射陽河河道斷面測量和健康狀況評價

李熙,賈峻,滕祥帥

(1.江蘇省水文水資源勘測局鹽城分局,江蘇 鹽城 224002; 2.寧波市阿拉圖數字科技有限公司,浙江 寧波 315042)

0 引 言

鹽城市地處淮河下游,河網密集,溝渠縱橫交錯,境內主要河流有蘇北灌溉總渠、廢黃河、淮河入海水道、灌河、射陽河、黃沙港、新洋港、斗龍港、川東港、串場河和通榆河等。區域內現有骨干河道120余條,大溝級河渠道 1 800余條,中溝級河渠道 24 000余條,小溝級河渠道20余萬條。依地勢和主要河流水系的分布狀況,屬淮河流域。這些河流對鹽城市社會經濟的發展和保障人民生活起著十分重要的作用。

射陽河西起阜寧縣永興水文站,經阜城、射陽鮑家墩至射陽海通鎮以東射陽港電廠入海,全長約 148 km,是重要的灌溉、引水、供水和通航的重要河道。鹽城市境內灌溉面積245萬畝,生產生活年用水量12億m3,航道等級3～6級。射陽河是里下河地區排水入海最大的干河,曲折系數43%,河底高程-1.5～-8.0 m,河底寬35～350 m,河口寬50～450 m,攔河控制建筑物為射陽河閘(35孔,總凈寬 350 m)。設計日均排水流量 960 m3/s,設計最大過閘流量 6 340 m3/s,沿河擋洪圩口閘390座,排澇泵站231座,抽排能力 189 m3/s。射陽河堤實施圩堤標準,頂高3.5～5.0 m,頂寬2～4 m,邊坡1∶1～ 1∶1.5,現狀防洪標準20年一遇,排澇標準5年一遇。

為客觀全面掌握射陽河生態狀況,查找生態河湖建設的短板和問題,分析影響河流生態狀況的主要因素,對射陽河健康進行評估是十分重要的,為此,本文運用斷面測量技術對河道橫斷面形態進行測量和繪制斷面圖。以此為基礎,對射陽河河流生態健康狀況進行評價,并根據結果提出維持河流健康的相應對策。

1 射陽河現場調查和河道斷面測量

射陽河現場調查分為于平水期和枯水期兩個階段,針對射陽河開展水質、底泥、植被、岸坡形態及生物類指標進行現場監測。

河道斷面測量可以利用RTK接收機+測深儀法、走航式ADCP、斷面索法、RTK接收機+測深錘法等方法。如果采用RTK接收機+測深儀法進行斷面測量時,測前應對測深儀進行入水深度校對,確認電壓、信號無干擾后開始使用。

1.1 射陽河現場調查

射陽河現場調查內容主要包括:

河道橫斷面、岸坡及河濱帶植物分布調查:現場調查河道橫斷面形態,調查記錄岸坡、河濱帶植被分布、河岸與河床穩定性、岸坡類型等形態特征,如圖1所示。

圖1 射陽河河道斷面岸坡及植被現場狀況

對河道生物調查采樣以及水質指標監測,主要包括:調查分析浮游植物、著生硅藻、底棲動物的分布結構、生物量、受擾指數以及多樣性等生態結構與功能,水質指標監測內容包括水體總氮、總磷、pH、溶解氧、氨氮、硝酸鹽氮、高錳酸鹽指數、五日生化需氧量等指標。

在評價期間,除常規開展河流水功能區、水源地的監測和生物采樣收集外,還成立調查小組,以現場查勘與衛星地圖遙測相結合的方式同步開展河流岸坡形態和植被調查。同時,協助河流管理部門開展河流狀況公眾滿意度問卷調查。

1.2 河道斷面測量

(1)河道斷面位置的確定與斷面樁的布設

在進行河道斷面測量之前,應首先查勘、選擇合理的斷面位置。根據河湖評估要求和射陽河實際情況,一般從河口起每隔500～1 000 m選擇一個橫斷面,可以根據已有的較大比例尺地形圖資料在圖上選定,也可以在現場根據實地情況選定。橫斷面位置在選擇時,應注意如下事項:首先,河道斷面布設應選擇在水流較平緩且能控制河床變化的地方;其次河道斷面測量水深及河底高程時,應盡量避開急流、險灘等情況;河道橫斷面方向應保持與水流方向垂直,在河道不規則區域、交叉口、支流匯合處、閘站壩和橋梁以及斷面比降、形態、長度明顯變化的河道特征處應加設監測斷面。

河道斷面位置在實地確定以后,應在河道一側或兩岸上布設一根木樁作為臨時斷面樁,斷面樁應選擇布設在最高洪水位以上。布設好斷面樁以后,應當利用RTK接收機測定其三維坐標,其平面位置誤差應不大于±2 cm。

河道斷面應當按里程位置統一編號,可以從河道上游編號CS1+位置名,依次向下游方向遞增,如表1所示。

(2)河道斷面測量

在全面野外巡視的基礎上,根據測量需要以一、二級導線點及以上精度的控制點為起算,布設滿足測量要求的控制點?？刂泣c可以采用全站儀測距導線或RTK等方法進行。高程采用RTK曲面擬合法或水準測定。

河道斷面測量可以利用RTK接收機+測深儀法、走航式ADCP、斷面索法、RTK接收機+測深錘法等方法。當采用RTK接收機+測深儀法進行斷面測量時,測前應對測深儀進行入水深度校對,確認電壓、信號無干擾后開始使用。當采用斷面索法進行斷面測量時,在每個斷面測量開始和結束時應各測定一次水位。

(3)數據處理與斷面圖繪制

所有外業記錄,經各級檢查符合規定后,進入數據處理階段。斷面測量數據根據記錄形式不同,可以用不同的方法處理。

當利用儀器記錄時:將儀器中的數據傳入電腦后錄入到Excel表中,然后計算出起點距,在起點距后面一格里輸入對應的高程(表2),使用南方CASS7.1繪圖軟件進行處理后繪制斷面圖。

表2 射陽河斷面數據成果表

當利用斷面成果表記錄時:可以記錄為起點距和高程形式,將數據輸入Excel表格中進行處理后,利用南方CASS7.1繪圖軟件繪斷面圖。

2 射陽河健康狀況評價

2.1 河岸帶植被覆蓋度和河道岸坡穩定性

河岸帶植被覆蓋度,是指河岸帶植被覆蓋面積占河岸帶面積的百分比。河岸帶,即常水位以上到堤頂或背水坡部分。河岸帶植被覆蓋度先計算各河段岸帶植被覆蓋率,再對全河流按河段長度作為權重加權計算,獲得河流河岸帶植被覆蓋度賦分值,按下式進行賦分。

(1)

式中:Rvc—河岸帶植被覆蓋率賦分值;

Aci—河段i岸帶植被覆蓋面積;

Aai—河段i岸帶面積;

Lvci—河段i長度;

L—評價河流長度。

河道岸坡穩定性指河岸線平面位置的穩定程度和保護狀況,計算方法為穩定無明顯侵蝕的河岸線長度占河岸線總長度的比例:

(2)

式中:D—為岸坡穩定性指數;

a—為調查河段穩定無明顯侵蝕的河岸線長度(m);

L為河道岸線總長度(m)。

射陽河河道兩岸多為自然岸坡,自然植被分布較為完整,河岸線無明顯侵蝕現象,岸坡穩定性好。

射陽河斷面CS1位于永興,上游接西塘河,濱水植物多,上游河水較清,河內停船多,近一半調查河段近岸分布有民居,且樹木分布其間,鄉村自然景觀好;濱水岸邊植物多,有蘆葦、茭草和伊樂藻分布,無不穩定岸坡現象,本河段岸坡植被覆蓋率為87.5%,岸坡穩定性為100%。

斷面CS2位于G204阜寧大橋下,河內通航、船多,采樣點河段內有砂廠、混凝土廠,僅靠近橋一側約 20 m濱水岸坡有輕微裸露侵蝕現象外,無塌岸現象,岸坡植被基本全覆蓋。河面寬,水靜止,水微黃綠色,濱水植物多,岸坡緩;本河段岸坡植被覆蓋率為95%,岸坡穩定性為99.67%。

斷面CS3位于沿海高速路橋下,河面寬闊,水清澈,采樣河段內有渡船碼頭,其余河段岸坡全為植被覆蓋,無不穩定岸坡現象,河段自然景觀好,岸坡植被好,本河段岸坡植被覆蓋率為98.33%,岸坡穩定性為100%。

斷面CS4位于鮑墩抽水站,河面寬闊,水清澈,河內捕魚多。河內挺水植物帶寬,分布有蘆葦、水花生、茭草等;坡上植被好,沿河全覆蓋,無不穩定岸坡現象,本河段岸坡植被覆蓋率為100%,岸坡穩定性為100%。

斷面CS5位于射陽港大橋,河面寬闊,水清澈,橋兩側兩岸約一半岸線均分布有砂場、拌合廠、民居等,岸邊植被帶間續,河濱有水花生以及伊樂藻等沉水植物,無不穩定岸坡現象,本河段岸坡植被覆蓋率為60%,岸坡穩定性為100%。

綜合5個調查河段,河道岸坡植被覆蓋率為88.17%,岸坡穩定性為99.93%。

2.2 河道淤積程度

通過一個周期內兩次斷面測量,對射陽河河道橫斷面調查(圖2),河道淤積程度分析如下,射陽河CS1斷面水位值在0.61情況下,計算出原狀面積 1 962.21 m2,現狀面積 1 906.62 m2,略有淤積;射陽河CS2斷面水位值在0.79情況下,計算出原狀面積 1 695.12 m2,現狀面積 1 639.00 m2,略有淤積;射陽河CS3斷面水位值在0.70情況下,計算出原狀面積 779.15 m2,現狀面積 744.06 m2,略有淤積;;射陽河CS4斷面水位值在0.70情況下,計算出原狀面積 1 099.94 m2,現狀面積 1 028.15 m2,略有淤積;射陽河CS5斷面水位值在0.70情況下,計算出原狀面積 430.80 m2,現狀面積 414.46 m2,略有淤積。

圖2 射陽河鮑墩抽水站同一水位過水斷面面積比較圖

2.3 防洪工程達標率

防洪工程達標率指達到防洪標準的河流長度占評價河流總長度的百分比,按式(3)進行賦分。河段的防洪標準按照GB 50201-2014的要求確定。

(3)

式中:Rfl—防洪工程達標率賦分值;Lq—達標河流長度;L—評價河流總長度。

射陽河堤防頂高3.5～5.0 m,頂寬2～4 m,邊坡1∶1～1∶1.5。鹽城市境內保護面積 2 893 km2,保護人口162萬?，F狀防洪標準20年一遇,排澇標準5年一遇。

統計射陽河沿岸防洪工程堤防情況(表3),射陽河堤防防洪工程達標情況良好,建湖、濱海、射陽段均無不達標河堤,僅在阜寧永興集鎮段及水文站對岸段,分別有 1.2 km和 0.092 km堤防未達標。按永興～射陽河閘段 133 km河長,根據GB50201—2014標準以及DB32/T 3674—2019中防洪工程完好率指標賦分標準,統計射陽河堤防達標率指標值為99.995%,評價得分99.99。

表3 射陽河沿岸防洪工程堤防情況匯總表

3 維持河流健康對策

依據本次對射陽河河流生態健康狀況評價結果,表明:射陽河多為自然型岸坡,岸坡植被及水生植物恢復本底條件良好。為促進河道水體自凈能力提高,應重視河道生態緩沖帶、沿河濕地建設與保護,尤其是有條件的開闊河道區域盡可能大面積恢復濕地,擴大水環境容量與自凈能力;因河道多處農村地區,科學推行流域農田退水溝渠的生態攔截建設,高效阻斷污染物輸入河流,充分利用現有排水溝渠,對其進行一定的工程改造,建設成生態攔截型溝渠塘系統。合理規劃沿河防護林建設,建設和完善保護區生態隔離帶及防護林體系,構建沿岸綠色生態廊道,遏制濕地資源減少和功能退化,進一步保護生態環境,防控入河污染。

扎實做好水域岸線管控工作,提升河道環境面貌,射陽河是跨縣骨干河道,穿越村鎮及鄉村,跨線長,沿河碼頭較多,雖經過整治,但沿河通航,岸線碼頭常有臨時堆放、作業等占用現象,部分岸坡環境雜亂,水體整潔程度較差,常見有岸坡及河面漂浮垃圾。后續須進一步對岸線管理范圍嚴格實施空間管控,規范岸線利用各類活動,圍繞“補短板”和“強監管”,繼續推進河湖“兩違三亂”專項整治工作,并全面落實河湖長效管護措施,建立有人員、有經費、有制度、有考核、有獎懲的“五有”河湖長效管護機制,確保河湖不再新增“兩違三亂”違法行為。必須嚴格落實河道沿線亂墾種、亂搭建、亂堆放、亂傾倒等違法行為監管,重點整頓各類違法侵占、破壞岸線資源的行為,促進岸線資源的節約使用和合理開發。積極借助網格化管理模式,充分發揮各級河長職能,建立健全河湖網格化巡查、保潔等機制。強化管護主體能力建設,按照長效保潔工作計劃及相關規定,加強河道堤防觀測、巡查、維護和養護等日常管理工作,購置水域清污船等河道水面清理設施設備,綜合采取各種技術措施,清理河道水面垃圾和有害水生植物,切實保持河道水面清潔,促進沿河整體生態環境及整潔情況提升。同時,不斷優化河長公示牌內容,引導鼓勵廣大群眾參與河湖保護工作,全力打造生態河湖“樣板”。