(xiàn)象，進(jìn)一步增強(qiáng)山洪溝行洪能力，保護(hù)沿河兩岸群眾生命財(cái)產(chǎn)安全，改善沿岸人居生態(tài)環(huán)境[6]。

1 河道基本情況

本文研究實(shí)例為白馬關(guān)河，其發(fā)源于北京市密云區(qū)境內(nèi)番字牌鄉(xiāng)前火石嶺和大西溝一帶，由北向南經(jīng)番字牌、白馬關(guān)等村鎮(zhèn)后于董寶嶺村南注入密云水庫。主要支溝有牤牛溝、下倉峪溝、番字牌溝、響水峪溝等。目前流域內(nèi)僅支溝上建有3 座小Ⅱ型水庫—牤牛溝水庫、響水峪水庫和西莊子水庫，干流上未建控制性工程。白馬關(guān)河總流域面積184.9km2，長41.4km，主溝長36.7km，河道平均比降1.01%。白馬關(guān)河為典型的山區(qū)河道，河道縱坡陡，流域內(nèi)降雨集中且強(qiáng)度大，匯流時(shí)間短，水流速度快，挾沙能力和沖刷能力強(qiáng)，由于該河道屬于密云水庫上游重要的水源區(qū)，白馬關(guān)河的水直接匯入密云水庫，對(duì)密云水庫的水量、水質(zhì)影響重大。暴雨強(qiáng)度達(dá)到極端天氣（1 小時(shí)降雨量≥70mm）的站數(shù)達(dá)19 個(gè)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2012 年～2022 年十年間，密云區(qū)累計(jì)平均降雨量142mm，其中河道平均降雨最大的房山區(qū)降雨量為301mm。多年來強(qiáng)降雨，沖毀了部分河道護(hù)岸，水毀段河道護(hù)岸存在坍塌危險(xiǎn)。

工程區(qū)所處燕山臺(tái)褶帶，密懷中隆斷的密云迭穹斷內(nèi)。河道沿線上覆第四系沖積物，以第四紀(jì)沖、洪積以碎石為主，層厚度小于6.0m。地基承載力不小于230kpa。工程區(qū)地震動(dòng)峰值加速度為0.15g（地震基本烈度Ⅶ度）。工程區(qū)地處山區(qū)，地勢(shì)陡峭，覆蓋層比較薄，碎石塊石較多，雨水集中在雨季且雨量大，容易發(fā)生泥石流現(xiàn)象。

2 河道存在問題與治理必要性

2015～2016 年，白馬關(guān)河進(jìn)行了一期、二期小流域綜合治理工程，白馬關(guān)河一期小流域綜合治理工程為北京市山區(qū)小流域綜合治理試點(diǎn)項(xiàng)目，治理寶峪嶺水庫入口至獨(dú)秀峰段小流域25km2，其中治理白馬關(guān)河河道12km，復(fù)墾土地1733 畝，沿河道、公路栽植綠化林木6000 株，建籽種基地3000 畝。白馬關(guān)河二期小流域綜合治理工程治理段為前火嶺至獨(dú)秀峰段，獨(dú)秀峰段治理河道22.18km，流域綜合治理80km2。近年來，隨著人類活動(dòng)對(duì)河道的干擾及河道的自然變化，部分河道淤積嚴(yán)重。頻發(fā)的暴雨沖毀了部分河道護(hù)岸，造成安全隱患，嚴(yán)重危及河道兩岸工農(nóng)業(yè)及居民的生命財(cái)產(chǎn)安全，急需治理。

2.1 存在問題

（1）該河為山區(qū)行洪河道，流域內(nèi)降雨集中且強(qiáng)度大，匯流時(shí)間短，水流速度快，挾沙能力和沖刷能力強(qiáng)。近年連降暴雨導(dǎo)致河道護(hù)岸受到?jīng)_刷，岸坡發(fā)生不同程度破壞，甚至出現(xiàn)垮塌現(xiàn)象，見圖1（a）、（b），目前水毀破損護(hù)岸長1.2km，如不及時(shí)處理，河道繼續(xù)淘刷，將危及河道行洪安全。

圖1 河道主要存在問題

（2）該河部分河段淤積嚴(yán)重，致使河道過流能力不足，影響河道行洪安全，同時(shí)受岸坡水土流失作用影響，使得岸坡巖土體在水流作用下遷移、搬運(yùn)并沉積，進(jìn)一步加劇了河道的淤積，見圖1（c）。

（3）河道所在區(qū)域地表植被退化和缺失，岸坡土石裸露，水土流失嚴(yán)重，植物生長條件十分惡劣，河道生態(tài)系統(tǒng)嚴(yán)重受損，見圖1（d）。

2.2 治理必要性分析

（1）該河道治理是確保周邊工農(nóng)業(yè)及居民生命財(cái)產(chǎn)安全的需要。經(jīng)調(diào)查訪問，近年來，河道暴雨頻發(fā)多發(fā)，暴雨加重了白馬關(guān)河河道護(hù)岸的沖刷，致使河道多處護(hù)岸破損嚴(yán)重，水毀護(hù)岸存在失穩(wěn)坍塌的危險(xiǎn)，難以抵御洪水的侵襲，已失去保護(hù)河道兩岸的村莊和農(nóng)田的作用。

（2）河道治理是提高河道防洪、排水能力的需要。人類活動(dòng)對(duì)河道的干擾，在河道內(nèi)取土、在河道內(nèi)堆放柴火玉米稈，以及水流的自然作用使得土壤遷移及沉積，部分河道淤積嚴(yán)重，致使河道過流能力嚴(yán)重不足，特別是前火石嶺游段河道。流域內(nèi)一旦發(fā)生較大降雨，河道將超負(fù)荷行洪，極易造成洪澇災(zāi)害。

（3）河道治理是加強(qiáng)修復(fù)河道生態(tài)系統(tǒng)的需要。該河道及其沿岸是重要地表水源保護(hù)區(qū)，由于河道流域內(nèi)的村莊、良田集中分布在沿河兩岸，多數(shù)河段因人為干擾而導(dǎo)致河岸植被破壞，沿河兩岸植被蓄水保土能力降低。為改善河道生態(tài)環(huán)境，必須加快建設(shè)和恢復(fù)生態(tài)自然的河流系統(tǒng)，為水源地水質(zhì)保護(hù)建起一道天然屏障。綜上所述，為保障河道行洪安全并給河道兩岸創(chuàng)造良好生態(tài)環(huán)境條件，促進(jìn)地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，實(shí)施河道防洪及生態(tài)綜合治理十分有必要。

3 防洪與生態(tài)修復(fù)綜合治理

3.1 治理目標(biāo)與標(biāo)準(zhǔn)

在保障河道防洪安全的前提下，以水源保護(hù)為核心，按照“水清、流暢、岸綠、景美”的河道治理思路，對(duì)白馬關(guān)河進(jìn)行治理，實(shí)現(xiàn)保護(hù)水源地、改善生態(tài)環(huán)境、穩(wěn)定并改善河道水質(zhì)，維持郊野自然的天然生態(tài)河流景觀的目標(biāo)。具體治理目標(biāo)如下：①通過疏挖河道，提高河道的過流能力，保障河道的防洪安全。②河道生態(tài)防護(hù)，修復(fù)河道護(hù)岸，消除河道安全隱患。③通過河道植被修復(fù)，修復(fù)河道生態(tài)系統(tǒng)，改善河道水質(zhì)。本次白馬關(guān)防洪及生態(tài)治理工程的治理范圍從密云縣馮家峪鎮(zhèn)前火石嶺村開始，到密云水庫入口處，治理長度54.9km，其中主河道治理長度36.7km，支溝治理長度18.2km。治理河道兩側(cè)各30～50m 范圍內(nèi)。參照《水利水電工程等級(jí)劃分劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》（SL252-2017）及《防洪標(biāo)準(zhǔn)》（GB50201-2014），本工程定為Ⅴ等工程，主要建筑物為5 層建筑物。白馬關(guān)河護(hù)岸以10 年一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)設(shè)防，村鎮(zhèn)護(hù)岸頂高程需滿足20 年一遇洪水位的要求。

3.2 治理內(nèi)容

本次通過對(duì)淤積河段進(jìn)行疏挖平整、拆除修復(fù)水毀護(hù)岸、硬質(zhì)護(hù)岸生態(tài)防護(hù)、河道植被修復(fù)，恢復(fù)白馬關(guān)河的行洪能力，保護(hù)沿岸工農(nóng)業(yè)及居民的生命財(cái)產(chǎn)安全。主要工程內(nèi)容包括：①河道疏浚：河道清理平整15.1 萬m3，渣土清運(yùn)4.56 萬m3，拆除連拱閘、滾水壩6 座；②生態(tài)護(hù)坡：修復(fù)水毀護(hù)岸1.2km；硬質(zhì)護(hù)岸生態(tài)防護(hù)10km；③植被修復(fù)：沿白馬關(guān)河河道兩岸進(jìn)行補(bǔ)植，種植喬木7235 株，種植地被植物6.53 萬m2。

據(jù)實(shí)地調(diào)查、分析，將白馬關(guān)河分為上、中、下游三段進(jìn)行河道平整疏浚、水毀護(hù)岸修復(fù)、修復(fù)生態(tài)護(hù)岸及河道植物帶建設(shè)。①上游段（樁號(hào)0+000～17+400）：從司營子村至北石片村，流經(jīng)前火石嶺、東嶺、司營子、鲇魚塘、大牛峪等村和番字牌等村，長17.40km，本段河道受人類活動(dòng)干擾較少，生態(tài)系統(tǒng)基本健康，主要進(jìn)行河道平整疏浚、河岸補(bǔ)植、修復(fù)生態(tài)護(hù)坡，保持河道的自然生態(tài)；同時(shí)對(duì)水毀河道護(hù)岸進(jìn)行修復(fù)。②中游段（樁號(hào)17+400～26+200）：由北石片村至獨(dú)秀峰景區(qū)，流經(jīng)北石、南石、下營、朱家峪、何家店等村，長8.8km，部分河道水質(zhì)較差，除進(jìn)行修復(fù)水毀護(hù)岸、生態(tài)護(hù)坡修復(fù)及對(duì)河岸補(bǔ)植外，河道疏浚工程主要是拆除阻水滾水壩，疏通河道，增強(qiáng)河道水流的自凈能力，提高河道水質(zhì)。③下游段（樁號(hào)26+200～設(shè)計(jì)終點(diǎn)36+669）：從獨(dú)秀峰景區(qū)到寶峪嶺，流經(jīng)螞螂峪、馮家峪、西莊子、寶峪嶺等村，長10.47km，本段河道受人類活動(dòng)干擾較大，需要采取河道疏浚、修復(fù)水毀護(hù)岸、生態(tài)護(hù)坡修復(fù)和河道植物修建等綜合措施，恢復(fù)河道的自然生態(tài)。④支溝治理：本次重點(diǎn)對(duì)西蒼峪支溝、西口外支溝和番字牌支溝進(jìn)行河道平整疏浚、渣土清運(yùn)治理，對(duì)部分河道植被缺失處進(jìn)行補(bǔ)植。西蒼峪支溝治理長度4.73km，西口外支溝治理長度5.7km，番字牌支溝治理長度5.8km，白蓮峪支溝治理長度2km，支溝治理總長度為18.2km。

3.3 防洪治理方案

3.3.1 河道疏挖

白馬關(guān)部分河段斷面淤積嚴(yán)重，致使河道過流能力不足，影響了河道的行洪安全，因此，根據(jù)工程區(qū)河道現(xiàn)狀，為提高河道的行洪能力，對(duì)河道進(jìn)行疏挖，以保證河道的過流能力。疏挖河道段主要包括為過流能力嚴(yán)重不足及淤積嚴(yán)重的河道，疏挖深度以規(guī)劃洪水不出河槽進(jìn)行控制。疏挖段河道為前火嶺村段（樁號(hào)0+000～4+000）、司營子村段河道(樁號(hào)4+793～5+493)、大牛峪村段河道（樁號(hào)12+500～13+800）、螞螂峪村段河道（樁號(hào)26+200～27+200）、馮家峪鎮(zhèn)段河道(樁號(hào)28+220～31+320)、西蒼峪溝溝口段998m，西口外溝溝口段1500m 及番字牌支溝溝口段1200m，疏挖段總計(jì)長13.80km，河道清理平整土方15.1 萬m3。

3.3.2 拆除阻水建筑

實(shí)地調(diào)查發(fā)現(xiàn)白馬關(guān)河治理河道段共有6 座連拱閘、滾水壩阻水嚴(yán)重。這些連拱閘、滾水壩修建于2004～2007 年，主要功用為攔蓄河水，在村莊附近形成水面，美化環(huán)境，增加親水平臺(tái)。為保證河道的縱向連通，本工程擬拆除阻水嚴(yán)重的6 座連拱閘、滾水壩，拆除后采用山石進(jìn)行河道恢復(fù)，在保證河道縱向貫通的同時(shí)，能形成一定的小水面，增加親水空間，營造良好的河道生態(tài)環(huán)境。拆除連拱閘、滾水壩情況如表1 所列。

表1 拆除連拱閘、滾水壩表

3.4 生態(tài)修復(fù)方案

3.4.1 生態(tài)護(hù)坡

河岸邊坡是白馬關(guān)河生態(tài)系統(tǒng)中的重要組成部分，它不僅具有固定河道、穩(wěn)定流勢(shì)的防洪泄流功能，在河流生態(tài)系統(tǒng)中還扮演著水陸交錯(cuò)帶，連接水陸兩類生態(tài)系統(tǒng)的重要作用，具有最豐富的生物相，是河道濕地的重要組成部分。結(jié)合白馬關(guān)河道擋墻修復(fù)，在河道硬質(zhì)護(hù)砌段設(shè)置種植槽，在保障防洪的基礎(chǔ)上進(jìn)一步美化岸坡，修復(fù)河道生態(tài)系統(tǒng)。鉛絲石籠生態(tài)效果優(yōu)于漿砌石，故此段種植槽外墻采用鉛絲石籠。在現(xiàn)狀硬質(zhì)護(hù)砌外1m 處設(shè)置鉛絲石籠種植臺(tái)，種植臺(tái)高0.5m。種植槽總長度10km，主要種植攀緣植物，起到美化環(huán)境、弱化邊坡結(jié)構(gòu)的作用。

3.4.2 植被修復(fù)

現(xiàn)狀白馬關(guān)河兩側(cè)部分河段植被覆蓋率較好，森林植被覆蓋率較高，但河道局部有多處因采礦造成的植被破壞和棄渣棄土區(qū)域；部分河段灘涂、濕地由于被農(nóng)民開墾種地，導(dǎo)致土壤貧瘠，水源涵養(yǎng)條件差，獨(dú)秀峰、西莊子、螞螂峪、馮家峪等區(qū)域地表植被退化或缺失嚴(yán)重。本次主要在漿砌石擋墻拆建處及以上植被缺失區(qū)域進(jìn)行植被補(bǔ)植和恢復(fù)。河道植物帶建設(shè)工程以水源保護(hù)、自然生態(tài)為主要目的，以白馬關(guān)河主河道為“生態(tài)軸”軸線，結(jié)合兩側(cè)的立地類型建設(shè)植物帶，通過水軸連接兩岸，使兩岸植物帶成為一個(gè)有機(jī)的綠色景觀廊道。依據(jù)河道植被現(xiàn)狀分布情況及本工程可研評(píng)估報(bào)告，河道植物帶設(shè)計(jì)主要以補(bǔ)植喬木及地被植物為主，主要分為護(hù)岸臺(tái)地綠化區(qū)和河岸綠化區(qū)兩個(gè)分區(qū)。護(hù)岸臺(tái)地綠化區(qū)：分為田園景觀綠化和水源涵養(yǎng)林綠化。田園景觀綠化主要位于白馬關(guān)河周邊村莊附近，植樹造林方式主要以補(bǔ)植喬木及地被植物為主，植物選擇以常綠植物搭配色帶植物為主，以營造田園綠化景觀；水源涵養(yǎng)林綠化主要位于遠(yuǎn)離村莊的地區(qū)，植樹造林以喬木栽植為主，盡量選擇低耗水的造林樹種，以發(fā)展水源涵養(yǎng)林為主要目標(biāo)。河岸綠化區(qū)：主要以攀緣植物垂直綠化為主，建立從漿砌石護(hù)岸與周邊環(huán)境物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)的途徑。

4 結(jié)論及建議

白馬關(guān)河部分河段淤積嚴(yán)重，護(hù)岸呈現(xiàn)水毀現(xiàn)象，存在安全隱患，治理工程通過對(duì)局部河段疏浚平整、修復(fù)破損護(hù)岸、護(hù)岸生態(tài)防護(hù)、河道植被修復(fù)，恢復(fù)白馬關(guān)河的行洪能力，保護(hù)沿岸居民生命財(cái)產(chǎn)安全的同時(shí)改善兩岸生態(tài)環(huán)境。此次綜合治理暫未考慮沿河交通橋梁等阻水建筑物的改造，可能對(duì)河道防洪存在潛在不利影響，因此，建議對(duì)河道橋梁開展進(jìn)一步分析研判，并及時(shí)采取合理措施。