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引滦通水三十年来,黎河管理处立足黎河实际,按照引滦输水与行洪排沥双提高,工程治理与生态建设双促进,污染防治与环境治理双成效的工作思路,科学规划,创新探索,大胆实践,多措并举,为打造和谐黎河,实现安全输水无事故,提供了有力的保障。
一、黎河概况与演变
(一)地理概况和流域面积
黎河发源于河北省遵化市燕山山脉丘陵区,自东北向西南流经河北省遵化市建明、平安城等7个乡镇,至天津市蓟县西龙虎峪附近与沙河汇流后入于桥水库。黎河属蓟运河水系,是汇入于桥水库三条河流之一,河道全长76公里,沿程共接纳了小厂河、东黎河、老峪河等15条支流,流域面积560平方公里,年均径流量1.46亿立方米。
(二)黎河自身特征
黎河是一条典型的山区季节性河流,径流过程集中在夏秋两季,洪水特征为峰大、量小、持续时间短,洪峰陡涨陡落,冬季河道基本断流。整个河床纵坡上陡下缓,断面上宽下窄。河道主要特点是:1、河底坡降变化大,57.6公里输水段河道全程落差89米。2、河床深浅变化大。从上游的0.7米渐变为下游的8米。3、河宽变化大。上游平均180米,下游平均80米,最窄的断面仅有十几米。4、河床质变化大。由上游的砂卵石渐变为砂土、砂壤土和粉质壤土。5、河道弯曲弧度变化大。全河道共有弯道140多个,弯道半径圆心角由上游的150°变到下游最小的45°。
(三)黎河上中下河段的界定
根据黎河的地形、河道特性、地质条件,将其划分为三段。上游段由炸糕店至黎河店长12.34公里,河底纵坡1/220,河床为宽浅型,由砂卵石组成,过水断面极不规则;中段由黎河店至黎河庄长11.0公里,河底纵坡1/676,河床为宽浅型,由砂砾石组成,河道弯曲;下段由黎河庄至果河桥长34.26公里,河底纵坡1/2155,河床为窄深型,以粗中砂为主。
(四)黎河功能的转变
引滦输水前,黎河主要承担560平方公里流域面积的排沥行洪。1982年引滦入津工程借用了57.6公里输水河段,使黎河河道功能发生了由单一的行洪河道向长期输水河道的转变。黎河河道行洪过水的特点是:季节性强、过水面积不均等、行洪时间短、洪水泥沙含沙量大。输水过水的特点是:常年输水、等量输水、水质清、清水携砂能力强。
(五)黎河河道变化
黎河原为天然行洪河道,洪水来时携带着泥沙下泄,夏季河床内植被多,河床糙率大,所以河水流速缓,行洪时间又短,河床基本稳定。输水后,黎河变为长期输水河道,输水为清水,河床基本没有植被,清水携砂能力强,长时间过流,原有自然条件下相对平衡稳定的状态被破坏,致使河床下切,两岸坍塌,险情频发。
二、实施工程措施 确保输水安全
1983年至1995年,黎河治理从东挡西截、头痛医头、脚痛医脚的护岸丁坝,铅丝笼固基,支流口护砌,推淤清障等应急治理,到有序展开、分步实施、针对性强的减缓河道坡降,固定河床,稳定水流的横向缓水坝等常态治理,是黎河治理思路不断成熟的过程,是治理方式不断完善的过程,是治标向治本转变的过程,是探索积累经验的过程。黎河经过12年的完善治理,工程效益显著增强,输水能力显著提高,生态环境效应不断显现,为30年的安全输水提供了有力的保障。
(一)突击建设,黎河承担起输水重任
(工程建设时期1982~1983)
引滦入津工程黎河输水段,输水设计流量为60立方米/秒,校核流量为75立方米/秒。1982年黎河工程建设阶段,正处于计划经济体制时期,沿袭更多的是“三边工程”模式,受工期和投资制约,只对上游12.34公里河道采取了深挖河道、降低水位的措施,利用弃土填筑堤防,建成了带有二马道的复式断面。对中下游威胁村庄、农田的险工险段只做了适当防护措施。为便于两岸群众生产生活,架设生产、交通桥梁共计35座。因建设时期工程治理不到位,为黎河输水运行带来了诸多的问题。
(二)完善治理,黎河输水能力得到提高
(工程完善时期1983~1995)
为尽早解决天津缺水燃眉之急,1983年8月提前进行了通水试验,试验期间黎河不堪重负,各类险情不断。上游12.34公里整治段内,最初水流在平面上极不稳定,产生变速流,对两岸强烈冲刷,部分二马道被冲毁,特别是高各庄处堤埝出现了决口;其后即逐渐集中冲刷河床,导致河床下切;中下游因河道弯曲和狭窄,单宽流量大,凹岸坍塌,部分工程被毁。当时,黎河管理处集中精力投入到应急抢险之中,为此付出了巨大的人力物力财力。引滦正式输水后,因过水量、过水时间和流量的变化,破坏了黎河自然平衡条件,出现了河床下切,岸坡坍塌,农田被毁,桥基外露等各种险情,直接威胁着两岸群众生命财产及水工建筑物的安全。
为确保大动脉畅通无阻,黎河管理处在借鉴山区小流域治理经验上,提出了“宽顺河槽,调整比降,减缓冲刷,逐步稳定”的治黎思路。1983年在小安乐庄首建4道铅丝笼U型跌水坝,达到了降低水流流速、稳定水流的效果,得到了亲临黎河进行指导的天津大学等科研院所专家们的高度评价,市水利局将黎河治理情况向原天津市市长李瑞环同志做了书面汇报,瑞环同志看了欣然批示“这是一大成绩。”天津日报也在头版位置报道了“治理无定锁泥砂,确保滦水入津门”的新闻消息。
为解决上游纵坡大、水流急导致冲刷堤岸、下切河床的难题,1984年,对黎河进行了第一期整治工程。在总结上游4道铅丝笼U型跌水坝,对河道下切和岸坡坍塌起到抑制作用的基础上,又针对U型跌水坝水流过于集中深冲中间河道,对坝体形成安全隐患的问题,制定实施了将跌水坝过水断面改为矩形槽,在跌水坝的两岸扭坡处修筑炮台,挡住两边坡过水,使水流过跌水坝后在消力池内扩散水流,减轻水流通过跌水坝后对边坡冲刷的应对措施。在取得试验成功后,又在不同的河段相继修建13道铅丝笼跌水坝,缓解了险情的发展。经过2至3年运行发现,由于输水及洪水的冲刷,铅丝石笼大部分塌陷变形,降低了砌筑高度,消力池末端两岸坡脚受水冲刷下切严重。为此,黎河处从1986年开始采用预制砼块砌筑跌水坝、下游消力池及两岸护坡等主要部位,达到了坝坡相融,消力抗冲,固坝护岸的目的。
黎河管理处与科研单位密切合作,根据黎河上中下游自然条件的差异和输水以来的河道变化,积极探索科学治理黎河的工程措施,寻求理论依据和技术支持。1990年,按照“调整纵坡、减缓流速、固定河槽、稳定水流、扩宽断面、减少冲刷”的治理思路,制定了《黎河综合整治方案》,分别对黎河上中游纵坡大、水流急河段采取建跌水坝、扩宽河道等工程措施,使上中游河道河床基本稳定。对中游段实施了固定河槽、稳定流态,并在宽浅河床两岸进行了复堤,提高了河道输水和行洪能力。对下游黎河桥下、黎河庄桥下、后毛庄等河段实施了改善水流形态的丁坝群工程措施,有效的改变弯道水流流态,提高了护岸的耐久性和稳定性。同时,对下游段河床窄深、河底坡度较缓、河床弯曲迂回、单宽流量大的左阳庄、后毛庄、前毛庄附近河段进行了扩挖措施,取得了扩宽断面,降低水深,疏通河道,减少冲刷的效果。
(三)科技兴水,黎河治理水平不断提升(1995年以后)
1995年以来,黎河管理处大力实施科技兴水战略,结合黎河河道属性,积极应用新技术、新材料、新工艺,解决了工程治理中诸多难题,为黎河得到有效治理,提高工程效益,加快治理步伐进行了有益尝试。
一是转化科研成果,应用砼联锁板护坡技术。1995年黎河管理处与有关科研单位研发联锁板护坡技术,被专家誉为“国际先进、国内领先”的护坡新技术,其具有整体性能好、抗冻胀、工期短、成本低等特点,经过1996年在黎河中游河段黄台口桥至龙湾桥左岸应用试验成功后,被广泛应用于黎河治理工程,取得了良好的工程效益和社会效益。利用联锁板兼具刚性和弹性,承载一定量的地基变形,利用板体的通透孔能降低水的扬压力这些特性,分别在前毛庄水文站标准断面河底、承唐高速跨引滦黎河黄台大桥桥下河底采用了联锁板护砌,收到了稳定水流、减少冲刷、保护桥基的效果。
二是引进新工艺,应用混凝土模袋技术。将具有整体性好,消能防冲,施工简便快捷,质量易于保证等特点的混凝土模袋技术,应用于黎河小安乐庄桥上、马各庄桥上两道跌水坝工程,有效解决了坝形结构、坝下消能方式及现场施工等问题。
模袋混凝土护坡技术具有施工速度快、适应地形变化、便于带水冲灌施工等特点,适合工期紧、围埝排水困难、岸坡陡的河道岸坡护砌。2002年对黎河下游小麻各庄左岸水深5-8米,岸坡坍塌严重,陡坡坎直的河段,采用了模袋混凝土护岸护砌并取得了良好效果。这种新技术在黎河建设上的成功应用,为黎河下游高陡岸坡护砌提供了一种新方法。
三是引进土工织物,应用新兴土工合成材料。2000年以来,结合混凝土模袋技术、混凝土联锁板护坡等新技术的应用,先后引用了土工布、土工网、纤维网等新兴土工合成材料,利用强度高、柔性强、施工简便、滤水保土、吸收水流冲击能量等优点,对改善工程结构性能,缩短工期,减少投资等发挥了重要作用,为河道防护工程开辟了一条新途径。
(四)科学规划,黎河治理有了理论依据(1995以后)
为保证黎河治理工程更具前瞻性、科学性、针对性、实用性,黎河管理处立足实际,与时俱进,根据黎河自身存在的问题和周围环境变化,分别在1990年、1996年、2008年和2012年4次提出并编制完成了《引滦入津黎河综合治理工程可行性研究报告》和《引滦入津黎河综合治理工程规划》。四个《规划》凸现了不同时期的治水理念,体现了不同时期的治理思路,提出了不同时期的治理方向,确立了不同时期的治理目标,明确了不同时期的治理任务,确定了不同时期的治理措施。同时,依据《规划》建立了黎河工程治理项目库,制定落实了年度实施计划,黎河治理逐步走向了科学化、标准化、规范化。通过卓有成效的前期工作,为黎河治理由单一向综合、传统向现代、工程向环境、生态的转变,提供了理论依据和技术支持。
(五)多措并举,黎河进入全面治理阶段(2000以后)
近年来,黎河沿岸经济迅速发展,人口剧增,人类活动对流域水环境产生越来越严重的负面影响。2000年以后,随着遵化境内铁矿资源的开发、开采、加工,黎河两岸500米范围内先后开办了152家铁采选矿、钢铁、建材等企业。工矿企业的工业废水、原料残渣,沿途7个乡镇,79个自然村近7万人口产生的生活污水、生活垃圾,畜禽养殖业产生的排泄物,农田沥水等通过含支流大小155个口门直接或间接的排入河道,严重影响引滦输水水质。
为有效防治黎河污染,遏制水质恶化现状,改善水环境,确保支流入河水质安全,按照“工程管理、资源管理、环境管理并重”的工作思路,依据《引滦入津黎河综合治理工程规划》,对黎河实施了一系列标本兼治的综合治理措施。
一是疏堵结合,稳流护岸,阻止污染。通过对黎河中下游河道狭窄、单宽流量大的河段进行扩宽河道、修筑堤埝,不仅解决了水深流急,下切河床,冲淘河岸的问题,也起到了阻止各种固体垃圾等污染物进入输水河道的作用。2008年在上游临邦喜公路复线河段筑防渗沟、建防护墙、设防护墩等措施,为堵截沿河炼钢厂污水,阻止公路运输油脂、药品、化学品车辆洒漏,或翻入河道引起水污染事件起到阻截和初期应急处置作用。
二是生态护坡,恢复植被,净化水质。2005年对联锁板护坡技术进行再挖掘,利用联锁板块、勾、梁之间的缝隙及板体自有的通透圆孔,通过人工培土植草或自然长草,使现有联锁板工程的草木覆盖率达到了60%以上。应用土工网垫绿化技术,先后在黎河铁路桥下、西山桥至黄台渡槽段、龙湾桥下烟园子支流口至马各庄桥段,进行了近10000平方米的绿化护坡试验,取得了良好的效果。植物根系的预应力锚杆作用,提高了土体强度,使水、河道、堤防、河畔、植被连成一体,达到了吸收、降解水体污染物、净化水质的目的。也为砼灰色护坡转变为自然式的生态护坡作了有益的尝试。
三是植树造林,防护河岸,保持生态平衡。2000年以来,通过对河道进行绿化,不仅美化了黎河环境,还起到控制水土流失、护坡养堤、防止河岸坍塌、涵养河道蓄水能力、增强黎河生态稳定性等作用。2009年在夏家峪河堤外实施的百亩绿化林带建设,收到了防止生活、建筑垃圾等污染,改善黎河小气候的效果,为保护黎河水环境筑起了一道绿色屏障。
四是实施生态工程,改善周围环境,建设和谐黎河。2003年,黎河管理处创新引滦文明生态建设思路,结合地方生态文明建设,树立不求为我所有,但求为我所用,利益同享,互惠双赢的思想,坚持以和谐为理念,河道为载体,工程措施为手段,率先在小安乐庄河段进行了生态工程文明村建设,在村前堤埝护坡形式上融入了生态、环境、人文、景观等内容。通过硬化堤顶道路、花草植被护坡、修建休闲场所等措施,建成了黎河第一处生态文明工程,受到了政府赏识、村民欢迎。在此基础上,2007、2009、2011、2012年又利用黎河桥、龙湾、马各庄、西铺4处于河道毗连的污水坑塘、自行的垃圾点等荒废的土地资源,实施了堤防、道路、绿化与景观相结合的环境改造工程,打造了一道亮丽的风景线,有效的美化了工程,改善了生态,保护了环境,展示了和谐水利的魅力,诠释了水文化的内涵。实现了工程建设、环境治理双目标,得到了地方政府、沿河群众的支持和赞誉,为建设和谐黎河赢得了政策支持,营造了良好的舆论氛围。
五是修复湿地,控制污染,改善水质。为治理黎河支流污染,2008年以来,黎河管理处把黎河支流口环境整治作为重点,应用人工湿地生态修复技术,先后对龙湾、西山、崔家庄和高各庄4个支流口进行了整治。通过利用物理、化学、微生物和植物的多重作用,实现对污染物的去除。支流口治理工程运行后,出水口水质指标均达到设计要求,有效的控制了水体污染源,改善了黎河入库水质,美化了周边环境。
六是植物固结,治理尾矿,消除隐患。针对黎河上游两岸铁选尾矿堆存在受强雨冲刷,泄入黎河威胁输水安全的问题,2009年,黎河管理处结合遵化市有关部门,在大安乐庄桥上尾矿堆进行了削坡卸载,植被覆盖,植物固结的治理试验。利用栽植紫穗槐树其根系,起到预应力锚杆作用,提高了尾矿堆体强度;利用其叶茎遮挡作用,降低风速,防止尾矿沙飞扬,同时还收到了绿化效果。
三、构建和谐黎河 成就共同梦想
黎河管理处本着人水和谐的理念,坚持统筹兼顾、标本兼治、综合治理,因地制宜的原则,采取多种工程措施,有效治理了各类险工险情,为实现引滦安全输水3662天,完成输水总量158.78亿立方米提供了有力保障。三十年来,黎河治理工程共砌护各类护坡5万余米;修建各种跌水坝98座;扩宽河道2.1万米;绿化堤埝23公里,植树5万株;建设绿化林带100亩;建成沿河生态公园4处,绿化面积19.25万平方米;建设人工湿地4处,面积4.6万平方米。通过科学治理,疏通了河道,保护了工程设施,恢复了两岸生态,改善了周围环境,确保了天津生命线的安全。
“古有都江堰,今有引滦线”是引滦人共同的追求,是天津水务人的共同梦想。黎河管理处将按照十八大“五位一体”建设要求,结合地方生态建设规划,全面加强水源地保护,突出生态黎河建设,为惠及天津遵化两地人民,全力打造美丽黎河、和谐黎河,用“引滦梦”铸就“中国梦”。
(黎河管理处 张兰生 李阳)