生態水利在湯河治理中的應用

駱桂英，王波波，邵根安

(1.河南省水利勘測有限公司，河南 鄭州 450000;2.河南省特殊巖土環境控制工程技術研究中心，河南 鄭州 450000)

0 引言

水是生命之源，水資源短缺是全世界共同關注的問題。水利工程是為了防治水災害，開發利用、保護水資源的工程，主要通過修筑大壩、渠道、水閘等建筑物達到對水資源保護利用的目的。面對資源緊張、環境污染嚴重、生態系統退化的嚴峻形勢，生態文明建設成為中國特色社會主義建設的一項重要內容。生態環境意識的加強讓傳統水利工程不再滿足人們的需求，水利工程也逐漸從傳統工程水利向生態水利轉變。深入研究生態水利并將其應用于水利工程中，有助于實現人與自然和諧相處，使祖國大地天更藍、水更清、山更綠，造福子孫后代。

1 生態水利概述

生態水利是包括水文學、經濟學、地貌學、生態學等傳統多學科交叉的科學，使傳統水利工程更符合生態文明建設。有研究認為，生態水利是從生態文明的角度建立人與自然和諧相處的可持續發展的水利體系。水利部水利水電規劃設計總院提出，生態水利是在充分考慮水資源承載力的前提下，為國家生態文明建設、經濟發展提供服務的水利工程。簡而言之，生態水利在傳統水利水資源開發利用的基礎上，以生態環境保護為導向，科學地尋找水資源開發利用和生態環境保護的平衡點，在滿足當代人對水資源需求的同時兼顧后代人利益。

中國生態水利的發展經歷了很長一段時間才逐漸受到關注。生態水利概念的提出是基于1999年劉昌明提出的將生態水利和環境水利相結合，實現水資源的可持續利用。2006年孫宗鳳提出了生態水利的基本框架，突出了以環境為目標的重要性。2012年，黨的十八大將生態文明建設寫入黨章，之后生態水利成為水利行業關注的熱點，研究也逐漸多了起來。2019年生態水利的內涵又在“人與自然是生命共同體”“山水林田湖草系統治理”的方針政策中得到了擴展。生態水利是社會文明進步的產物，新時代必須以中華民族永續發展和生態文明建設為目標，科學系統地發展生態水利事業。

2 生態水利應用案例分析

文章以鶴壁市山城區湯河河道治理為例，分析研究生態水利在水利工程中的應用。

2.1 工程概況

湯河流域屬于海河流域衛河水系，是衛河主要支流之一。湯河發源于太行山東麓，鶴壁市西牟山腳下，流經湯陰，于雙石橋匯入湯永河，全長73.30 km，流域面積1 287 km2。湯河山城區下游建有湯河水庫，支流有楊邑水庫、幸福水庫。湯河山城區河段較大支流有孫圣溝、汪流澗及泗河。工程治理長度為湯河流域某段共5.90 km。

山城區湯河流域地勢西高東低，自西向東傾斜，西部山區坡陡，東部較為平緩，地形起伏變化較大。地表水主要受大氣降水、城市生活污水、廠礦生產廢水補給，汛期補給主要來源于大氣降水，旱季主要靠城市生活污水和廠礦生產廢水補給，消耗于蒸發、開采及側向徑流排泄。受降雨量及側向補給等因素影響，地表水水量變化較大，旱季時河道內流量較小，雨季時水量增大，尤其受暴雨強度變化影響，突發性強、匯流快、歷時短。

根據湯河河道存在的問題特征，治理工程主要包括截污治污、河道清淤、河道生態構建、垃圾清理、生態補水等工程。湯河河道治理工程以生態系統修復為理念，治理河道內及河道兩岸的污染，清理河道內的淤積，對河道兩岸的生態環境進行恢復，調節均衡旱、雨季水量，避免干旱和洪水等不良現象發生，屬于生態水利工程。

2.2 工程目標

湯河河道治理工程的重要目標是將河道水從劣V類改善到Ⅲ類水。分為3個階段，第一階段是消除水體黑臭問題，改善觀感；第二階段是去濁還清，河道水水質達到或優于Ⅲ類水體質量標準；第三階段達到長期水質穩定、休養生息的目標。

2.3 工程方案

湯河河道治理工程采取工程措施與生態修復措施相結合的手段，達到湯河河道水污染治理、生態系統恢復目的。

2.3.1 截污治污工程

在流入湯河河道的污染源源頭采取截污控源的方式進行污染物攔截。對截污管網設施進行完善，納入管網集中處理，提高截污率，集中收集處理并就近送入污水處理廠。針對修建管網困難或成本較高的區域，采用分散式處理后排放或回用。對于面源污染，采用生態緩沖帶、生態滯留塘等措施，在河道中種植植物形成植物凈化區防止污染水體直接排入河流。從源頭上控制污染物流入湯河河道中。

2.3.2 河道清淤工程

湯河河道的清淤采用人工配合機械的清淤方式進行。以原位清淤、河床修復為基礎，采取生物、化學等修復方式重新構建河道。清出的淤泥除了外運之外，采取以下2種方法進行處理。第一種是物理法，經過泥砂分類、泥水分離、自然感化沉降等方法處理，處理后用于道路基礎鋪設、綠化種植基質等。第二種是原位修復，通過放置化學物質分解底泥有害物質，或者投放底棲物種來消化部分藻類微生物質。不僅可以實現淤泥的再利用，也可達到使湯河河道恢復生態平衡目的。

2.3.3 垃圾清理工程

湯河河道的垃圾清理采用人工和機械相結合的方法，對湯河河道流域的垃圾分類進行垃圾場填埋或堆肥處理。對于垃圾堆體較大，車輛容易進入的地方采用機械清理，河岸上的車輛無法進入的地方進行人工清理。清理出的垃圾進行分類處理，將含有廚余、秸稈等有機物的垃圾在人工控制的厭氧或好氧條件下，利用自然界中的各種微生物，對垃圾中的各種動物、植物性有機物進行堆肥處理，將無害化的堆肥產品作為土壤改良劑使用于農田，或進一步加工成高效復合肥。對不可堆肥的垃圾運送到附近垃圾場進行填埋處理。

2.3.4 水生態治理修復工程

利用生態位和生物多樣性原理，充分發揮河道生態系統的自我調節能力，適當采用自然演替的恢復方式，在河道兩岸建立河岸緩沖帶進行非點源污染的防治，通過水-土壤-植物系統的物理化學和生物功能效應，控制、減少非點源污染物。地表徑流中的N、P通過物理過程的沉積和滲透實現截流，降低地表徑流速度并對其中的顆粒污染物起到過濾和攔截作用。河底以挺水植物為主，選取當地常見且具有觀賞性的植物，以群植為主要種植方式進行，形成豐富的帶狀水生態景觀的同時，利用生物多樣性的作用提高水的自凈能力，發揮生態效益。

2.3.5 生態補水工程

為保障湯河河道的水流量穩定，改善湯河水質，保證生態系統穩定運行，工程實施中利用南水北調節余指標對湯河河道進行了生態補水。防止干旱季節缺水導致河道斷流影響生態系統的運行，生態補水工程既保障了河道水流量的穩定，又為河道內水生植物提供了穩定的生境，形成穩定的水生態系統并提供觀賞性。

2.4 工程效益分析

湯河河道治理工程實施后，會產生良好的社會、經濟、生態效益。社會效益方面，通過工程的實施，一方面直接推動城鄉人居環境的改善和優化；另一方面優化區域經濟發展結構、促進城鄉居民的就業，達到改善農民生產生活條件的目的。經濟效益方面，工程的建設將實現生態環境改善，通過生態建設、休閑娛樂功能的商業開發，帶動旅游等相關產業的開發，獲得顯著的經濟效益。生態效益方面，可以有效修復河道水生態環境，恢復河流自凈能力，提高河道健康水平，降低河道淤積和地質災害發生頻率，恢復湯河水生態環境。

3 結論

文章以湯河河道治理工程為例，從水生態治理和工程水利的角度，綜合分析該工程案例中的生態水利理念的應用。工程通過傳統的工程水利對河道進行整治，又通過生態修復的理念，采用植物生態修復的技術手段進行水質修復的同時形成良好的生態景觀。工程實施后，形成水涵養植物，植物提升水質的穩定生態系統。生態水利在水利工程中的應用，既有利于社會生態經濟的可持續發展，又可以促進人與自然和諧相處，是惠澤千秋的工程。