射陽(yáng)河河道斷面測(cè)量和健康狀況評(píng)價(jià)

李熙,賈峻,滕祥帥

(1.江蘇省水文水資源勘測(cè)局鹽城分局,江蘇 鹽城 224002; 2.寧波市阿拉圖數(shù)字科技有限公司,浙江 寧波 315042)

0 引 言

鹽城市地處淮河下游,河網(wǎng)密集,溝渠縱橫交錯(cuò),境內(nèi)主要河流有蘇北灌溉總渠、廢黃河、淮河入海水道、灌河、射陽(yáng)河、黃沙港、新洋港、斗龍港、川東港、串場(chǎng)河和通榆河等。區(qū)域內(nèi)現(xiàn)有骨干河道120余條,大溝級(jí)河渠道 1 800余條,中溝級(jí)河渠道 24 000余條,小溝級(jí)河渠道20余萬(wàn)條。依地勢(shì)和主要河流水系的分布狀況,屬淮河流域。這些河流對(duì)鹽城市社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和保障人民生活起著十分重要的作用。

射陽(yáng)河西起阜寧縣永興水文站,經(jīng)阜城、射陽(yáng)鮑家墩至射陽(yáng)海通鎮(zhèn)以東射陽(yáng)港電廠入海,全長(zhǎng)約 148 km,是重要的灌溉、引水、供水和通航的重要河道。鹽城市境內(nèi)灌溉面積245萬(wàn)畝,生產(chǎn)生活年用水量12億m3,航道等級(jí)3～6級(jí)。射陽(yáng)河是里下河地區(qū)排水入海最大的干河,曲折系數(shù)43%,河底高程-1.5～-8.0 m,河底寬35～350 m,河口寬50～450 m,攔河控制建筑物為射陽(yáng)河閘(35孔,總凈寬 350 m)。設(shè)計(jì)日均排水流量 960 m3/s,設(shè)計(jì)最大過(guò)閘流量 6 340 m3/s,沿河擋洪圩口閘390座,排澇泵站231座,抽排能力 189 m3/s。射陽(yáng)河堤實(shí)施圩堤標(biāo)準(zhǔn),頂高3.5～5.0 m,頂寬2～4 m,邊坡1∶1～ 1∶1.5,現(xiàn)狀防洪標(biāo)準(zhǔn)20年一遇,排澇標(biāo)準(zhǔn)5年一遇。

為客觀全面掌握射陽(yáng)河生態(tài)狀況,查找生態(tài)河湖建設(shè)的短板和問(wèn)題,分析影響河流生態(tài)狀況的主要因素,對(duì)射陽(yáng)河健康進(jìn)行評(píng)估是十分重要的,為此,本文運(yùn)用斷面測(cè)量技術(shù)對(duì)河道橫斷面形態(tài)進(jìn)行測(cè)量和繪制斷面圖。以此為基礎(chǔ),對(duì)射陽(yáng)河河流生態(tài)健康狀況進(jìn)行評(píng)價(jià),并根據(jù)結(jié)果提出維持河流健康的相應(yīng)對(duì)策。

1 射陽(yáng)河現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查和河道斷面測(cè)量

射陽(yáng)河現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查分為于平水期和枯水期兩個(gè)階段,針對(duì)射陽(yáng)河開(kāi)展水質(zhì)、底泥、植被、岸坡形態(tài)及生物類指標(biāo)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)。

河道斷面測(cè)量可以利用RTK接收機(jī)+測(cè)深儀法、走航式ADCP、斷面索法、RTK接收機(jī)+測(cè)深錘法等方法。如果采用RTK接收機(jī)+測(cè)深儀法進(jìn)行斷面測(cè)量時(shí),測(cè)前應(yīng)對(duì)測(cè)深儀進(jìn)行入水深度校對(duì),確認(rèn)電壓、信號(hào)無(wú)干擾后開(kāi)始使用。

1.1 射陽(yáng)河現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查

射陽(yáng)河現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查內(nèi)容主要包括:

河道橫斷面、岸坡及河濱帶植物分布調(diào)查:現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查河道橫斷面形態(tài),調(diào)查記錄岸坡、河濱帶植被分布、河岸與河床穩(wěn)定性、岸坡類型等形態(tài)特征,如圖1所示。

圖1 射陽(yáng)河河道斷面岸坡及植被現(xiàn)場(chǎng)狀況

對(duì)河道生物調(diào)查采樣以及水質(zhì)指標(biāo)監(jiān)測(cè),主要包括:調(diào)查分析浮游植物、著生硅藻、底棲動(dòng)物的分布結(jié)構(gòu)、生物量、受擾指數(shù)以及多樣性等生態(tài)結(jié)構(gòu)與功能,水質(zhì)指標(biāo)監(jiān)測(cè)內(nèi)容包括水體總氮、總磷、pH、溶解氧、氨氮、硝酸鹽氮、高錳酸鹽指數(shù)、五日生化需氧量等指標(biāo)。

在評(píng)價(jià)期間,除常規(guī)開(kāi)展河流水功能區(qū)、水源地的監(jiān)測(cè)和生物采樣收集外,還成立調(diào)查小組,以現(xiàn)場(chǎng)查勘與衛(wèi)星地圖遙測(cè)相結(jié)合的方式同步開(kāi)展河流岸坡形態(tài)和植被調(diào)查。同時(shí),協(xié)助河流管理部門開(kāi)展河流狀況公眾滿意度問(wèn)卷調(diào)查。

1.2 河道斷面測(cè)量

(1)河道斷面位置的確定與斷面樁的布設(shè)

在進(jìn)行河道斷面測(cè)量之前,應(yīng)首先查勘、選擇合理的斷面位置。根據(jù)河湖評(píng)估要求和射陽(yáng)河實(shí)際情況,一般從河口起每隔500～1 000 m選擇一個(gè)橫斷面,可以根據(jù)已有的較大比例尺地形圖資料在圖上選定,也可以在現(xiàn)場(chǎng)根據(jù)實(shí)地情況選定。橫斷面位置在選擇時(shí),應(yīng)注意如下事項(xiàng):首先,河道斷面布設(shè)應(yīng)選擇在水流較平緩且能控制河床變化的地方;其次河道斷面測(cè)量水深及河底高程時(shí),應(yīng)盡量避開(kāi)急流、險(xiǎn)灘等情況;河道橫斷面方向應(yīng)保持與水流方向垂直,在河道不規(guī)則區(qū)域、交叉口、支流匯合處、閘站壩和橋梁以及斷面比降、形態(tài)、長(zhǎng)度明顯變化的河道特征處應(yīng)加設(shè)監(jiān)測(cè)斷面。

河道斷面位置在實(shí)地確定以后,應(yīng)在河道一側(cè)或兩岸上布設(shè)一根木樁作為臨時(shí)斷面樁,斷面樁應(yīng)選擇布設(shè)在最高洪水位以上。布設(shè)好斷面樁以后,應(yīng)當(dāng)利用RTK接收機(jī)測(cè)定其三維坐標(biāo),其平面位置誤差應(yīng)不大于±2 cm。

河道斷面應(yīng)當(dāng)按里程位置統(tǒng)一編號(hào),可以從河道上游編號(hào)CS1+位置名,依次向下游方向遞增,如表1所示。

(2)河道斷面測(cè)量

在全面野外巡視的基礎(chǔ)上,根據(jù)測(cè)量需要以一、二級(jí)導(dǎo)線點(diǎn)及以上精度的控制點(diǎn)為起算,布設(shè)滿足測(cè)量要求的控制點(diǎn)?？刂泣c(diǎn)可以采用全站儀測(cè)距導(dǎo)線或RTK等方法進(jìn)行。高程采用RTK曲面擬合法或水準(zhǔn)測(cè)定。

河道斷面測(cè)量可以利用RTK接收機(jī)+測(cè)深儀法、走航式ADCP、斷面索法、RTK接收機(jī)+測(cè)深錘法等方法。當(dāng)采用RTK接收機(jī)+測(cè)深儀法進(jìn)行斷面測(cè)量時(shí),測(cè)前應(yīng)對(duì)測(cè)深儀進(jìn)行入水深度校對(duì),確認(rèn)電壓、信號(hào)無(wú)干擾后開(kāi)始使用。當(dāng)采用斷面索法進(jìn)行斷面測(cè)量時(shí),在每個(gè)斷面測(cè)量開(kāi)始和結(jié)束時(shí)應(yīng)各測(cè)定一次水位。

(3)數(shù)據(jù)處理與斷面圖繪制

所有外業(yè)記錄,經(jīng)各級(jí)檢查符合規(guī)定后,進(jìn)入數(shù)據(jù)處理階段。斷面測(cè)量數(shù)據(jù)根據(jù)記錄形式不同,可以用不同的方法處理。

當(dāng)利用儀器記錄時(shí):將儀器中的數(shù)據(jù)傳入電腦后錄入到Excel表中,然后計(jì)算出起點(diǎn)距,在起點(diǎn)距后面一格里輸入對(duì)應(yīng)的高程(表2),使用南方CASS7.1繪圖軟件進(jìn)行處理后繪制斷面圖。

表2 射陽(yáng)河斷面數(shù)據(jù)成果表

當(dāng)利用斷面成果表記錄時(shí):可以記錄為起點(diǎn)距和高程形式,將數(shù)據(jù)輸入Excel表格中進(jìn)行處理后,利用南方CASS7.1繪圖軟件繪斷面圖。

2 射陽(yáng)河健康狀況評(píng)價(jià)

2.1 河岸帶植被覆蓋度和河道岸坡穩(wěn)定性

河岸帶植被覆蓋度,是指河岸帶植被覆蓋面積占河岸帶面積的百分比。河岸帶,即常水位以上到堤頂或背水坡部分。河岸帶植被覆蓋度先計(jì)算各河段岸帶植被覆蓋率,再對(duì)全河流按河段長(zhǎng)度作為權(quán)重加權(quán)計(jì)算,獲得河流河岸帶植被覆蓋度賦分值,按下式進(jìn)行賦分。

(1)

式中:Rvc—河岸帶植被覆蓋率賦分值;

Aci—河段i岸帶植被覆蓋面積;

Aai—河段i岸帶面積;

Lvci—河段i長(zhǎng)度;

L—評(píng)價(jià)河流長(zhǎng)度。

河道岸坡穩(wěn)定性指河岸線平面位置的穩(wěn)定程度和保護(hù)狀況,計(jì)算方法為穩(wěn)定無(wú)明顯侵蝕的河岸線長(zhǎng)度占河岸線總長(zhǎng)度的比例:

(2)

式中:D—為岸坡穩(wěn)定性指數(shù);

a—為調(diào)查河段穩(wěn)定無(wú)明顯侵蝕的河岸線長(zhǎng)度(m);

L為河道岸線總長(zhǎng)度(m)。

射陽(yáng)河河道兩岸多為自然岸坡,自然植被分布較為完整,河岸線無(wú)明顯侵蝕現(xiàn)象,岸坡穩(wěn)定性好。

射陽(yáng)河斷面CS1位于永興,上游接西塘河,濱水植物多,上游河水較清,河內(nèi)停船多,近一半調(diào)查河段近岸分布有民居,且樹(shù)木分布其間,鄉(xiāng)村自然景觀好;濱水岸邊植物多,有蘆葦、茭草和伊樂(lè)藻分布,無(wú)不穩(wěn)定岸坡現(xiàn)象,本河段岸坡植被覆蓋率為87.5%,岸坡穩(wěn)定性為100%。

斷面CS2位于G204阜寧大橋下,河內(nèi)通航、船多,采樣點(diǎn)河段內(nèi)有砂廠、混凝土廠,僅靠近橋一側(cè)約 20 m濱水岸坡有輕微裸露侵蝕現(xiàn)象外,無(wú)塌岸現(xiàn)象,岸坡植被基本全覆蓋。河面寬,水靜止,水微黃綠色,濱水植物多,岸坡緩;本河段岸坡植被覆蓋率為95%,岸坡穩(wěn)定性為99.67%。

斷面CS3位于沿海高速路橋下,河面寬闊,水清澈,采樣河段內(nèi)有渡船碼頭,其余河段岸坡全為植被覆蓋,無(wú)不穩(wěn)定岸坡現(xiàn)象,河段自然景觀好,岸坡植被好,本河段岸坡植被覆蓋率為98.33%,岸坡穩(wěn)定性為100%。

斷面CS4位于鮑墩抽水站,河面寬闊,水清澈,河內(nèi)捕魚多。河內(nèi)挺水植物帶寬,分布有蘆葦、水花生、茭草等;坡上植被好,沿河全覆蓋,無(wú)不穩(wěn)定岸坡現(xiàn)象,本河段岸坡植被覆蓋率為100%,岸坡穩(wěn)定性為100%。

斷面CS5位于射陽(yáng)港大橋,河面寬闊,水清澈,橋兩側(cè)兩岸約一半岸線均分布有砂場(chǎng)、拌合廠、民居等,岸邊植被帶間續(xù),河濱有水花生以及伊樂(lè)藻等沉水植物,無(wú)不穩(wěn)定岸坡現(xiàn)象,本河段岸坡植被覆蓋率為60%,岸坡穩(wěn)定性為100%。

綜合5個(gè)調(diào)查河段,河道岸坡植被覆蓋率為88.17%,岸坡穩(wěn)定性為99.93%。

2.2 河道淤積程度

通過(guò)一個(gè)周期內(nèi)兩次斷面測(cè)量,對(duì)射陽(yáng)河河道橫斷面調(diào)查(圖2),河道淤積程度分析如下,射陽(yáng)河CS1斷面水位值在0.61情況下,計(jì)算出原狀面積 1 962.21 m2,現(xiàn)狀面積 1 906.62 m2,略有淤積;射陽(yáng)河CS2斷面水位值在0.79情況下,計(jì)算出原狀面積 1 695.12 m2,現(xiàn)狀面積 1 639.00 m2,略有淤積;射陽(yáng)河CS3斷面水位值在0.70情況下,計(jì)算出原狀面積 779.15 m2,現(xiàn)狀面積 744.06 m2,略有淤積;;射陽(yáng)河CS4斷面水位值在0.70情況下,計(jì)算出原狀面積 1 099.94 m2,現(xiàn)狀面積 1 028.15 m2,略有淤積;射陽(yáng)河CS5斷面水位值在0.70情況下,計(jì)算出原狀面積 430.80 m2,現(xiàn)狀面積 414.46 m2,略有淤積。

圖2 射陽(yáng)河鮑墩抽水站同一水位過(guò)水?dāng)嗝婷娣e比較圖

2.3 防洪工程達(dá)標(biāo)率

防洪工程達(dá)標(biāo)率指達(dá)到防洪標(biāo)準(zhǔn)的河流長(zhǎng)度占評(píng)價(jià)河流總長(zhǎng)度的百分比,按式(3)進(jìn)行賦分。河段的防洪標(biāo)準(zhǔn)按照GB 50201-2014的要求確定。

(3)

式中:Rfl—防洪工程達(dá)標(biāo)率賦分值;Lq—達(dá)標(biāo)河流長(zhǎng)度;L—評(píng)價(jià)河流總長(zhǎng)度。

射陽(yáng)河堤防頂高3.5～5.0 m,頂寬2～4 m,邊坡1∶1～1∶1.5。鹽城市境內(nèi)保護(hù)面積 2 893 km2,保護(hù)人口162萬(wàn)?，F(xiàn)狀防洪標(biāo)準(zhǔn)20年一遇,排澇標(biāo)準(zhǔn)5年一遇。

統(tǒng)計(jì)射陽(yáng)河沿岸防洪工程堤防情況(表3),射陽(yáng)河堤防防洪工程達(dá)標(biāo)情況良好,建湖、濱海、射陽(yáng)段均無(wú)不達(dá)標(biāo)河堤,僅在阜寧永興集鎮(zhèn)段及水文站對(duì)岸段,分別有 1.2 km和 0.092 km堤防未達(dá)標(biāo)。按永興～射陽(yáng)河閘段 133 km河長(zhǎng),根據(jù)GB50201—2014標(biāo)準(zhǔn)以及DB32/T 3674—2019中防洪工程完好率指標(biāo)賦分標(biāo)準(zhǔn),統(tǒng)計(jì)射陽(yáng)河堤防達(dá)標(biāo)率指標(biāo)值為99.995%,評(píng)價(jià)得分99.99。

表3 射陽(yáng)河沿岸防洪工程堤防情況匯總表

3 維持河流健康對(duì)策

依據(jù)本次對(duì)射陽(yáng)河河流生態(tài)健康狀況評(píng)價(jià)結(jié)果,表明:射陽(yáng)河多為自然型岸坡,岸坡植被及水生植物恢復(fù)本底條件良好。為促進(jìn)河道水體自凈能力提高,應(yīng)重視河道生態(tài)緩沖帶、沿河濕地建設(shè)與保護(hù),尤其是有條件的開(kāi)闊河道區(qū)域盡可能大面積恢復(fù)濕地,擴(kuò)大水環(huán)境容量與自凈能力;因河道多處農(nóng)村地區(qū),科學(xué)推行流域農(nóng)田退水溝渠的生態(tài)攔截建設(shè),高效阻斷污染物輸入河流,充分利用現(xiàn)有排水溝渠,對(duì)其進(jìn)行一定的工程改造,建設(shè)成生態(tài)攔截型溝渠塘系統(tǒng)。合理規(guī)劃沿河防護(hù)林建設(shè),建設(shè)和完善保護(hù)區(qū)生態(tài)隔離帶及防護(hù)林體系,構(gòu)建沿岸綠色生態(tài)廊道,遏制濕地資源減少和功能退化,進(jìn)一步保護(hù)生態(tài)環(huán)境,防控入河污染。

扎實(shí)做好水域岸線管控工作,提升河道環(huán)境面貌,射陽(yáng)河是跨縣骨干河道,穿越村鎮(zhèn)及鄉(xiāng)村,跨線長(zhǎng),沿河碼頭較多,雖經(jīng)過(guò)整治,但沿河通航,岸線碼頭常有臨時(shí)堆放、作業(yè)等占用現(xiàn)象,部分岸坡環(huán)境雜亂,水體整潔程度較差,常見(jiàn)有岸坡及河面漂浮垃圾。后續(xù)須進(jìn)一步對(duì)岸線管理范圍嚴(yán)格實(shí)施空間管控,規(guī)范岸線利用各類活動(dòng),圍繞“補(bǔ)短板”和“強(qiáng)監(jiān)管”,繼續(xù)推進(jìn)河湖“兩違三亂”專項(xiàng)整治工作,并全面落實(shí)河湖長(zhǎng)效管護(hù)措施,建立有人員、有經(jīng)費(fèi)、有制度、有考核、有獎(jiǎng)懲的“五有”河湖長(zhǎng)效管護(hù)機(jī)制,確保河湖不再新增“兩違三亂”違法行為。必須嚴(yán)格落實(shí)河道沿線亂墾種、亂搭建、亂堆放、亂傾倒等違法行為監(jiān)管,重點(diǎn)整頓各類違法侵占、破壞岸線資源的行為,促進(jìn)岸線資源的節(jié)約使用和合理開(kāi)發(fā)。積極借助網(wǎng)格化管理模式,充分發(fā)揮各級(jí)河長(zhǎng)職能,建立健全河湖網(wǎng)格化巡查、保潔等機(jī)制。強(qiáng)化管護(hù)主體能力建設(shè),按照長(zhǎng)效保潔工作計(jì)劃及相關(guān)規(guī)定,加強(qiáng)河道堤防觀測(cè)、巡查、維護(hù)和養(yǎng)護(hù)等日常管理工作,購(gòu)置水域清污船等河道水面清理設(shè)施設(shè)備,綜合采取各種技術(shù)措施,清理河道水面垃圾和有害水生植物,切實(shí)保持河道水面清潔,促進(jìn)沿河整體生態(tài)環(huán)境及整潔情況提升。同時(shí),不斷優(yōu)化河長(zhǎng)公示牌內(nèi)容,引導(dǎo)鼓勵(lì)廣大群眾參與河湖保護(hù)工作,全力打造生態(tài)河湖“樣板”。