劉根祥,劉 萍
(1.建湖縣水利規(guī)劃辦公室,江蘇 鹽城 224700;2.建湖縣開發(fā)區(qū)水利管理服務站,江蘇 鹽城 224700)
農(nóng)村河道承擔著灌溉與防洪排澇的功能,也是水資源的重要載體,直接關系著農(nóng)民生活、生產(chǎn)和環(huán)境質(zhì)量。部分農(nóng)村河道水生態(tài)環(huán)境惡化,嚴重影響到農(nóng)村的生產(chǎn)生活環(huán)境,甚至影響到人民群眾生活,已經(jīng)成為制約生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展與“水美鄉(xiāng)村”建設的一個突出問題。因此,必須對農(nóng)村河道進行有效的生態(tài)治理,改善水環(huán)境,提高抗旱排澇標準、引排功能,恢復生態(tài)功能,為實現(xiàn)鄉(xiāng)村振興、農(nóng)村社會和經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展奠定基礎[1]。
在充分調(diào)查農(nóng)村河道現(xiàn)狀的基礎上,深入分析農(nóng)村河道存在的問題和進行生態(tài)河道建設的必要性,明確規(guī)劃的目標和基本原則,提出規(guī)劃思路,確定主要建設內(nèi)容和措施。
建湖縣位于蘇北中部,屬淮河流域里下河腹部地區(qū),縣境南北長43.7 km、東西寬48.7 km,全縣總面積1 157 km2,是里下河地區(qū)三大洼地之一,南與鹽都區(qū)、亭湖區(qū)交界,西仰射陽湖與寶應縣、楚州區(qū)隔湖相望,西北與阜寧縣毗鄰,東枕通榆河與射陽縣接壤。境內(nèi)溝河縱橫,共有大小河道3 000 多條,平均地面高程1.6 m,是典型的里下河水網(wǎng)圩區(qū)。建湖縣地理位置,如圖1所示。
圖1 建湖縣地理位置示意
全縣主要分為黃沙港和射陽河兩大水系,以黃 沙港水系為主。黃沙港水系貫穿建湖縣9 個鎮(zhèn)區(qū),排水范圍涉及所有鎮(zhèn)區(qū),汛期絕大部分澇水通過匯入黃沙港外排入海。射陽河水系主要流經(jīng)建湖縣西部5鎮(zhèn),主要承擔建湖上游射陽湖汛期排水任務,上承興化、寶應、淮安等鄰縣客水的流入,匯集縣境上游部分澇水,匯入射陽河外排入海。
大力開展農(nóng)村河道疏浚整治工程,不僅有效改善了農(nóng)田的灌排能力,更加有力地改善了農(nóng)村水環(huán)境,改變了農(nóng)村環(huán)境面貌,提高了人民生活質(zhì)量和水平,在經(jīng)濟、社會和生態(tài)等方面都發(fā)揮了巨大的作用[2]。
農(nóng)村河道整治結(jié)合垃圾清理、河岸綠化,使得農(nóng)村環(huán)境面貌大為改觀。特別是部分鎮(zhèn)河道疏浚整治結(jié)合農(nóng)村環(huán)境綜合整治,實施農(nóng)村生活垃圾集中投放,改善了當?shù)匦l(wèi)生環(huán)境,改進了人們生活習慣;同時,提高了農(nóng)村河道恢復能力,增加了水產(chǎn)養(yǎng)殖面積。
通過河道的疏浚整治,清理了水生植物,溝通了水系,改善了引排功能,提高了水體的交換能力,增加了水體蓄容,提升了水環(huán)境承載能力,優(yōu)化了農(nóng)村河道的水質(zhì),并將河底淤泥用于還田肥田,有效提高了土壤肥力。
對照農(nóng)村河道現(xiàn)狀,按照農(nóng)村生態(tài)河道建設要求,目前建湖縣還存在一些亟待解決的問題。
以往的河道整治大多局限于河道疏浚,而河道岸坡整治、水系溝通、生態(tài)景觀建設及截污治污等措施較少,致使河道的綜合功能難以發(fā)揮。
建湖縣區(qū)位特殊,地勢低洼,洪澇災害頻率高強度大,嚴重影響了廣大人民群眾的生命財產(chǎn)安全和正常的生產(chǎn)生活秩序,制約了農(nóng)村經(jīng)濟穩(wěn)定發(fā)展和農(nóng)民持續(xù)增收。部分區(qū)域由于河道淤積、引排不暢、閘站老化,加之部分圩堤標準較低,致使洪澇災害頻發(fā),雖然近年來已加大投入,但由于歷史欠賬較多,仍有部分圩堤尚待加固和閘站尚需維修或拆除重建。
近年來,建湖縣全面開展了河道“三亂”整治行動,重點清除河道沿線違章設施,以規(guī)范河道管理,減少對河道水環(huán)境的影響。但該行動仍在進行中,部分河道的“三亂”整治行動尚未完成,因此在農(nóng)村生態(tài)河道建設中應同步進行河道的“三亂”整治。
建湖縣大多數(shù)規(guī)模較大的畜禽養(yǎng)殖已配備尾水或糞便收集處理設施,但較為分散的小型家庭畜禽養(yǎng)殖尾水和糞便收集處理難度較大,部分養(yǎng)殖尾水通過村莊河塘進入縣鄉(xiāng)河道,影響河道水質(zhì)水環(huán)境。據(jù)統(tǒng)計,農(nóng)田中的化肥利用率只有30%~40%,在雨季時,這些過量的化肥、農(nóng)藥被雨水帶走,通過地表徑流流入河道內(nèi),污染水體,致使水體氮磷含量過高,易造成水體富營養(yǎng)化。
盡管建湖縣農(nóng)村河道管護已初步建立起有效的體制與機制,也實行了河道分級管護,明確了管護目標,落實了管護人員,實行了“河長制”,但是隨著流域內(nèi)水情、工情的變化,農(nóng)村河道淤積逐漸加快,群眾對河道的生態(tài)景觀功能需求日趨加劇,而且由于部分河道管護工作沒有及時跟上,一些整治較早的河道經(jīng)過多年的運行又出現(xiàn)了河道圍網(wǎng)、違章種植、違章建筑、管護不善、生態(tài)景觀功能衰退等現(xiàn)象。同時,全縣大部分農(nóng)村的污水收集及處理系統(tǒng)沒有健全,生活污水直接排入河道,對河道造成嚴重的污染。
由于屬于經(jīng)濟欠發(fā)達地區(qū),建湖縣縣鎮(zhèn)兩級財力相對比較薄弱,近幾年連續(xù)加大水利投入,財力非常緊張,雖然縣財政已實行“以獎代補”,補助長效管護資金,但由于勞力物力上漲過快,農(nóng)村河道的長效管護資金仍然不足。
至“十四五”末,建湖縣縣域范圍內(nèi)縣鄉(xiāng)級生態(tài)河道占縣鄉(xiāng)河道總數(shù)比例達到40%以上;到2035 年,基本實現(xiàn)全縣縣鄉(xiāng)級河道生態(tài)化。
在全面摸清縣域范圍內(nèi)縣鄉(xiāng)級河道現(xiàn)狀的基礎上,針對里下河水網(wǎng)圩區(qū)的特點,結(jié)合河道功能及地方需求,提出生態(tài)河道建設思路和治理方式。
對照農(nóng)村生態(tài)河道建設標準,規(guī)劃對縣級及鄉(xiāng)級河道采取清淤疏浚、水系連通、岸坡整治、堤防加固、綠化植被、景觀設施河道管護等措施進行綜合整治。
依據(jù)《里下河地區(qū)水利規(guī)劃》,結(jié)合《建湖縣農(nóng)村水利規(guī)劃》,建湖縣圩區(qū)設計排澇標準為10 a 一遇,排澇模數(shù)為0.74 m3/(s.km2),涉及城鎮(zhèn)的重要圩區(qū)設計排澇標準達到20 a 一遇,排澇模數(shù)按短歷時計算為2.15 m3/(s.km2)。
經(jīng)計算,典型河道設計流量詳見表1。
表1 典型河道設計流量計算成果
河道斷面設計如下。
(1)斷面型式。本次規(guī)劃的河道均采用明渠,河道斷面型式原則上采用梯形斷面,受河道兩岸土地性質(zhì)影響,致使在河面束窄的情況下部分河道可采用梯形復式斷面。
(2)邊坡。根據(jù)河道土質(zhì)、水深及河道目前運行情況,為保證河道邊坡的穩(wěn)定,結(jié)合地質(zhì)資料,通過邊坡穩(wěn)定計算確定河道邊坡一般采用1∶1.5~1∶2.0,部分河道根據(jù)景觀需要可適當放緩。
(3)糙率。根據(jù)河道土質(zhì)、地質(zhì)條件,依據(jù)《水力計算手冊》中關于渠道及天然河流粗糙系數(shù)的有關說明,經(jīng)綜合分析并結(jié)合《水力計算手冊》表2 確定河道糙率。
(4)不沖不淤流速。根據(jù)《灌溉與排水工程設計標準》(GB50288-2018),結(jié)合河道底層土質(zhì)資料進行分析計算,確定河道不沖流速和不淤流速。
(5)排澇水深。根據(jù)河道設計水位推算排澇水深。
(6)設計底寬。根據(jù)河道的邊坡、水深、比降、糙率,按水力學明渠均勻流公式計算滿足河道排澇要求的設計底寬,再結(jié)合河道現(xiàn)狀、城鎮(zhèn)水面率及河道蓄水要求等因素,綜合確定河道底寬。
河道設計流量計算公式為:
式中:Q為河道設計流量(m3/s);A為過水斷面(m2);C為謝才系數(shù);i為河道比降。
式中:R為水力半徑(m);n為河道糙率。
經(jīng)分析計算,典型河道設計斷面詳見表2。
表2 典型河道設計斷面計算成果
河道疏浚典型斷面設計,如圖2所示。
圖2 河道疏浚典型斷面設計
縣級河道清淤以挖泥船水下施工為主,具備斷流條件的縣級河道采用干法施工。鄉(xiāng)級河道清淤以斷流干法施工為主,浮淤、底泥施工采用泥漿泵施工,岸坡整治采用挖掘機施工。
淤泥處置首先用于現(xiàn)狀坑塘回填,其次用于臨時占地。棄土區(qū)應采取必要的水土保持措施。棄土區(qū)的土方經(jīng)沉淀、翻曬后用于土地平整、外運并及時進行土地復墾。
根據(jù)整治河道所在區(qū)域劃分為生活區(qū)護岸與生產(chǎn)區(qū)護岸。生活區(qū)護岸結(jié)合河道清淤以護岸修整、生態(tài)修復為主,適當考慮親水設施的設置;生產(chǎn)區(qū)護岸盡量保持原河岸面貌,以河岸整坡為主,保持河道彎曲、平順、生態(tài)的自然形態(tài)。河岸易坍塌段常水位以下可采用硬質(zhì)護坡,常水位以上宜采用自然土質(zhì)岸坡加植物防護等生態(tài)護岸形式[3]。
采用混凝土施工、襯砌河床而忽視自然環(huán)境的水系治理方法嚴重制約河道生態(tài)系統(tǒng)的發(fā)展,破壞了河道原有的自然生態(tài)系統(tǒng)。本次規(guī)劃河道護岸建設以自然生態(tài)型為主,旨在保護河道生態(tài)系統(tǒng),在確保河道引排等基本功能的基礎上,維護生態(tài)動植物的生存、繁衍空間,提高河道生態(tài)功能。本次規(guī)劃的生態(tài)河岸主要包括自然植物護坡、石材護岸、生態(tài)混凝土模塊護岸、純混凝土護岸、生態(tài)木樁護岸、格賓網(wǎng)石籠護岸等。
自然植物護坡河道口寬較大,占地較多,最接近自然河道,生態(tài)性能最優(yōu),同規(guī)模河道水面最寬,汛期滯蓄澇水庫容最大,主要適用于兩岸受土地開發(fā)利用限制較少,周邊以景區(qū)、農(nóng)田為主的河道。本次規(guī)劃岸坡水面上采用本地種植較為常見的柳樹、海桐球、紅葉石楠,坡面配以狗牙根黑麥草混播、麥冬草、三葉草等。自然植物護坡典型設計,如圖3所示。
圖3 自然植物護坡示意
連鎖塊護岸生態(tài)性能較高,護岸典型設計如圖4所示。
圖4 連鎖塊護岸示意
生態(tài)混凝土模塊護岸由于模塊之間存在縫隙,致使生態(tài)性能較好,該類型護岸對基地條件要求較低,適用于鎮(zhèn)區(qū)土地稀缺區(qū)域或地基條件較差的河道。生態(tài)混凝土模塊護岸設計,如圖5所示。
圖5 生態(tài)混凝土模塊護岸示意
生態(tài)木樁護岸生態(tài)性較好,但木樁承壓能力較差、長期在水位變動區(qū)易腐蝕,該類型護岸一般適用于農(nóng)村居民區(qū)、河岸道路等級較低、沒有大型車輛通行的河道。生態(tài)木樁護岸設計,如圖6所示。
圖6 生態(tài)木樁護岸示意
結(jié)合河道疏浚及岸坡整治等工程,對規(guī)劃河道不達標的圩外河道堤防進行達標建設,使其達到原設計標準,加強縣鄉(xiāng)生態(tài)河道防洪能力。
圩堤堤線的布置根據(jù)規(guī)劃區(qū)地形、地質(zhì)等,結(jié)合建筑物的位置、施工條件等因素,比較后綜合分析確定。其布置應遵循以下原則。
(1)圩堤堤線應與河勢流向相適應,一個河段兩岸圩堤之間的距離應大致相等,充分利用現(xiàn)有道路,增加行洪斷面。
(2)圩堤堤線應力求平順,不得采用折線或急彎。
(3)圩堤堤線應盡可能利用現(xiàn)有堤防和有利地形,修筑在土質(zhì)較好、比較穩(wěn)定的岸上。
(4)圩堤堤線應避開耕地、拆遷建筑物等,避開文物遺址,利于防汛搶險和工程管理[4]。
按照圩區(qū)防洪達到抗御歷史最高水位不出險的標準,堤頂高程根據(jù)《堤防工程設計規(guī)范》(GB50286-2013)有關規(guī)定,計算如下:
式中:H堤為圩堤頂標高(m);H洪為設計洪水位(m);Y為堤頂超高(m);R為設計波浪爬高(m);e為設計風壅增水高度(m);A為安全加高(m),三級堤防取0.7 m。
通過生態(tài)河道整治,可以有效提高建湖縣公共基礎設施水平,改善農(nóng)村水生態(tài)環(huán)境,提升境內(nèi)縣鄉(xiāng)河道的引排水能力,充分發(fā)揮各類工程應有的效益。河道疏浚工程的實施,可改善農(nóng)業(yè)圩區(qū)灌排條件,提升農(nóng)田防御澇、旱、漬等自然災害的能力,提高糧食產(chǎn)量,增加農(nóng)民收入;同時,還可有效提高農(nóng)村水質(zhì)水環(huán)境,提高人民群眾生產(chǎn)生活條件。生態(tài)岸坡整治工程的實施,可提高農(nóng)村綠化面積,涵養(yǎng)水源,減少水土流失。堤防加固工程的實施,可提高圩區(qū)抵御外圍洪水的能力,保障農(nóng)民群眾的生命財產(chǎn)安全。
隨著本規(guī)劃的實施,可恢復縣鄉(xiāng)河道原有引排水設計標準,改善農(nóng)田灌排條件,使河道無水變有水、淺水變深水、死水變活水。首先,河道疏??墒柰ㄋ担龃笏w容量,增加河道水體流動性,提高水體交換、河道納污和自凈能力,改善農(nóng)村水質(zhì)水環(huán)境。其次,對河底污泥進行疏浚后,可有效改善河道污染現(xiàn)狀,改善水生生物棲息條件,恢復生物多樣性。
通過農(nóng)村生態(tài)河道的建設,提高了全縣農(nóng)田引、排、降能力,增加了有效灌溉面積,保障了糧食產(chǎn)量;同時,提高了區(qū)域排澇能力,防止了農(nóng)村洪澇災害的發(fā)生,保障了人民群眾生命財產(chǎn)的安全,為建湖縣國民經(jīng)濟和社會發(fā)展提供了安全保障。