生态水系建设规划设计研究

摘要:北方缺水地区的小流域治理存在诸多复杂问题和矛盾，尚缺少有效的治理模式。文章以辽宁省辽西地区的主要河流大凌河的支流细河水系为例，对北方缺水型流域生态水系建设模式进行研究分析，并针对不同生态特征的河段提出了具体技术方案，以期对类似流域的生态水系建设和生态环境恢复提供参考。

关键词:生态水系;建设模式;技术方案;生态环境恢复;小流域治理;北方缺水地区;辽宁省

1流域概况

细河是辽西主要河流大凌河的重要支流，也是辽宁省阜新市的母亲河［1］。细河的源头是阜新县八家子乡的乌兰木头山，流经阜新市的19个乡镇210个自然村，最后汇入大凌河。细河的流域面积为2290km2，干流全长94.3km，河道比降为0.0017。细河的主要一级支流有高林台河、九营子河、四官营子河、西灰同河、小胡家河、伊吗图河、汤头河、花儿楼河和清河。细河位于我国北方比较缺水的辽西地区，为典型的季节性河流，夏季雨季水位暴涨暴落，往往会发生洪涝灾害，旱季大部分河段则处于断流状态［2］。流域内闸坝数量较多，由于缺乏科学统一的调度，往往导致水量和水动力不足，环境流量严重缺失，同时细河流域存在较多的村镇和工矿企业，超负荷排污和高强度的河道整治，造成诸多水环境问题的出现，因此在同类型中小流域生态水系建设中具有典型代表价值。

2流域水生态系统调研结果与问题分析

2.1流域水生态系统调研结果。由于细河水系构成比较复杂，研究中仅对其干流和9条一级支流进行研究。利用细河水系的主要闸坝、排污口、土地利用类型变换节点以及主要水文站等41个客观控制点，进行河流的河段单元划分［3］，并将划分结果在500m以下的河段进行合并，最终将干流和一级支流划分为36个典型河段。其中，将细河的干流河段划分为12个河段，编号自上游开始依次为X1—X12;将一级支流划分为24个典型河段，编号依次为Y1—Y24。为了进行水生态监测，在上述典型河段设置79个监测点位。根据监测结果将河段划分为“水质改善”“功能恢复”“生态回归”3类，其数量分别为8个、26个和2个，占比分别为34.79%、50.91%以及15.30%。由此可见，细河流域的不同河段在水生态环境特点方面存在较大差距。2.2流域水生态系统问题分析。细河流域位于半干旱气候区，属于典型的缺水流域，现有的地表水中污水处理厂尾水占有较高的比例，因此改善流域水质的关键措施就是提升非常规水源的水质［4］。流域内的点污染主要来自工业和城镇生活排水，点污染源主要分布在阜新市的城镇和产业聚集区。调查期间的排污口河段水质全部为64劣Ⅴ类水。随着流域内农业产业的发展，农业面污染也成为细河污染的主要来源，其贡献率为8%～45%左右。从河流生态方面来看，由于流域整体水资源管理和配置方面存在问题，难以实现水资源的有效利用，造成下游部分河段生态环境流量长期不足，使河流的水生态环境遭受比较严重的破坏。干流上游主要表现为水量不足，中下游主要表现为水动力不足。水体的自净能力是改善流域水环境质量的重要途径［5］，由于细河干流的生态流量严重不足，甚至部分河段无生态基流，因而河流的自净能力几乎完全丧失。阜新市区段虽然进行了河道改造，但是水动力明显不足，存在比较明显的富营养化风险;细河的支流河道一般为自然状态，但是流量较小，难以承载较高的污染物负荷，水环境较差，同时河岸的稳定性明显不足，水土流失情况比较严重。

3流域生态水系建设规划设计

3.1水生态功能区划。根据细河流域的水生态类型划分结果，结合阜新市的开发规划以及细河流域的现状水系格局，将流域生态水系建设划分为北部低人工干扰生态回归区，打造为生态宜游区;中西部中度人工干扰水质改善区，打造为生态宜产宜居区;南部高度人工干扰功能提升区，打造为生态宜居宜游区［6］。3.2生态水系建设目标。针对细河流域的现状和生态建设要求，力图通过全流域、全过程的减污治污从而实现水环境质量的整体提升，最终将细河流域打造成环境优美的中小型流域生态水系样板，具体的建设目标如下:(1)2020年，细河流域全面消除劣Ⅴ类水质河段，大幅提升水环境安全水平;大力发展污水处理设施，重点污水处理设施的入河水质全部达到一级A排放标准;细河干流主要河段的环境流量恢复至80%以上;在主要污染河段大力推广原位生态强化净化技术，大幅提升河流的自净能力。(2)2025年，全面恢复水体使用功能，流域目标断面水质全因子达标率达到80%以上，微污染问题得到有效缓解;流域内环境用水比例增加至3%以上;流域内生境环境质量全部改善至中等以上水平，全流域的水生生物多样性提升40%以上，全面恢复河流干流两岸的植被纵向连续性。(3)2030年，实现比较稳定的水体使用功能，逐步实现低干扰度河流向清洁河流迈进，全面保证“三生”用水的水量和水质;流域内的水体自净能力得到全面恢复，并实现一定的污染物容量冗余，水生生物完整性基本恢复，各水期的水生生物状况能够得到有效保障。3.3生态水系建设具体方案设计。根据细河流域河段水生态功能类型划分结果，并根据细河水系2020年生态水系建设目标，筛选出生态水系建设的重点河段。最终确定出细河干流段的X8、X10和X11河段，一级支流的Y20、Y23、Y24、Y25、Y26、Y30、Y31河段，共10个河段为重点建设河段。细河一级支流的Y20河段上游没有明显的来水，河道内几乎为降雨积水和附近乡镇的生活散排污水，水体污染十分严重，呈黑臭样，难以为水生生物提供基本的生存环境。基于该类河道的现状，设计了河床退化干涸河段的生态水系系统重建方案［8］，具体的技术细节如表1所列。细河干流的X8、X10河段和一级支流的Y23河段虽然未处于常年断流状态，但是生态基流比较匮乏，严重制约了水生生物群落的恢复，同时受到上游来水污染的影响，水质状况一般。基于该类河段的特点，设计了如表2所列的生态基流匮乏河段生态河流整治方案。细河水系干流的X11河段和一级支流的Y24、Y25、Y26、Y30、Y31河段没有规模化的排污口，但是河岸没有经过生态化整治，河道水体的面污染情况比较严重。针对该类河段，设计了如表3所列的面污染为主的乡村河段生态水系功能强化方案。

4结语

本次研究以辽宁省西部干旱缺水地区的细河小流域为例，以目标和问题双导向原则，构建起适合北方缺水型流域生态水系建设模式，并提出了针对不同特征河道的具体技术方案。研究中提出的河段类型划分方式及不同河段的生态水系建设技术措施对类似流域的生态水系建设和生态环境恢复具有重要的参考价值。当然，生态水系建设及其目标实现是一个长期的过程，因此研究结论需要经过实践的进一步检验，同时也需要通过实践结果的调查和分析，对技术方案进行修正和完善。

参考文献:

［1］张海勤，马鑫龙，刘西野，等.一维水质预测模型在阜新细河流域的应用与验证［J］.环境保护与循环经济，2018，38(1):23-26.

［2］范朝晖.辽宁阜新市细河橡胶坝群防洪调度及风险分析［J］.中国防汛抗旱，2015，25(3):60-61.

［3］张骞.重庆市大足区城市水系建设研究［J］.水资源开发与管理，2019(9):28-31.

［4］曹倩.胶东调水工程水系生态建设改进措施研究［J］.中国水利，2019(16):32-34.

［5］刘小娟.生态护岸在三明东牙溪安全生态水系建设中的应用［J］.水利科技，2019(1):26-28.

［6］林剑韬，吴伟民.双洋溪南洋河段安全生态水系建设项目设计优化［J］.水利规划与设计，2018(6):141-144.

［7］高洪涛.以许昌为例探析文化在水系建设中的应用［J］.水资源开发与管理，2018(3):57-61.

［8］夏海宁，朱晓娟.廊坊市生态水系规划探讨［J］.水利规划与设计，2017(11):46-48+85.

作者:于秀英 单位:辽宁省凌源市兴源街道水利站