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引灤通水三十年來,黎河管理處立足黎河實際,按照引灤輸水與行洪排瀝雙提高,工程治理與生態建設雙促進,污染防治與環境治理雙成效的工作思路,科學規劃,創新探索,大膽實踐,多措並舉,爲打造和諧黎河,實現安全輸水無事故,提供了有力的保障。
一、黎河概況與演變
(一)地理概況和流域面積
黎河發源於河北省遵化市燕山山脈丘陵區,自東北向西南流經河北省遵化市建明、平安城等7個鄉鎮,至天津市薊縣西龍虎峪附近與沙河匯流後入於橋水庫。黎河屬薊運河水系,是匯入於橋水庫三條河流之一,河道全長76公里,沿程共接納了小廠河、東黎河、老峪河等15條支流,流域面積560平方公里,年均徑流量1.46億立方米。
(二)黎河自身特徵
黎河是一條典型的山區季節性河流,徑流過程集中在夏秋兩季,洪水特徵爲峯大、量小、持續時間短,洪峯陡漲陡落,冬季河道基本斷流。整個河牀縱坡上陡下緩,斷面上寬下窄。河道主要特點是:1、河底坡降變化大,57.6公里輸水段河道全程落差89米。2、河牀深淺變化大。從上游的0.7米漸變爲下游的8米。3、河寬變化大。上游平均180米,下游平均80米,最窄的斷面僅有十幾米。4、河牀質變化大。由上游的砂卵石漸變爲砂土、砂壤土和粉質壤土。5、河道彎曲弧度變化大。全河道共有彎道140多個,彎道半徑圓心角由上游的150°變到下游最小的45°。
(三)黎河上中下河段的界定
根據黎河的地形、河道特性、地質條件,將其劃分爲三段。上游段由炸糕店至黎河店長12.34公里,河底縱坡1/220,河牀爲寬淺型,由砂卵石組成,過水斷面極不規則;中段由黎河店至黎河莊長11.0公里,河底縱坡1/676,河牀爲寬淺型,由砂礫石組成,河道彎曲;下段由黎河莊至果河橋長34.26公里,河底縱坡1/2155,河牀爲窄深型,以粗中砂爲主。
(四)黎河功能的轉變
引灤輸水前,黎河主要承擔560平方公里流域面積的排瀝行洪。1982年引灤入津工程借用了57.6公里輸水河段,使黎河河道功能發生了由單一的行洪河道向長期輸水河道的轉變。黎河河道行洪過水的特點是:季節性強、過水麪積不均等、行洪時間短、洪水泥沙含沙量大。輸水過水的特點是:常年輸水、等量輸水、水質清、清水攜砂能力強。
(五)黎河河道變化
黎河原爲天然行洪河道,洪水來時攜帶着泥沙下泄,夏季河牀內植被多,河牀糙率大,所以河水流速緩,行洪時間又短,河牀基本穩定。輸水後,黎河變爲長期輸水河道,輸水爲清水,河牀基本沒有植被,清水攜砂能力強,長時間過流,原有自然條件下相對平衡穩定的狀態被破壞,致使河牀下切,兩岸坍塌,險情頻發。
二、實施工程措施 確保輸水安全
1983年至1995年,黎河治理從東擋西截、頭痛醫頭、腳痛醫腳的護岸丁壩,鉛絲籠固基,支流口護砌,推淤清障等應急治理,到有序展開、分步實施、針對性強的減緩河道坡降,固定河牀,穩定水流的橫向緩水壩等常態治理,是黎河治理思路不斷成熟的過程,是治理方式不斷完善的過程,是治標向治本轉變的過程,是探索積累經驗的過程。黎河經過12年的完善治理,工程效益顯著增強,輸水能力顯著提高,生態環境效應不斷顯現,爲30年的安全輸水提供了有力的保障。
(一)突擊建設,黎河承擔起輸水重任
(工程建設時期1982~1983)
引灤入津工程黎河輸水段,輸水設計流量爲60立方米/秒,校覈流量爲75立方米/秒。1982年黎河工程建設階段,正處於計劃經濟體制時期,沿襲更多的是“三邊工程”模式,受工期和投資制約,只對上游12.34公里河道採取了深挖河道、降低水位的措施,利用棄土填築堤防,建成了帶有二馬道的複式斷面。對中下游威脅村莊、農田的險工險段只做了適當防護措施。爲便於兩岸羣衆生產生活,架設生產、交通橋樑共計35座。因建設時期工程治理不到位,爲黎河輸水運行帶來了諸多的問題。
(二)完善治理,黎河輸水能力得到提高
(工程完善時期1983~1995)
爲儘早解決天津缺水燃眉之急,1983年8月提前進行了通水試驗,試驗期間黎河不堪重負,各類險情不斷。上游12.34公里整治段內,最初水流在平面上極不穩定,產生變速流,對兩岸強烈沖刷,部分二馬道被沖毀,特別是高各莊處堤埝出現了決口;其後即逐漸集中沖刷河牀,導致河牀下切;中下游因河道彎曲和狹窄,單寬流量大,凹岸坍塌,部分工程被毀。當時,黎河管理處集中精力投入到應急搶險之中,爲此付出了巨大的人力物力財力。引灤正式輸水後,因過水量、過水時間和流量的變化,破壞了黎河自然平衡條件,出現了河牀下切,岸坡坍塌,農田被毀,橋基外露等各種險情,直接威脅着兩岸羣衆生命財產及水工建築物的安全。
爲確保大動脈暢通無阻,黎河管理處在借鑑山區小流域治理經驗上,提出了“寬順河槽,調整比降,減緩衝刷,逐步穩定”的治黎思路。1983年在小安樂莊首建4道鉛絲籠U型跌水壩,達到了降低水流流速、穩定水流的效果,得到了親臨黎河進行指導的天津大學等科研院所專家們的高度評價,市水利局將黎河治理情況向原天津市市長李瑞環同志做了書面彙報,瑞環同志看了欣然批示“這是一大成績。”天津日報也在頭版位置報道了“治理無定鎖泥砂,確保灤水入津門”的新聞消息。
爲解決上游縱坡大、水流急導致沖刷堤岸、下切河牀的難題,1984年,對黎河進行了第一期整治工程。在總結上游4道鉛絲籠U型跌水壩,對河道下切和岸坡坍塌起到抑制作用的基礎上,又針對U型跌水壩水流過於集中深衝中間河道,對壩體形成安全隱患的問題,制定實施了將跌水壩過水斷面改爲矩形槽,在跌水壩的兩岸扭坡處修築炮臺,擋住兩邊坡過水,使水流過跌水壩後在消力池內擴散水流,減輕水流通過跌水壩後對邊坡沖刷的應對措施。在取得試驗成功後,又在不同的河段相繼修建13道鉛絲籠跌水壩,緩解了險情的發展。經過2至3年運行發現,由於輸水及洪水的沖刷,鉛絲石籠大部分塌陷變形,降低了砌築高度,消力池末端兩岸坡腳受水沖刷下切嚴重。爲此,黎河處從1986年開始採用預製砼塊砌築跌水壩、下游消力池及兩岸護坡等主要部位,達到了壩坡相融,消力抗衝,固壩護岸的目的。
黎河管理處與科研單位密切合作,根據黎河上中下游自然條件的差異和輸水以來的河道變化,積極探索科學治理黎河的工程措施,尋求理論依據和技術支持。1990年,按照“調整縱坡、減緩流速、固定河槽、穩定水流、擴寬斷面、減少衝刷”的治理思路,制定了《黎河綜合整治方案》,分別對黎河上中游縱坡大、水流急河段採取建跌水壩、擴寬河道等工程措施,使上中游河道河牀基本穩定。對中游段實施了固定河槽、穩定流態,並在寬淺河牀兩岸進行了復堤,提高了河道輸水和行洪能力。對下游黎河橋下、黎河莊橋下、後毛莊等河段實施了改善水流形態的丁壩羣工程措施,有效的改變彎道水流流態,提高了護岸的耐久性和穩定性。同時,對下游段河牀窄深、河底坡度較緩、河牀彎曲迂迴、單寬流量大的左陽莊、後毛莊、前毛莊附近河段進行了擴挖措施,取得了擴寬斷面,降低水深,疏通河道,減少衝刷的效果。
(三)科技興水,黎河治理水平不斷提升(1995年以後)
1995年以來,黎河管理處大力實施科技興水戰略,結合黎河河道屬性,積極應用新技術、新材料、新工藝,解決了工程治理中諸多難題,爲黎河得到有效治理,提高工程效益,加快治理步伐進行了有益嘗試。
一是轉化科研成果,應用砼聯鎖板護坡技術。1995年黎河管理處與有關科研單位研發聯鎖板護坡技術,被專家譽爲“國際先進、國內領先”的護坡新技術,其具有整體性能好、抗凍脹、工期短、成本低等特點,經過1996年在黎河中游河段黃臺口橋至龍灣橋左岸應用試驗成功後,被廣泛應用於黎河治理工程,取得了良好的工程效益和社會效益。利用聯鎖板兼具剛性和彈性,承載一定量的地基變形,利用板體的通透孔能降低水的揚壓力這些特性,分別在前毛莊水文站標準斷面河底、承唐高速跨引灤黎河黃臺大橋橋下河底採用了聯鎖板護砌,收到了穩定水流、減少衝刷、保護橋基的效果。
二是引進新工藝,應用混凝土模袋技術。將具有整體性好,消能防衝,施工簡便快捷,質量易於保證等特點的混凝土模袋技術,應用於黎河小安樂莊橋上、馬各莊橋上兩道跌水壩工程,有效解決了壩形結構、壩下消能方式及現場施工等問題。
模袋混凝土護坡技術具有施工速度快、適應地形變化、便於帶水衝灌施工等特點,適合工期緊、圍埝排水困難、岸坡陡的河道岸坡護砌。2002年對黎河下游小麻各莊左岸水深5-8米,岸坡坍塌嚴重,陡坡坎直的河段,採用了模袋混凝土護岸護砌並取得了良好效果。這種新技術在黎河建設上的成功應用,爲黎河下游高陡岸坡護砌提供了一種新方法。
三是引進土工織物,應用新興土工合成材料。2000年以來,結合混凝土模袋技術、混凝土聯鎖板護坡等新技術的應用,先後引用了土工布、土工網、纖維網等新興土工合成材料,利用強度高、柔性強、施工簡便、濾水保土、吸收水流衝擊能量等優點,對改善工程結構性能,縮短工期,減少投資等發揮了重要作用,爲河道防護工程開闢了一條新途徑。
(四)科學規劃,黎河治理有了理論依據(1995以後)
爲保證黎河治理工程更具前瞻性、科學性、針對性、實用性,黎河管理處立足實際,與時俱進,根據黎河自身存在的問題和周圍環境變化,分別在1990年、1996年、2008年和2012年4次提出並編制完成了《引灤入津黎河綜合治理工程可行性研究報告》和《引灤入津黎河綜合治理工程規劃》。四個《規劃》凸現了不同時期的治水理念,體現了不同時期的治理思路,提出了不同時期的治理方向,確立了不同時期的治理目標,明確了不同時期的治理任務,確定了不同時期的治理措施。同時,依據《規劃》建立了黎河工程治理項目庫,制定落實了年度實施計劃,黎河治理逐步走向了科學化、標準化、規範化。通過卓有成效的前期工作,爲黎河治理由單一向綜合、傳統向現代、工程向環境、生態的轉變,提供了理論依據和技術支持。
(五)多措並舉,黎河進入全面治理階段(2000以後)
近年來,黎河沿岸經濟迅速發展,人口劇增,人類活動對流域水環境產生越來越嚴重的負面影響。2000年以後,隨着遵化境內鐵礦資源的開發、開採、加工,黎河兩岸500米範圍內先後開辦了152家鐵採選礦、鋼鐵、建材等企業。工礦企業的工業廢水、原料殘渣,沿途7個鄉鎮,79個自然村近7萬人口產生的生活污水、生活垃圾,畜禽養殖業產生的排泄物,農田瀝水等通過含支流大小155個口門直接或間接的排入河道,嚴重影響引灤輸水水質。
爲有效防治黎河污染,遏制水質惡化現狀,改善水環境,確保支流入河水質安全,按照“工程管理、資源管理、環境管理並重”的工作思路,依據《引灤入津黎河綜合治理工程規劃》,對黎河實施了一系列標本兼治的綜合治理措施。
一是疏堵結合,穩流護岸,阻止污染。通過對黎河中下游河道狹窄、單寬流量大的河段進行擴寬河道、修築堤埝,不僅解決了水深流急,下切河牀,衝淘河岸的問題,也起到了阻止各種固體垃圾等污染物進入輸水河道的作用。2008年在上游臨邦喜公路複線河段築防滲溝、建防護牆、設防護墩等措施,爲堵截沿河鍊鋼廠污水,阻止公路運輸油脂、藥品、化學品車輛灑漏,或翻入河道引起水污染事件起到阻截和初期應急處置作用。
二是生態護坡,恢復植被,淨化水質。2005年對聯鎖板護坡技術進行再挖掘,利用聯鎖板塊、勾、樑之間的縫隙及板體自有的通透圓孔,通過人工培土植草或自然長草,使現有聯鎖板工程的草木覆蓋率達到了60%以上。應用土工網墊綠化技術,先後在黎河鐵路橋下、西山橋至黃臺渡槽段、龍灣橋下煙園子支流口至馬各莊橋段,進行了近10000平方米的綠化護坡試驗,取得了良好的效果。植物根系的預應力錨杆作用,提高了土體強度,使水、河道、堤防、河畔、植被連成一體,達到了吸收、降解水體污染物、淨化水質的目的。也爲砼灰色護坡轉變爲自然式的生態護坡作了有益的嘗試。
三是植樹造林,防護河岸,保持生態平衡。2000年以來,通過對河道進行綠化,不僅美化了黎河環境,還起到控制水土流失、護坡養堤、防止河岸坍塌、涵養河道蓄水能力、增強黎河生態穩定性等作用。2009年在夏家峪河堤外實施的百畝綠化林帶建設,收到了防止生活、建築垃圾等污染,改善黎河小氣候的效果,爲保護黎河水環境築起了一道綠色屏障。
四是實施生態工程,改善周圍環境,建設和諧黎河。2003年,黎河管理處創新引灤文明生態建設思路,結合地方生態文明建設,樹立不求爲我所有,但求爲我所用,利益同享,互惠雙贏的思想,堅持以和諧爲理念,河道爲載體,工程措施爲手段,率先在小安樂莊河段進行了生態工程文明村建設,在村前堤埝護坡形式上融入了生態、環境、人文、景觀等內容。通過硬化堤頂道路、花草植被護坡、修建休閒場所等措施,建成了黎河第一處生態文明工程,受到了政府賞識、村民歡迎。在此基礎上,2007、2009、2011、2012年又利用黎河橋、龍灣、馬各莊、西鋪4處於河道毗連的污水坑塘、自行的垃圾點等荒廢的土地資源,實施了堤防、道路、綠化與景觀相結合的環境改造工程,打造了一道亮麗的風景線,有效的美化了工程,改善了生態,保護了環境,展示了和諧水利的魅力,詮釋了水文化的內涵。實現了工程建設、環境治理雙目標,得到了地方政府、沿河羣衆的支持和讚譽,爲建設和諧黎河贏得了政策支持,營造了良好的輿論氛圍。
五是修復溼地,控制污染,改善水質。爲治理黎河支流污染,2008年以來,黎河管理處把黎河支流口環境整治作爲重點,應用人工溼地生態修復技術,先後對龍灣、西山、崔家莊和高各莊4個支流口進行了整治。通過利用物理、化學、微生物和植物的多重作用,實現對污染物的去除。支流口治理工程運行後,出水口水質指標均達到設計要求,有效的控制了水體污染源,改善了黎河入庫水質,美化了周邊環境。
六是植物固結,治理尾礦,消除隱患。針對黎河上游兩岸鐵選尾礦堆存在受強雨沖刷,泄入黎河威脅輸水安全的問題,2009年,黎河管理處結合遵化市有關部門,在大安樂莊橋上尾礦堆進行了削坡卸載,植被覆蓋,植物固結的治理試驗。利用栽植紫穗槐樹其根系,起到預應力錨杆作用,提高了尾礦堆體強度;利用其葉莖遮擋作用,降低風速,防止尾礦沙飛揚,同時還收到了綠化效果。
三、構建和諧黎河 成就共同夢想
黎河管理處本着人水和諧的理念,堅持統籌兼顧、標本兼治、綜合治理,因地制宜的原則,採取多種工程措施,有效治理了各類險工險情,爲實現引灤安全輸水3662天,完成輸水總量158.78億立方米提供了有力保障。三十年來,黎河治理工程共砌護各類護坡5萬餘米;修建各種跌水壩98座;擴寬河道2.1萬米;綠化堤埝23公里,植樹5萬株;建設綠化林帶100畝;建成沿河生態公園4處,綠化面積19.25萬平方米;建設人工溼地4處,面積4.6萬平方米。通過科學治理,疏通了河道,保護了工程設施,恢復了兩岸生態,改善了周圍環境,確保了天津生命線的安全。
“古有都江堰,今有引灤線”是引灤人共同的追求,是天津水務人的共同夢想。黎河管理處將按照十八大“五位一體”建設要求,結合地方生態建設規劃,全面加強水源地保護,突出生態黎河建設,爲惠及天津遵化兩地人民,全力打造美麗黎河、和諧黎河,用“引灤夢”鑄就“中國夢”。
(黎河管理處 張蘭生 李陽)