滹沱河干旱河道的生態(tài)環(huán)境修復(fù)模式的研究

1、滹沱河干旱河道的生態(tài)環(huán)境修復(fù)模式的研究 1、研究背景 滹沱河為石家莊市的主要河流之一，位于石家莊市區(qū)的北部，離中心城區(qū)約12km.歷史上滹沱河地區(qū)曾是水豐土肥的地方，農(nóng)業(yè)耕種條件優(yōu)越，廣闊的漫灘地構(gòu)成出山口河道特有的景觀格局，“冬去山明水秀，春來(lái)鳥(niǎo)語(yǔ)花香”，不僅為下游地區(qū)供應(yīng)了豐盛的水資源，也對(duì)區(qū)域環(huán)境質(zhì)量的改善溫和候的調(diào)整起到了一定的作用。20世紀(jì)50年月末，因?yàn)殇镢由嫌嗡こ痰慕ㄔO(shè)，滹沱河（石家莊段）沿線城鎮(zhèn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)獲得快速進(jìn)展，滹沱河沿線的自然、水文循環(huán)條件被轉(zhuǎn)變，加之人們對(duì)流域共生共榮關(guān)系認(rèn)識(shí)的局限，到20世紀(jì)80年月，滹沱河（石家莊段）已基本斷流，只在行洪期間過(guò)水。 經(jīng)過(guò)幾十年的

2、演化，滹沱河的生態(tài)環(huán)境問(wèn)題越來(lái)越突出，影響越來(lái)越大，特殊是在石家莊市區(qū)段，滹沱河已由一條興利之河變成一條毒害之河，集中表現(xiàn)在河道干化、植被退化、水污染嚴(yán)峻等方面，造成該區(qū)域生態(tài)環(huán)境退化和惡化的后果。從氣象條件和環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)看，該河已成為城市最大的沙塵污染源。改善滹沱河區(qū)域生態(tài)環(huán)境情況成為石家莊市實(shí)施可持續(xù)進(jìn)展戰(zhàn)略的關(guān)鍵。雖然我國(guó)對(duì)河道的治理已有了一定的閱歷，但對(duì)干旱河道的治理方案及思路的研究還處在探究、徘徊階段。為此，我們課題組針對(duì)滹沱河舉行了生態(tài)綜合整治研究，提出了滹沱河生態(tài)環(huán)境修復(fù)的理論和實(shí)施方案，在一定程度上為國(guó)家推廣干旱河道的生態(tài)環(huán)境整治與建設(shè)供應(yīng)了科學(xué)依據(jù)。 2、國(guó)內(nèi)外河流的治理思想

3、 2.1國(guó)外河流治理進(jìn)程 國(guó)外對(duì)河流生態(tài)環(huán)境的研究和實(shí)踐已有一百多年的歷史，取得了顯著的效果。通常的做法是基于河流生態(tài)系統(tǒng)的管理和維持生物多樣性的河流流量研究，通過(guò)改善河流水質(zhì)、重建和恢復(fù)生態(tài)等內(nèi)容的實(shí)踐來(lái)改善生態(tài)環(huán)境，如削減枯水期引水量，大幅度削減地下水開(kāi)采。 國(guó)外對(duì)河流實(shí)施單一目標(biāo)管理的立場(chǎng)是為了避開(kāi)洪水，以保證居民的平安，即以質(zhì)量轉(zhuǎn)移動(dòng)力學(xué)為基礎(chǔ)，通過(guò)建立河流和洪泛平原生境、建設(shè)人工大壩等工程措施，降低洪峰流量，使日流量趨于穩(wěn)定。但這樣做存在的問(wèn)題是河流經(jīng)長(zhǎng)時(shí)光的運(yùn)行，來(lái)自上游的沉積物不斷堆積，沖刷洪水流量減小，水和沉淀物的自然流淌受到抑制，水流攜帶的泥沙沉積在水庫(kù)和下游地區(qū)，河流的生境

4、趨于惡化。河流綜合管理研究則彌補(bǔ)了單一目標(biāo)管理的不足，采用河道內(nèi)流量增量法、蒙大納法、流量持續(xù)時(shí)光曲線法、棲息地排水法、水力學(xué)評(píng)價(jià)法等方法，從河流的研究范圍和尺度、河流系統(tǒng)分類和評(píng)價(jià)、河流恢復(fù)、稀釋用水及維持生物多樣性的河流流量5個(gè)方面統(tǒng)籌考慮，以維持河流生態(tài)環(huán)境的自然平衡。最具代表性的是Ward提出的四維河流生態(tài)系統(tǒng)，即河流在縱向、橫向、垂向和時(shí)光重量上具有繼續(xù)性、互相性、融合性、延續(xù)性特點(diǎn)。 在維持生物多樣性的河流流量研究中，20世紀(jì)90年月以前對(duì)生態(tài)需水量的研究主要集中在河道自身的物理形態(tài)、所關(guān)懷的魚(yú)類及無(wú)脊椎動(dòng)物等對(duì)流量的需求方面，對(duì)囫圇生態(tài)系統(tǒng)的完整性未能加以充分考慮。20世紀(jì)90年

5、月后，petts認(rèn)為在河流管理中，應(yīng)從縱向的銜接、洪泛平原的流量、維持河道的流量3個(gè)方面舉行考慮，并提出決定生態(tài)系統(tǒng)可采納流量的兩個(gè)步驟：一是制定生態(tài)目標(biāo)和綜合目標(biāo)，提誕生境和物種數(shù)量可采納的損失度，如在荷蘭的自然政策方針中，生態(tài)系統(tǒng)可采納的最大損失度為物種的5%；二是參照基流量、考慮當(dāng)前可采納的平均流量、極低或極高的流量及頻率和持續(xù)時(shí)光，決定可操作的最小單元，并提出相應(yīng)的詳細(xì)生態(tài)目標(biāo)。 2.2國(guó)內(nèi)河流治理進(jìn)程 與國(guó)外相比，因?yàn)閲?guó)內(nèi)缺少對(duì)河流生態(tài)環(huán)境的正確認(rèn)識(shí)，只注重經(jīng)濟(jì)建設(shè)，忽略對(duì)生態(tài)環(huán)境的維持，消失了城市和工業(yè)用水?dāng)D占農(nóng)業(yè)用水，農(nóng)業(yè)用水?dāng)D占生態(tài)用水的現(xiàn)象，導(dǎo)致生態(tài)環(huán)境惡化，進(jìn)而對(duì)經(jīng)濟(jì)的可持

6、續(xù)進(jìn)展構(gòu)成極大威逼，詳細(xì)表現(xiàn)如20世紀(jì)90年月以來(lái)黃河頻繁斷流、北方地區(qū)沙塵暴肆虐、江河湖泊水體污染嚴(yán)峻。 近幾年，隨著人們對(duì)河流認(rèn)識(shí)的深化及工程的實(shí)施，對(duì)河流的生態(tài)環(huán)境治理從本來(lái)僅對(duì)河流水環(huán)境污染舉行治理和改善水環(huán)境質(zhì)量逐步向河流生態(tài)用水、河流生態(tài)恢復(fù)及濕地、流域生態(tài)建設(shè)等方面擴(kuò)展，如成都的府南河、太原的汾河、濟(jì)南的小清河等河流水環(huán)境改善工程。但從流域及河流兩側(cè)的社會(huì)進(jìn)展、產(chǎn)業(yè)調(diào)節(jié)、土地及計(jì)劃控制、生態(tài)景觀建設(shè)等方面舉行綜合研究的成績(jī)甚少，基本上沒(méi)有工程實(shí)踐。 3、對(duì)滹沱河（石家莊段）生態(tài)環(huán)境的認(rèn)識(shí) 3.1生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀 滹沱河是海河流域的主要支流，發(fā)源于山西省繁寺縣，流經(jīng)山西、河北兩省，共有

7、256條支流匯入，全長(zhǎng)513.3km，流域面積為4.6萬(wàn)km2.據(jù)歷史記載，滹沱河易決善遷，改道頻繁，行洪時(shí)主流擺動(dòng)不定，沖淤變化快速。 （1）地質(zhì)地貌。該區(qū)域位于滹沱河河漫灘地帶，其地質(zhì)類型屬河漫灘侵蝕積累土體結(jié)構(gòu)。巖性以粉細(xì)砂為主，局部夾有中粗砂。土體結(jié)構(gòu)松散，地殼穩(wěn)定性較差，易造成不勻稱地面沉陷和地面裂縫。土壤發(fā)育在沖積母質(zhì)上，類型為褐土、新積土、風(fēng)沙土、潮土、水稻土。地形地貌特征顯然，河谷廣闊，河曲發(fā)育，多淺灘。 （2）水資源。該區(qū)域內(nèi)有滹沱河及小青河、汊河、古運(yùn)糧河、周漢河4條支流。此外，還有北泄洪渠。該流域內(nèi)有崗南和黃壁莊兩水庫(kù)，總庫(kù)容量為27.8億m3；地表河流展現(xiàn)“有河皆涸，有

8、水皆污”的情況，即使在常年有水的河段中，屬V類以上水質(zhì)的河段約占60%。地下水資源豐盛，是城市地下水的主要采集區(qū)，擔(dān)負(fù)著為市區(qū)和當(dāng)?shù)毓?yīng)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生活用水的重任。但因?yàn)槎嗄陙?lái)的長(zhǎng)期超采，地下水位逐年下降，市區(qū)地下水下降呈漏斗狀，漏斗中心水位降至38m42m，漏斗區(qū)面積已近400km2. （3）植被資源。據(jù)衛(wèi)星遙感影像解析和現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，該區(qū)域內(nèi)有陸地（含濕地）鄉(xiāng)土、栽培和野生高等植物種類共計(jì)175種，植被總掩蓋率為28%30%。 （4）土地資源。起初，滹沱河沿線僅限于農(nóng)墾，兩岸灘地內(nèi)并無(wú)村落。19世紀(jì)初，京漢鐵路和滹沱河導(dǎo)流堤（又稱月牙堤）修建后，該區(qū)域開(kāi)頭消失農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。到20世紀(jì)50年月60年

9、月，石家莊市政府、正定縣確定在滹沱河兩岸開(kāi)發(fā)林場(chǎng)，舉行大規(guī)模植樹(shù)造林。至20世紀(jì)70年月后期，受“邊、散、洞”布局指導(dǎo)思想的影響，在月牙堤內(nèi)相繼建設(shè)了訓(xùn)練、科研單位及一些大型工業(yè)企業(yè)。進(jìn)入20世紀(jì)80年月后期，迅速的經(jīng)濟(jì)建設(shè)導(dǎo)致生態(tài)環(huán)境越來(lái)越惡化。到2022年底，現(xiàn)狀土地利用基本為農(nóng)用地，用地結(jié)構(gòu)為喬木用地15.0%、草地17.2%、耕地49.0%、水面2.1%、苗圃1.4%、垃圾用地0.6%、建設(shè)用地8.3%及裸沙6.4%。 3.2主要環(huán)境問(wèn)題 從目前看，滹沱河的生態(tài)環(huán)境具有綜合性特征，務(wù)必從系統(tǒng)性、自立性、相關(guān)性角度舉行比較、分析，篩選出主要沖突。 （1）土地利用方式不能滿意滹沱河地區(qū)的生

10、態(tài)功能要求。滹沱河兩岸植被稀疏，沙灘暴露，垃圾遍布，為城市的沙塵污染源，同時(shí)，地下水下降漏斗區(qū)面積逐年擴(kuò)大，地下水位不斷加深，地下水受到污染。 （2）產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不合理，土地利用粗放，綜合效益低下。從對(duì)產(chǎn)業(yè)舉行調(diào)查的結(jié)果看，各產(chǎn)業(yè)都處于較低層次，經(jīng)濟(jì)水平整體較低。第一產(chǎn)業(yè)以傳統(tǒng)的種植業(yè)和林業(yè)為主，科技含量較低；其次產(chǎn)業(yè)以二、三類工業(yè)為主，無(wú)朝陽(yáng)產(chǎn)業(yè)，經(jīng)濟(jì)效益低，環(huán)境污染嚴(yán)峻；第三產(chǎn)業(yè)以商業(yè)為主，科研訓(xùn)練初具規(guī)模，但文化、旅游、科技、服務(wù)進(jìn)展水平相對(duì)較低。 （3）土地?zé)o序開(kāi)辟，環(huán)境承載力下降。一方面，農(nóng)夫過(guò)度墾荒，無(wú)節(jié)制地向土地索取糧食，將多年的濕地、成熟的草甸變成耕地，大面積的果園、林地被復(fù)耕為農(nóng)田，加快了土地貧瘠化和沙化的速度；另一方面，在月牙堤內(nèi)，一大批科研院校，甚至幾十家企業(yè)舉行開(kāi)辟建設(shè)，嚴(yán)峻超出了該區(qū)地下水的自凈能力和環(huán)境承載力。 （4）基礎(chǔ)設(shè)施短缺，生態(tài)環(huán)境的保障體系不夠健全。無(wú)統(tǒng)一的供水體系，直接影響到城市供水設(shè)施的平安牢靠性；排水設(shè)施和污水處理設(shè)施及環(huán)衛(wèi)設(shè)施的不完美，導(dǎo)致污水未經(jīng)處理就直接排入河道或滲坑。 （5）用地布局混亂，建設(shè)無(wú)序，景觀質(zhì)量較差。滹沱河的建設(shè)用地布局凝聚，生產(chǎn)