黄河兰州段流域水环境科学问题调查及综合治理.pdf

安 全 监 督Maritime Safety 水上安全145作者简介：马淑平，女，本科，工程师，研究方向为黄河河道两岸安全隐患排查、河堤维修加固及防洪治理。黄河兰州段流域水环境 科学问题调查及综合治理马淑平（兰州市黄河河道管理站，兰州 730000）摘要：黄河是中华民族的母亲河，对其流域内的水土保持及其治理措施一直以来是环境领域的关键科学问题。位于其上游的兰州承担着保护黄河上游水源涵养区及对黄河开展有效治理的重任。黄河是兰州市主要工业和生活用水的重要水源，黄河兰州段总长约 152km，城区段长度约 45km。随着社会经济的快速发展，不恰当开发利用黄河水资源导致的水体污染及环境恶化等一系列河流生态环境问题。如何恢复受损的河流系统已成为重要的环境问题，也是区域可持续发展的关键。本文对黄河兰州段流域存在的系列水环境科学问题提出相应的河道防洪、黄河两岸水土保持、水污染处理等综合治理措施，以提升河道行洪能力，改善河道生态环境，促使黄河长期造福市民，实现黄河文化健康良性发展。关键词：黄河；兰州段；水环境；综合治理；措施0 引言黄河是中华文明的摇篮，是中华民族的重要象征，黄河在生态保护方面发挥着重要的作用，是连接西北高原与东部渤海的重要生态走廊1。然而新时期以来黄河一直面临水环境污染2、水生态损伤和水土流失等问题，尤其黄河上游水土流失问题较为严重3，裹挟着大量的沙土流入下游。2021 年 10 月 22 日，在深入推动黄河流域生态保护和高质量发展座谈会上国家主席习近平强调：“黄河流域实现经济发展和生态保护的良性循环，为黄河永远造福中华民族而不懈奋斗。”2022 年 10 月第十三届全国人大常务委员会会议通过中华人民共和国黄河保护法以加强黄河流域生态保护，推动高质量发展，实现人与自然和谐共生4。甘肃是重要的水源涵养区，要担负起黄河上游生态恢复、水土保持和污染防治的重任。地处黄河上游的兰州要在保持黄河水土健康方面先发力、带好头。黄河流域甘肃段地跨 9 个市州，是全省政治、经济、历史、文化发展的核心区，也是重要的生态涵养区。兰州市地处青藏高原与黄土高原过渡地带，黄河自西南至东北穿流而过。黄河兰州段总长约为 152km，其中流经兰州所辖的市区长度约为 45km，该流经区域主要包含峡谷与盆地，可基本满足兰州市工业用水和生活用水，但是城市经济发展导致黄河水环境污染问题凸显，严重影响兰州市黄河流域用水安全。随着经济社会的发展，人们的生态环保意识越来越强，对河道的治理不仅局限于水利工程方面的要求，而是将绿色生态注入河道治理之中，河道的生态、自然景观、休闲等功能逐步受到重视5。因此，改善修复黄河兰州段流域的河道生态环境和加强水资源的保护工作成为重中之重。1 黄河兰州段流域水环境问题调查1.1 码头、泵船等设施严重影响河道行洪兰州属于大陆季风性气候，气候变化大。根据气象站资料显示，兰州市年际降雨变化大，降雨时空分布不均。因此，几乎每年汛期黄河兰州段的防汛形势会很严峻。兰州是唯一穿城而过的城市，受到地形的限制，最窄处只有 120m，水坝和堤防水利工程的建设对河流系统造成了胁迫效应，且因为旅游业的发展，在兰州黄河沿线的一些农家乐利用的项目很多，所以一些码头、泵船等设施会严重影响河道行洪。1.2 河道“四乱”问题严重兰州城区河岸线共有约 95km，其中 57km 建成安 全 监 督水上安全 2023 年 第 9 期146河堤6。在 2020 年黄河兰州段防洪工程未实施之前，还剩下约 16km 没有建河堤，该处“四乱”（乱推、乱放、乱倒、乱建）问题严重。实施防洪工程期间，从河道中清除生活垃圾和建筑垃圾共约 27 万 t，拆除违建物约 28000m2，清理砂石堆体约 590000m2，拆除侵占河道岸线的生态园 2 家以及 1 个海事码头。1.3 沿黄流域两岸存在水土流失问题沿黄流域两岸土壤成分主要是黄土，有机质含量少，植被稀疏，加上降雨集中，雨水冲刷而土壤侵蚀严重，沙土流失7。天气干旱少雨，草木枯黄，还有人为活动破坏，植被稀少，草地面临荒漠化不断扩大的威胁8。每当汛期来临时，流域支流沟道中的暴雨、山洪等水沙灾害就会导致大量泥沙流失最终进入黄河。1.4 黄河兰州段水源污染问题根据兰州市生态环境局监测中心显示，兰州生态环境监测中心于 2022 年第三季度对兰州市区县集中式饮用水水源地进行了监测，分别为榆中县阳道沟水源（河流型），红古区海石湾水源（河流型）和窑街水源（河流型），皋兰县自来水公司水库水源（湖库型），永登县城区主水源地（地下水型）。红古区海石湾水源单独评价指标粪大肠菌群达到类水质标准，饮用水检测出大肠杆菌意味着水体受到了污染。黄河兰州段水污染主要是由生活垃圾及污水污染、工业废水污染、农药化肥残留污染引起。生活污染包括生活污水和垃圾进入黄河，尤其农村生活污水排放。兰州有炼油厂、石油化工厂、农药厂、化肥厂等，这些工厂产生的工业废水最终也会流入黄河。农业污染主要是化肥农药残留物质以及禽畜养殖产生的粪便经雨水冲刷流入黄河。2 黄河兰州段流域水环境治理措施2.1 黄河兰州段流域河岸生态护坡河岸护坡主要用来防止水土流失，主要是借助抗腐蚀性、耐磨性、抗冲刷性以及渗透性优良的材料，将河岸修复成能够促进生物生长的仿自然状态的护坡。根据地质条件可采用格宾网护坡和三维网植草护坡等。格宾网有一定的柔性和延伸性，对不平坦的地形适应性强。宾格网表面的网孔和内部填充料块石之间的缝隙有利于植物生长。格宾网技术要求见表 1。三维网植草是通过植物的生长和三维网格的支撑来实现坡面的稳定和生态修复9。在边坡整理的基础上，表面覆盖一层高分子材料制成的三维网，在网面孔隙中网孔中插入适宜的草籽或草皮来进行植草，植物的根系能够扎根在网格中，通过生长来牢固地固定住土壤，具有固土性能优良的特点，从而有效减轻降雨对堤防边坡的侵蚀，提高边坡抗冲刷能力。表 1 环境治理的格宾网技术要求项目技术要求格宾网面规格钢丝经机械编织成六边形网孔的网片结构，网孔大小为 710cm。钢丝要求钢丝材质为锌铝合金，直径大小 3mm，强度大小不低于 400N/mm2，含铝量 4 9。网内填充料填充物料是坚固、抗风化、不易水解的石块，石块直径大小 100150mm，填充率达 75以上。护坡厚度0.5m2.2 修建加固堤防以及疏通河道主城区的河堤通过维修加固加高旧堤来防止河堤坍塌，贡力等人在基于和谐论的黄河兰州段采砂影响研究中得到河道采砂对防洪安全有很不利的影响，除了部分河道有砂石等影响河道行洪需要进行采砂外，黄河兰州段流域的其他地方河道在一定时期要进行干预和控制，要避免过度的河道采砂对水体环境安全带来不利影响10；相关部门要严格监管涉河工程项目，及时彻底清理建筑废料，对影响河道行洪的农家乐、码头等设施进行拆除。赵素敏等人在黄河兰州段水沙特性与河床演变分析研究中得到兰州河段悬移质泥沙的来源是由于上游一些水库下泄泥沙而产生的，黄河兰州段河道今后的变化趋势总体是不会有明显的变化11。因此可以根据黄河兰州段河床的演变分析来探索合理的河道治理方案，保障未来南水北调补水后的河道行洪能力。2.3 增强污水处理能力加强城市污水处理能力，完善城市污水管道系统，将雨水生活污水通过污水管道系统快速收集到污水处理厂，改善污水处理厂设施，污水处理设施流程如图1，污水处理流程进行串并联组合，形成多路处理过程，从而提高污水处理效率，其中水处理模块是核心，污水处理后经化验检测达标后方可排放至黄河水体中；提高企业自身污水处理水平，加强建设企业环保系统，提倡工厂使用新能源，环保部门落实工厂在线监控仪器安装工作，严格监管工厂污水排放。图 1 污水处理设施流程示意图2.4 设计人工湿地工程利用湿地植物消除水体中的污染物，使黄河生态系统得到有效保护。污水经管道均匀布水后近似水平流过填料床体，并于尾部设置能简单控制调节湿地内水位的安 全 监 督Maritime Safety 水上安全147结构，见图 2。可以有效去除生化需氧量（biochemicaloxygendemand，BOD）、化学耗氧量（chemicaloxygendemand，COD）、固体悬浮物（suspendedsolids，SS）以及重金属等污染指标12。其中人工湿地植物要选择可以吸收重金属、有机污染物和化学物质，根系发达、耐旱耐寒，并能在湿地环境中生长繁衍、有一定景观价值、适于本土生长的植物13。在兰州市污水处理厂附近修建水平潜流人工湿地，消减点源污染物负荷。图 2 人工湿地工程示意图3.5 优化黄河兰州段流域治理机制，加强法规宣传工作在黄河流域河道治理中，有必要优化黄河兰州段流域治理机制：1）推进河道治理制度体系建设，让黄河兰州段流域的协同治理有明确的法规可以遵循，确保该项治理工作不会因为政府主要领导的人事调整与调动而产生较大的方向性变化14。2）加强水政工作人员业务培训和部门联合执法，发现问题现场交办责任部门，督促各项问题及时有效得到解决，提高协同机制下的决策执行效率15。3）建立健全的法律法规体系，设立合理的环境准入门槛，制定激励政策，鼓励企业和个人参与生态环境保护和可持续发展，提供税收优惠、补贴和奖励等激励措施。加强河道管理法、水法等相关法律宣传工作：利用电视、网络、自媒体等多种途径进行水法的宣传普及；抓典型，做榜样，通过与其他河道管理好的城市做对比宣传。3 结束语治理黄河的主要目标是保护人民生命财产安全和生态环境。黄河流域的生态环境保护非常重要，加强河岸带和周边区域的生态修复和保护，减少水土流失和水污染，同时加强植被恢复和生态系统的保护。黄河兰州段区域是黄河上游重要的水源涵养区之一，这里的山地、草地和湖泊等地形地貌特点，为黄河提供了丰富的水资源。黄河兰州段流域河道能否得到较好的治理将影响到黄河下游乃至全流域开展黄河流域生态保护和高质量发展工作的成败。黄河兰州段流域河道的治理主要是为了让黄河水清澈起来，保护两岸水土，充分保护、发挥城区黄河的功能，推动黄河兰州段流域可持续、和谐、平衡发展。本文简要论述了黄河兰州段流域河道管理中存在的相关问题，并提出了一系列治理措施，来提升黄河兰州段流域河道的行洪能力，保护黄河的水资源和河道生态环境。黄河兰州段流域河道的治理需要政府、企业共同参与，形成合力，共同推动黄河兰州段流域的可持续发展和繁荣。4 参考文献1 郭煦.甘肃兰州:打造“黄河之都”J.小康,2022(28):36-39.2 张莉红.黄河上游兰州水源水污染风险调查与评估 D.兰州:兰州交通大学,2016.3 马永歆.黄河上游河道水体减沙控淤对策研究 J.甘肃科技,2019,35(21):56-57,27.4 国务院办公厅.中华人民共和国黄河保护法EB/OL.(2022-10-30)2023-05-18.https:/ 李军.浅析黄河兰州城区段河道的综合整治 J.水资源开发与管理,2015(3):26-28.6 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