河道整改与生态修复策略

河道整改与生态修复策略

作者:彭曦 单位:湖北省鄂州市水利建筑设计研究院

长港河道位于湖北省鄂州市中部,全长46.5km,是梁子湖进入长江的唯一通道,长港流域水系主要由梁子湖、五四湖、三山湖等几十个湖泊组成,行政区划涉及湖北省鄂州、武汉、黄石、咸宁4个市,流域总面积3265km2,流域内土地肥沃,雨量丰沛,湖泊水深面广,是湖北省粮、棉、油及水产业的重要基地之一。为着力保护和修复长港流域生态环境,协调产业联动发展,调整水利设施布局,统筹城乡公共基础和设施建设,整合旅游资源开发利用,鄂州市从2008年开始,统筹规划,整合资金,对长港进行河道整治和生态修复,以产业优化、生态水利、特色旅游、基础设施、村镇建设五大工程为主体,打造“绿色、高端、集约”的城乡一体化百里长港示范区,把河道建设成具有游乐、运动、休闲等多功能的生态湿地公园。

1工程现状及存在的问题

1.1工程现状

长港河道起点为梁子湖下游的磨刀矶节制闸,有两个出口汇入长江,开闸期间,河道由南向北从新港流经三山湖节制闸、樊口大闸自排入江,汛期长江水位较高时,由西南向东北蜿蜒流经樊口泵站经电排入江。长港沿线主要基础设施有:重要排水支港37条,总长287km;樊口大闸、民信闸等大中小型涵闸45座;樊口一级排涝泵站;周家闸、大治港等二级排涝泵站82处,总装机2050台套,总容量1.98万kw,总排水能力198m3/s;小型灌溉泵站130处,总装机1140台套,总容量3920kw,提水能力19m3/s,灌溉面积1.5万hm2。此外,沿港有公(铁)路桥8座,圩垸67处,圩堤总长81.5km。樊口大闸、樊口泵站是长港流域控制性骨干水工建筑物。樊口大闸共设11孔排水闸与1孔船闸,排水闸每孔尺寸为宽6.5m×高7.0m,设计排水量为947.2m3/s(含船闸Q船=230.0m3/s)。船闸是流域诸湖通往长江的咽喉,可通行百吨级船只;樊口泵站装机4台,单机容量6000kw,是目前全国轴流泵单机容量最大的排涝泵站,设计总排水流量214m3/s。

1.2存在问题

长港是鄂州市境内最大河流,流程长,曲折迂回,自形成以来一直未经系统整治,加之人为活动干扰,主要存在以下问题:

1.2.1岸坡失稳,影响防洪安全长港设计标准为十年一遇排水标准,而沿线土质主要为潮沙土,粘性差,每年汛期长时间受高水位浸泡和长年雨水冲刷,造成两岸脱坡,港底淤积较严重,河道杂草丛生。同时,两侧违章建筑、挖鱼池、葬坟墓、种庄稼等现象十分普遍,特别是鄂州经济开发区和长港镇等地段,已经出现河道水位急剧下降时,地基下沉、地面裂缝等迹象。东沟镇余湾村在距堤面不足10m的禁区内,大面积开挖鱼池,造成300m左右岸坡整体弧形滑动。

1.2.2河道缺乏有效管理长港流经的大部分地区为农村,附近村镇生活污水大多直接流入河道,农业生产中产生的农药、化肥等面源污染通过地表径流进入长港,这些污染物及河道内沉积污泥释放出氮磷等物质,极易造成水体富营养化,影响水体生态系统平衡。

1.2.3水生植物配置不合理长港属长江中游典型的浅水式港道,虽然目前整个流域陆生植被丰茂,水生植被生长情况良好,但水生植物配置不合理,沉水、浮叶和挺水植物分布不均,不能长期有效地净化水质,总氮、总磷超地表水Ⅲ类水质标准,无法满足功能景观用水要求,不但妨碍了人水和谐,也不符合鄂州市构建资源节约、环境友好型社会的要求。

2工程主要做法

2.1工程建设任务按照《鄂州市城乡一体化百里长港示范区总体规划》的要求,为达到生态保护目标,工程建设内容为:

2.1.1削减入河污染物总量完善区域内污水、垃圾收集系统,截断外污染源,做到污水不入河。

2.1.2水环境综合整治工程实施河道整治、修坡清淤工程,增强水体流动性,提高水体自净能力。

2.1.3景观生态建设推进造林绿化建设,从自然风光、生态风光着手,营造水清、岸绿、潭平、坡稳的生态景观。

2.1.4水体生态修复实施水生植被重建,以沉水植物为主,挺水植物为辅,结合浮叶植物,改善水体自净能力。

2.1.5水环境保护非工程措施加强水法规政策宣传力度,规范各类水事行为,制定河流保护实施细则;加强面源污染管理,改进农业灌溉和施肥方式,防止土壤污染;加强环境监测,实施协调监督管理。

2.2污染源削减工程

随生活污水(点源)和地表径流(面源)汇入长港中的污染物是长港河道主要的外污染源。对点源污染,在长港沿线蒲团、杜山、长港、东沟4个乡镇各建1座污水处理厂,污水收集系统以分流制为主,沿港各农村新社区建立分散式污水处理站和垃圾收集站,截留农村生活污水和生活垃圾;面源污染削减减方案为,构建滨湖绿化带及生态湿地截留湖滨地表径流的污染物,并通过生态修复与生态体系构建,提高水体的环境自净能力,降低暴雨时冲击性污染物对水体的影响。

2.3堤基加固工程

长港沿线部分岸坡下覆较厚淤泥质土层,稳定性差,崩塌现象严重,特别是长港水位出现急剧下降时,险情尤为严重,有的地段为住房密集区,无法进行边坡放缓处理,现有基础也无法满足挡土墙对地基承载力的要求,必须进行堤基加固处理。对鄂州经济开发区段、长港镇段等房屋密集、需进行挡土墙工程处理的区域,为满足挡土墙地基承载力要求,采用粉喷桩加固堤基方案。粉喷桩桩径采用Φ50cm,排间距1m,呈梅花型布置,粉喷桩穿透淤泥层1m,横向宽度为墙前基础外延5m,全宽10m;对东沟镇段开口线外开挖鱼池造成的滑坡险情,由于岸坡较为开阔,在削坡同时采用木桩加固处理,木桩间排距1m,桩间距5m,呈梅花型布置。

2.4加筋格宾挡墙工程

长港鄂州经济开发区段(桩号7+721-9+025)、长港镇段(桩号29+322-30+987)岸坡总长度2969m,由于地质条件较差,特别是违章建筑等不合理的生产活动,导致局部滑坡和岸坡成片垮塌现象,采用岸坡综合整治及修建挡土墙工程。挡土墙形式采用加筋格宾挡墙,该结构形式可有效地提高构造物整体性与牢固性,抵抗弯曲应力、张应力和剪切应力等不同形式的应力,适应较大的不均匀沉降和无法预测的荷载,还能通过加强整个结构的相互作用来提高结构整体性,格宾填石间的空隙提高格宾的排水能力,这些空隙可收集水分并将它们从结构中排出,同时,格宾结构可以通过插枝、喷播等绿化技术,有利于促进环境重建与微生态平衡。对比重力式挡土墙,加筋格宾挡墙成为长港河道治理工程中理想的解决方案。#p#分页标题#e#

2.5岸坡整治工程

长港为平原型河道,纵向比降变化较小,在岸坡整治时,岸线力求平顺,各地段平缓连接,充分利用现有堤防及河流走向,尽可能减少土地占压和拆迁,在保证设计标准泄流安全的前提下考虑与周围环境及生态景观的风格协调。工程对岸坡进行削坡处理,配套采用生态景观和亲水工程,形成丰富多变的河道景观。比如,东港段右岸(桩号38+170-41+136)在保持原有过水断面不变或略有增加的情况下进行削坡处理,达到设计坡比1:2.5,在高程15m处设置施工平台,该平台在削坡工程完成后作为水生植物生长平台,并合理布置为游人漫步道。岸坡平整后回填种植土,铺满草皮,辅以枇杷、杨梅等优质果树,做到一村一品,色彩斑斓。削坡断面与现状堤顶地面自然衔接,堤顶选用单排广玉兰、香樟等高大乔木作行道树。岸坡整治工程结合实际配套亲水平台、旅游码头等辅助设施。辅助设施因地制宜地采用驳岸式、伸出式和浮船式3种形式,基础及水下部分采用钢筋混凝土结构,水位变化线以上部分采用仿木结构,仿木结构的装饰颜色与周边整体色彩协调。

2.6水工建筑物改造工程

长港是具有灌、排功能的骨干河道,各主要支流汇入长港处均有涵闸控制,长港沿线也通过灌溉泵站提水灌溉农田,因此,沿线建有上百处引、排水设施。这些水工建筑物大部分修建年代较久,功能老化,结构简单,与周边环境产生较大的反差,工程建设在满足水工建筑物功能要求的前提下,整合各类资金,进行美化亮化与重建结合的整治工作,使一处水利工程变成一处景点、亮点。

2.7生态修复工程

2.7.1水生植物恢复工程水生植物种植要求河道水位变化不大,水质较好,结合实际,水生植物恢复工程地点选择月河、路口、峒山等8个临港重点旅游新社区。在品种选择上,挺水植物选择千屈菜、芦竹、美人蕉、鸢尾等,沉水植物选择竹叶眼子菜、金鱼藻、黄丝草等,浮叶植物选择睡莲、水鳖等,这些水生植物为多年生且分蘖再生能力强,结合地形及重要景观接点,种植密度做到疏密有致,点面线结合,一般从河流两岸线向河心延伸6m左右种植挺水植物,在其种植带内点缀少量浮叶植物,种植量约为挺水植物的40%;沉水植物则在适宜的水深范围内栽植,一般从岸线向河心延伸2m左右种植。通过栽植水生植物,可有效促进水质的净化和稳定,增强底泥溶氧,促进水体中悬浮物的沉降,提高透明度,为水生动物提供良好的栖息和觅食场所,丰富河道立体景观效果。

2.7.2湿地构建工程选择月河、东沟等5个农村新社区构建水生植物湿地景观带,其中月河湿地区点缀种植睡莲,形成种类多样、花色各异的条状景观带;建新湿地区以种植芦苇为主,形成粗犷、原生态的特色,野趣盎然;峒山湿地区增加观赏性较强的挺水植物的种植;六十湿地区构建观花水生植物区,以种植观赏性较强的浮叶观花水生植物品种为主;东沟湿地区以植株高大的种类为主,构建一个树林缓冲带,离岸由远及近依次为高大乔木、灌丛、水杉等,形成生态屏障。

2.7.3岸线绿化工程岸线绿化结合岸坡整治,融入中国风景园林艺术,以沿河景观为风景主线,结合区域特色创造百里生态长港的滨水景观意境。河堤两侧以乔木、灌丛和花卉为绿化带,适当布置景观亭和亲水平台。绿化带既考虑环境生态要求,更突出景观功能,一是以观赏为主,体现四季的植物观赏性,布置休闲绿化区、观赏性草坪及层次分明的灌丛和小乔木,四季有景可赏。二是物种选择突出防护功能并兼顾观赏,营造对景林带,如以边坡形成连续、统一的整体绿化来弥补植物造景竖向上的不足,临墙种植爬山虎、常春藤等藤蔓植物等。

2.7.4生态护坡工程长港水岸是一个敏感的天然生态环境,这里自然活动频繁,季节性的泄洪排水活动及水位的涨落,还是人类与动植物特殊的栖息地,并拥有特殊的天然水岸景观,因此,长港的护坡工程须加强对这些天然环境保护,避免产生负面影响。选择长港沿线8个重点旅游新社区所在岸坡进行改造,路口、东港2个新社区改造为自然型护坡,月河、峒山、六十、长港4个新社区采用亲水型护坡,磨刀矶、东沟2个新社区位于长港上游,为防止磨刀矶节制闸开闸放水对岸坡造成冲刷,同时净化水质,采用强化型护坡。自然型护坡以植物护坡为主,种植固土草本和水生植物,通过植物深根的锚固作用、浅根的加筋作用,降低坡面土体孔隙水压力及削弱溅蚀,同时对河岸线进行必要修整;亲水型护坡采用抛石护脚、设置景观石、亲水平台、仿木桩、水生植物、木本植物等工程措施。抛石采用透水石笼,增加透水性,并起到滞洪补枯的作用,对部分险段采用生态袋防护,待岸坡稳定后经适当整形,再布置木本和水生植物进行防护;强化型护坡主要采取三维土工网垫和植生型混凝土块防护。三维土工网垫适用于岸坡受强降水和水流冲刷地段,质地疏松柔韧,具有固土性能优良、效能作用明显、护砌强度较高的优点。植生型混凝土块是植被混凝土的骨架,可使安全护砌与景观美化有机结合起来,再造由水、草共同构成的水环境,还可降低护砌材料表面温度及增加护砌材料表面透水透气性,减少热岛效应,提高湿热交换能力,生态功能显著。

3结语

长港是梁子湖水系众多湖泊的唯一入江口,历经长期的历史发展进程,形成了“江—湖—港”独特的自然格局,长港的综合整治不仅是一个水利工程,更是一个生态系统的修复工程,工程实施后通过生态保护圈的扩展延伸,既是基础性的自然资源,又是战略性经济资源,这样的水环境对净化空气、调节气候、降解污染、调蓄洪水、积累营养、丰富空间景观、发展特色经济都具有十分重要的意义。工程从2009年9月进入施工阶段以来,已完成8个标段约20km的建设任务,从实施效果来看,有效扩展了河道泄流断面,确保工程防洪安全,险工险段得到根本整治,同时,生态护岸、亲水平台、亲水长廊、岸线绿化等功能性景观工程逐步实现了河道景观与周边环境的完美结合。