汉江汉中平川段水生态系统保护与修复规划

赵 鸿，张振师，张乃畅

(中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司，陕西西安710065)

0 前言

汉江，又称汉水，长江最大的一级支流，是汉中人民的母亲河。随着国家生态文明建设的持续推进、“海绵城市”的兴建以及保障“一江清水送北京”“一江清水送关中”、促进汉中汉江循环经济产业带建设和改善区域人居环境等一系列需求，陕西省委、省政府高度重视汉江治理工作，先后启动了《陕西省汉江综合整治规划》《汉中市汉江综合整治工程实施方案》。

保护与修复汉江汉中平川段水生态系统，改善和优化水生态系统环境，是确保国家“南水北调”和省内“引汉济渭”工程水源地水质安全的根本性措施，是促进汉中汉江循环经济产业带建设和改善区域人居环境的重要举措，也是关乎汉江综合整治工程成败的重要工程[1]。

1 工程概况

汉江汉中平川段位于汉江上游，西起勉县武侯镇、东至洋县小峡口，干流河长约119.5 km，流域面积1.42万km2。行政区划涉及勉县、汉台、南郑、城固、洋县等5县(区)，是汉中市经济社会最发达的地区，也是汉中市“一主两副三轴四区”城镇体系建设的核心地带。汉江汉中平川段河道是典型的北亚热带湿润区河流湿地，区域涉及陕西汉江湿地自然保护区，汉中漾家河湿地、汉中湑水河湿地。平川段动植物资源丰富，种类繁多、区系成份复杂、有乔、灌、草70余科，近400种；区域自然鱼类有106种，其中，鲤科种类最多，其次是鲇科鱼类。

经调查分析，发现汉江汉中平川段生态系统存在以下问题：①径流资源总体丰富，但年内、年际分配不均，非汛期水源供需矛盾突出与水资源浪费现象并存，影响供京济渭水源安全和河流生境；②水质现状评价总体良好，但水污染负荷大，水环境有恶化趋势；③河道采砂、土地围垦等人为因素加剧河流生态系统的退化；④水土流失尚未得到全部治理，局部地区水土流失严重；⑤堤防建设不完善，无法满足防洪安保需求；已建堤防硬化率高，阻隔水陆物质能量交换；⑥景观破碎化程度高，河流廊道连通性差；滨水空间定位不准，功能与特色不鲜明。

2 总体规划

2.1 功能定位

对汉江汉中平川段的功能定位从战略和功能上进行定位。从战略定位来看，可概括为“两地一带一河”，即国家南水北调中线工程水源地，陕西省引汉济渭调水工程水源地，汉中构建“一主两副三轴四区”城镇体系的核心地带，汉中人民母亲河。从功能定位来看，可概括为“五位一体”，即防洪排涝，水体连通，水体自净，生境维持，景观文化一体化。

2.2 总体布局

根据水生态系统保护与修复规划对汉江的功能定位以及规划目标，考虑汉江两岸水生态系统的空间结构，总体布局为：形成源头控制、末端治理、多手段综合运用的水质安全保障系统；形成“一江两岸三区八点”的河流绿色廊道网络；建立“串珠式”多湿地群联合配置的生物多样性支持体系；形成多水源联合运用、合理调配的水资源保障系统[2]。

3 生态系统保护与修复内容

汉江汉中平川段生态系统保护与修复的主要内容包括水质的维护与改善、河流地貌形态的保护与修复、生态需水的保障、湿地保护与生物多样性促进和水土保持5个方面。

3.1 水质维护与改善

对水质的维护与改善主要从3个方向着手。①点源污染控制。通过严格控制生产废水和生活污水的排放，将城市生活污水和工业废水集中处理，加强城镇污水处理设施及运行管理，保障污水设施的正常运行和维护管理，确保污水处理后达标排放。②农村面源污染防治。通过合理、优化平衡施肥，控制氮、磷等富营养元素对水环境的污染。同时积极开展农村整治，建设沼气、有机肥等不同类型的废弃物资源化利用设施和高效实用的污水处理设施，提高规模化畜禽养殖场废弃物综合利用率和污水处理率。③河道水质净化。因地制宜地在城区段采用生态浮岛技术进行水质净化，在农村段利用目前河道中现有的天然河卵石和疏浚采砂后的弃渣，建设潭滩生态砾石水质净化工程。

3.2 河流地貌形态保护与修复

河流地貌形态保护与修复主要包括河道岸坡生态治理与修复、河流绿色廊道建设和河流形态恢复。河道岸坡生态治理与修复即生态岸线建设，采用景观型多级阶梯式护岸，自然型抛石护岸，生态砌块挡墙护岸。对坡面防护形式采用“坡改平”生态护坡技术和加筋麦克垫生态护坡，减少了土壤流失，增加了拦蓄降水。绿色廊道建设内容主要包括护堤林带植被建设、河岸灌木带、岸坡生物防护带和水生植物带。河流形态恢复主要从规范河道采砂、河道清淤疏浚、构建深潭-浅滩序列、保护江心洲、优化闸坝运行、设置洄游通道等方面修复河流形态。

3.3 生态需水保障

汉江汉中平川段生态需水定义为维持和恢复河流生态系统结构和功能所需的的最小流量。生态需水考虑以下因素：生态基流量、蒸发损失需水量、渗漏损失需水量和最小纳污流量。

(1)水生生态需水量

根据《水电水利建设项目河道生态用水、低温水和过鱼设施环境影响评价技术指南(试行)》，并结合已批复的《陕西省引汉济渭工程环境影响报告书》，为保持汉江平川段干流上下游水生生态最小需水量的协调统一，水生生态需水量按各断面多年平均流量的10%进行估算，即汉江干流武侯镇生态需水流量为3.89 m3/s；干流洋县生态需水流量为18.3 m3/s。

(2)河道蒸发需水量

根据《水电水利建设项目河道生态用水、低温水和过鱼设施环境影响评价技术指南(试行)》，河道蒸发需水的计算按下式进行估算。

V=H0(A-P)

式中：V为计算时段内水体的净蒸发损失量，m3；H0为计算时段内水面蒸发深度，m；A为计算时段内水体评价蓄水水面面积，m2；P为计算时段内降雨量，m。

经计算，汉江汉中平川段汉中段年蒸发量为118.6万m3，城固段年蒸发量为213.5万m3，洋县段年蒸发量为282.4万m3。

(3)河流渗漏损失量

汉江属北方的南方型河流，水资源比较丰沛，河道基本上常年都处于饱和含水，而且根据河水位与地下水位监测数据分析也可知河流的渗漏损失量很小，甚至没有，因此，汉江汉中平川段河道渗漏损失量忽略不计。

(4)最小纳污流量

最小纳污流量是要保证各断面的水质满足水功能区划水质目标。汉江干流汉中平川段水功能一级区7个(保留区3个，开发利用区4个)。监测断面汉中段(南郑县梁西渡)、城固南柳渡和洋县蒙家渡水质均满足该区Ⅲ类的水功能区，且水质控制性指标相对较小，该河段具有一定的环境容量。采用完全混合水质模型，估算某一断面处最小纳污流量。

Q0C0=QsCs

式中：Q0、C0为某一断面流量和监测的污染物浓度，m3/s，mg/L；Qs、Cs为最小纳污流量和满足水功能区划的污染物浓度标准值，m3/s，mg/L。

根据2011年～2015年4月三个监测断面水质监测数据计算，汉江平川段梁西渡监测断面最小纳污流量为22.48 m3/s，南柳渡监测断面最小纳污流量为36.82 m3/s，蒙家渡监测断面最小纳污流量为35.47 m3/s。

(5)河段生态需水量汇总

河段生态基流与最小纳污流量都属于通量水量，而河道蒸发、渗漏损失需水量属于消耗水量，因此，在整合河流生态需水时，河流通量部分的水量取河段生态基流与最小纳污流量中的大者，作为河流基本生态与环境需水量。之后再与河道消耗水量相加，得到控制断面的生态环境需水量。

根据计算结果，汉中段多年平均径流量32.0亿m3，多年平均枯水期流量15.3 m3/s，生态需水量为7.10亿m3，生态基流需求流量为22.51 m3/s；城固段多年平均径流量44.78亿m3，多年平均枯水期流量21.41 m3/s，生态需水量为11.63亿m3，生态基流需求流量为36.89 m3/s；洋县段多年平均径流量57.8亿m3，多年平均枯水期流量27.64 m3/s，生态需水量为11.21亿m3，生态基流需求流量为35.56 m3/s。汉江河段的生态需水量见表1。

表1 汉江河段的生态需水量

从表1可以看出，3个河段的多年平均径流量均可满足河段生态环境需水量需求，但依据河段1991年～2015年实测月径流资料，汉江干流汉中段径流年内丰、枯分配不均，年际间变化较大，需通过工程措施保障枯水期生态需水。

为满足汉江干流汉中段枯水期生态需水需求，从以下方面予以保障：①通过汛期“调”“蓄”，增强水资源可持续供给能力，达到“丰蓄枯用、常蓄应急”之目的；②科学统筹水资源利用，努力提高水资源利用率；③努力提高污废水的重复利用率，提高再生水回用率；④优化水库工程调度、增设生态流量泄放设施和生态流量监测系统，加强生态流量泄放的监管，确保支流河口生态需水；⑤加强水功能区管理，有效实施入河污染物总量控制，加大区域点源和面源污染控制力度，进一步改善河段水环境质量，满足生态用水水质要求。

3.4 湿地保护与生物多样性促进

湿地植被修复以人工修复为主，自然修复为辅。鱼类、两栖类、昆虫、鸟类、兽类等动物多样性的保护与修复以优化生物保护安全格局来进行，避免以物种为中心的单个保护模式，走向以生态系统保护修复为中心的途径。

3.5 水土保持规划

水土保持主要通过工程治理措施、生物措施和监督管理措施进行。工程治理措施包括小型水利工程和生态清洁小流域建设。生物措施采用人工造林、封育等技术措施，建设多林种、多草种构成的生态经济型防护林体系。监督管理措施包括强化水土保持相关法律法规的宣传、建立和完善水土保持相关法规体系、完善监督体系、封禁管理、强化城镇水土保持监督管理等。

4 结语

水生态系统保护与修复规划的实施，有助于汉江汉中平川段形成健全的防洪排涝体系、高效的水资源配置体系、健康的水生态体系、特色的滨水景观体系以及严格的水管理体系，使汉江汉中平川段真正实现“安澜、洁净、本色、活力、久长”。