对张家口市清水河生态修复思路的探讨_李慧敏.pdf

水 利 改 革水 利 改 革对张家口市清水河生态修复思路的探讨李慧敏收稿日期：2023-07-20作者简介：李慧敏，女，汉族，张家口市清水河河务中心，工程师。清水河发源于桦皮岭南麓，经张家口市区，于新区姚家坊乡入洋河，是永定河流域的二级支流。多年来，张家口市针对清水河洪水高风险区段进行了局部防护治理，收到明显成效，而关系河流健康的生态修复建设内容相对较少，河流综合功能的发挥受到制约，甚至出现景观水面缩小或消失、河水断流、槽滩干涸、岸线植被枯萎、水质不达标、水生动植物锐减等严重影响河流健康的生态问题。为使亚健康状态的清水河恢复正常，充分发挥综合效益，以河流健康为核心的生态修复工作已经提到日程。1.存在问题及根源剖析清水河是永定河流域的二级支流，最上游一段称之为太子城沟，流经崇礼区、张家口市区汇入洋河，汇水面积2386 km2。自上而下，先后有 3 条支流于右岸汇入，分别为东沟、正沟和西沟。东沟源于桦皮岭，流经狮子沟、西湾子等村镇，在中山沟村附近与正沟汇合，崇礼水文站控制流域面积 430 km2；正沟源于崇礼区正北坝底村,在中山沟村 附 近 与 东 沟 汇 合，控 制 流 域 面 积355 km2；西沟源于崇礼区西部黄台坝，在乌拉哈达村附近汇入清水河，控制流域面积 727 km2。清水河汇水范围及所流经的区域全部位于山区，多年平均降雨量 483 mm。按降雨等值线划分，该区处于我国半干旱 区（200 mm400 mm）与 半 湿 润 区(400 mm800 mm)的分界线附近。其不均匀的水资源特征与洪水时空分布特点，给河流水源开发、防灾治理与生态修复之间的协调增加了难度。清水河一般平水年份地表水资源量 7750万 m3，P=95%频率的枯水年份，仅有 4000 万 m3左右，相差近一半。而且，以地表径流为主体的水资源量，多以降雨形成为主，主要集中在每年的汛期，大几率出现在 7月下旬8月上旬。这就造成河道夏秋季河水相对较多，而冬春季干旱，容易形成河道冰冻干涸和水质降级，严重影响水生动植物的良性繁衍。干旱年份或春灌季节，河水数量少，山高水低，往往形成灌溉供水不足、两岸耕地的旱灾。尽管洪水属于低概率事件，一旦发生，会对张家口市区以及乡村两岸农田厂矿构成极大威胁。根据清水河水文数据统计分析，10 年一遇洪水的洪峰流量为 1020 m3/s，20 年一遇洪峰流量为 1592 m3/s，50 年 一 遇 洪 峰 流 量 为2139 m3/s。源短流急的山区洪水，容易造成张家口城市和乡村的洪灾。多年来，为了防御清水河洪水，当地将治理重点放在了城市防洪和两岸零星厂矿农田的防护方面。结合护岸实施的河槽疏通，改善了泄洪功能，但是在枯水年份，河道有限的基流也会快速流出，难以在当地涵养，加重了区域干旱。张家口市为此修建多道橡胶坝，有效控制了河道基流，形成了城区水面景观。现已实施的防洪治理工程，多采取混凝土直墙或砌石结构。硬质结构不仅工程量小，还节省工程占地。这种顺直选线和硬质结构，往往是河流生态修复而不予提倡的，河流健康追求河道的自然弯曲，软质河岸和植被自然生长。有效协调水多与水少、排洪与存蓄、堤岸挡水与植被景观之间的关系，是生态修复工作所要关注的重要内容。2.清水河水生态修复的必要性与目标永定河被定位为京津冀区域重要水源涵养区、环境屏障和生态廊道。从京津冀协同发展角度出发，需要推进包括永定河在内的生态治理与修复。清水河是永定河上游的二级支流，因此对其开展生态修复是必要的。河北省有关部门曾提出要对永定河上游洋河、桑干河及清水河 3条河道进行治理。因此，开展清水河生态修复，既符合国家战略，也符合地方具体要求。按永定河总体生态功能定位，张家口市清水河生态修复的目标是实现水流连续贯通，避免河道季节性干涸，有效涵养水源，保持河流生态健康，促使潜流发育、沿岸绿化景观优美,主要河段常年维持水面，水质良好，为水生动植物提供连续性多样化繁衍条件。3.生态修复思路探讨针对清水河现实存在的生态问题，如景观水面缩小、河道偶有断流干涸、植被枯萎、水质不达标等，文章在分析形成问题根源基础上，探讨了开展生态修复的建设思路。清水河生态修复，不外乎解决 2种不同水文年型的生态问题。一是非洪水年份（包括正常年份和枯水年份）的水源不足造成的断流干涸以及水质问题；二是洪水发生年份的防淹防冲问题。为此，清水河生态修复的基本思路是：上游增加蓄水，为河道枯水期增供生态用水；中游梯级拦截，调节河道生态流量；下游疏导河道，负责洪水排泄；河岸增设湿地，涵养水源，必要时滞蓄洪水；乡村护岸保农田，城区筑堤求安稳。按照以上治理思路，现提出以下具体措施建议。3.1 上游建设水库，增加河道枯水期生态供水清水河地处半湿润与半干旱区的分界线附近，年均降雨量小，而且年内分配不均，主要集中于汛期，甚至集中于主汛期内，正常年份，特别是枯水年份，天然径流难以维系河道生态水量需求，更难保证河道水面。清水河生态修复的基础是在上游修建水库进行调节，存蓄汛期来水，为山区河岸农田提供水源，适时为河道补水，确保河道水位和维持河道水面，保证枯水年非汛期河槽底床不断流。水库除了供水功能，还能控制洪水，减轻上游洪水对河道（转第 43页）33科 技 创 新科 技 创 新闸门面板的对接焊缝。拦污栅主梁和边梁的腹板及翼缘板的对接焊缝。闸门主梁、边梁、支臂的缘板与腹板的组合焊缝或角焊缝。闸门吊耳板与门叶的组合焊缝或角焊缝。主梁、边梁与门叶面板相连接的组合焊缝或角焊缝。支臂与连接板的组合焊缝或角焊缝。三类焊缝：不属于一、二类焊缝的其他焊缝都为三类焊缝。2.3检测方法2.3.1外观质量检查观察焊缝表面是否存在咬边、烧穿、未焊透及裂纹等缺陷，焊缝是否连续饱满,无间断，相邻焊道之间是否有重叠区域，焊缝及其附近飞溅物是否清理干净等等，并检查焊缝外形尺寸是否符合要求。2.3.2内部缺陷检测水利工程金属结构焊缝内部质量检测一般选用射线或超声波检测，焊缝表面检测选用渗透检测或磁粉检测。超声波检测技术，超声波检测是利用超声波能在金属内部传播，并在遇到两种介质的界面时会发生反射和折射的原理来检验焊缝内部缺陷。磁粉检测技术，磁粉检测是将焊件在强磁场中磁化，使磁力线通过焊缝，遇到焊缝表面或接近表面处的缺陷时，产生漏磁而吸引撒在焊缝表面的磁性氧化铁粉。根据铁粉被吸附的痕迹就能判断缺陷的位置和大小。射线检测技术，当射线透过被检验的焊缝时，如有缺陷，在焊缝背面的底片上感光较强，底片冲洗后，会在缺陷部位显示出黑色斑点或条纹，以此判断缺陷的位置和大小。在实际工作中,我们应该根据图纸和规范要求选择合适的检测方法来进行检测,尽可能地避免出现漏检现象，确保检测结果的准确性，保证焊接质量。2.4检测要求根据相关规范要求，对于一二类焊缝都要进行无损检测，而且检测人员要有相应的资质证书和丰富的实践经验,以确保检测结果的准确性，满足图纸和规范标准。我们无论采取何种检测手段，目的都在于保证金属结构焊缝质量达到相关规定标准。3.结语综上所述，影响焊接质量的因素很多，要达到高水平的焊接质量必须注意以下几点：一是要严格控制材料的选择以及使用，根据不同类型的焊接材料来确定其具体的焊接方法和工艺参数；二是要结合实际情况选择合适的焊接设备，做好焊接工艺设计，使整个焊接过程规范合理；三是对焊接中容易出现内外质量缺陷的地方加以关注，制定出相应的预防措施；四是定期组织技能培训和竞赛，提高焊接人员的操作水平和综合素质；五是进行相应的技术交底，使焊接技术人员都能够掌握并熟练应用焊接材料。只有这样才能有效保证水利工程金属结构焊缝质量和效果。的冲击，提高城区和乡村农田防洪标准。清水河上游支流，除了正沟，其它 2 支流东沟与西沟，都具备建设水库的条件。3.2 增设拦河蓄水建筑物，扩大生态水面目前，张家口市城区和郊区，已经修建多道橡胶坝，改善了市民亲水条件，提升了城市景观。但是，橡胶坝的建设也会增加河道水面的蒸发，加大河道生态耗水量。为此，在水源紧张的河段，需要控制水面面积，减少水面蒸发。待支流水库建成、生态补水水源有了保障后，再在相对平缓的河段，适度增加河道控制性工程，拦截河道基流，合理增加河道水面长度。3.3 开展生态湿地建设，改善河道水质沿河选择相对平坦的河湾洼地，栽种水生植物。将湿地与河道连通，利用河道节制工程，将河水壅入湿地，通过湿地植物降解水中污染物，得到水质改善后，再从湿地的末端回归河道。湿地内，可以适当设置栈道和休闲娱乐设施，为市民休闲消遣提供便利。清水河沿岸的备选湿地位置包括金石窑洼地和巴图湾洼地，适于建湿地的面积超100 亩，周边适合景观绿化的区域近200亩。湿地建设需要注重 3 种功能。一是通过水生植物的栽培实现水景观；二是为河道水源降解污染物，提升河道水质；三是周边筑堤，必要时参与缓滞河道洪水。3.4实施生态护岸，改善堤岸景观目前，清水河上游支流，只有局部护岸，无论从防洪减灾角度，还是生态修复角度，需要扩展防护的段落较多。建议改原砌石结构为格宾网结构，网格中心填土植草。亟待实施的是清水河上游的太子城沟和支流东沟的护岸整治。在提高防洪标准、增强堤岸抵御洪水能力基础上，开展生态绿化，实现清水河的河水清澈、岸坡绿美。4.关键问题的探讨河流生态修复包含防洪减灾建设、水资源开发、水环境治理等多方面内容，重点在于河流健康的河水流动、水面维持、植被生长、水生物繁殖等良性持续发展，为此，在建设过程中，难免出现彼此相互制约等关键性问题，需要深入研究解决。4.1中游节制性工程结构形式问题河道中游建设节制性工程，以调节河道基流的流速，实现河道蓄水，形成水面，涵养水源。但从防洪角度看，节制性工程可能会对河道行洪产生阻水作用。为此，需要深入研究其结构形式。以往多采用橡胶坝，非汛期拦截水流形成水面，汛期塌坝度汛。橡胶坝塌坝后，仍然存在阻水影响；充坝、塌坝的操作相对繁琐。与其相比，靠河道水位的升高自动翻平、水位降低后靠自重自动竖起拦水的翻板闸也是不错的选择，相对橡胶坝的注水立坝和放水塌坝更加便捷。4.2护岸结构形式问题张家口市城区河道两岸筑堤护岸的空间有限，选取混凝土直墙结构也是不得已而为之。乡村河段，从就地取材角度，多选用砌石结构。该结构不便于岸坡绿化。在乡村河段，具备土源条件下，适合采用宾格填土结构，便于植草绿化，美化环境，促进河流生态修复。4.3绿化植草选种问题张家口市位置靠北、地势较高，年均气温偏低，选种要因地制宜。植物栽培应选择耐寒抗旱草丛，要注重陆地植物与水生植物相结合，适当栽种部分乔木，乔灌结合、灌草搭配。（接第 33页）43