柴河水库生态工程建设与水环境质量控制

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摘要：2007年柴河水库除险加固工程全面开工，本次除险加固把改善水环境质量作为其中的一项，从控制污染、生态恢复和生物多样性保护等方面进行流域综合治理，通过工程措施、植物措施，探索水生态环境保护的思路。为实现人与自然的和谐统一，做出了积极的努力。

关键词：除险加固；水环境；工程措施；植物措施；柴河水库

中图分类号：S942.3 文献标识码：A

水环境问题形势严峻，江河、水库的水质呈现出恶化的趋势，在满足水库功能的前提下，利用工程措施和植物措施美化环境、改善库区水质越来越引起人们的重视。

1概况

柴河水库位于辽宁省铁岭县柴河中下游，是一座以防洪、灌溉、工业和城市供水为主，兼顾发电、养鱼等综合利用的大(2)型水利枢纽工程。控制流域面积1355km2，总库容6.36亿m3，兴利库容3.36亿m3，水电站装机容量7430kw。坝址区位于东经124°24′，北纬24°24′。冬季寒冷干旱，夏季温热多雨，雨热同季，日照丰富，干湿季节分明。多年平均气温8.1～9.3℃，多年平均年降雨737mm。流域内多低山丘陵，属长白山余脉。以松、柞、桦、杨等天然次生林为主。20世纪70年代由于只注重粮食生产，森林面积遭到大量破坏，森林涵养水功能下降，水土流失加剧。

1.1库区水环境状况[1]

水库局配合铁岭市环保局、铁岭市水文局对柴河水库水质进行了长期的监测，根据各年度监测结果，对柴河水库地表水环境质量进行综合评价。“八五”期间，主要超标项目为PH值。“十五”期间，五年均值超标项目有总磷，五年中PH一次值超标率54%，溶解氧一次值超标率13%，高锰酸盐指数超标31%，总磷一次值超标率56%，生化需氧量一次值超标率15%，2000年石油类监测一次值超标率100%。水生生物状况检测，“八五”期间共见到藻类28属，隶属于6个门； “十五”期间共检出浮游植物5门46种。水生生物评价结果，溶解氧很高，化学需氧量低，底质不呈黑色，无硫化氢，植物有硅藻、绿藻，优势种为小环藻、颤藻等，动物以鲢鱼、鲤鱼、螺类为主，属轻污染。

1.2污染源管理和污水治理情况

柴河水库上游原有污染源在水库局和有关部门的积极努力下，已得到了较好的控制。对水质影响较大、污染严重的企业已被取缔或关停。库区内原有的采石场、石灰生产场，也在水库局和环保部门的支持、协助下，经说服、教育，最终采取有效措施予以解决，最大程度减少了入库石灰水的排放。随着绿色农业和人们环保意识的增强，农药、化肥的使用，旅游船只、生活垃圾的排放等得到了人们的广泛关注。

1.3柴河水库除险加固

自建成蓄水以来，柴河水库虽经多次补强，但主体工程存在的安全隐患，仍没有彻底解决。2006年柴河水库除险加固工程项目得到了国家的批准，并于2007年7月开工。这次除险加固对柴河水库的工程状况、监测设施、管理手段、管理水平进行了比较全面彻底的改善。并把环境保护列为一项，旨在通过工程措施和植物措施改善库区环境[2]。

2利用工程措施和植物措施改善库区水环境质量

2.1广栽树木、退耕还林

柴河水库拥有自管荒山5000余亩，在开山造田的年代，很多林地被开垦种植。后来，由于“地”多人少，曾对外承包。尽管收入很少，但掠夺式种植严重破坏了生态环境，水资源涵养功能严重降低，水土流失加剧了对水环境的破坏。十一届三中全会，特别是国家提出使全国水生态系统得到基本修复的目标以后，水库局各届领导对库区的水环境建设非常重视，每年投入大量的人力、财力，封山固土、植草育林。如今，当年开垦起来的“粮田”已全部被果松、落叶松、油松等人工林取代。据林业部门测算，柴河水库库区森林覆盖率已达到了99.5%。

2.2坝址区旧石场处理

水库坝址区上游旧采石场面积约2.8万m2，岩石，严重影响了环境美观。而且，的石灰岩被雨水冲积进入库内，对PH值的影响很大。

柴河水库除险加固工程中对于岩石、风化严重的部位，进行削坡清除，尽可能使山坡放缓到可栽植树木的程度。然后，凿坑换土，栽植耐寒、耐旱、耐贫瘠的松树、杉树等树木。达到恢复植被、改善库容库貌、降低冲刷、减少入库泥沙和石灰岩水进入库区，改善水环境的目的。对于相对平坦的部位，在彻底清除石材残渣的基础上，填入可供植物生长的壤土或富含壤土的复合土。然后，种草种树，恢复植被。

2.3大坝两端山体的处理

大坝左右两端山体在水库兴建期，由于爆破，留下了很大的切痕。特别是被称为“蛇山”的左坝端长200m、高20m的范围内，岩石严重，由于风化，时常有岩块脱落。不仅严重影响环境美观，而且给管理人员、游览观光的客人带来了很大的安全隐患。经除险加固，对大坝左右两端山体进行了彻底的处理。首先清除风化严重的山体，然后利用钢构骨架进行加固，再放上钢网，填入壤土，最后根据山体走势和地形特点，栽植树木，种植花草。达到既美化环境，消除安全隐患，又封盖了石灰岩体，截断石灰水入库途径。从而，降低库水PH值，改善水体质量。

2.4引济柴明渠的改造

引济柴工程渠道总长2.1公里，肩负着1010万m3的设计年引水任务，为水库的兴利供水做出了重要贡献。由于采用明渠引水，渠道穿过乡村，被附近村民用作垃圾场，把生活垃圾、污水直接排放到引水渠道，对入库水质产生了较大影响，水库局、市环保部门对此非常重视。利用这次除险加固契机，对引济柴工程进行改建。把已破损严重，原来用干砌石护砌的梯形明渠，改成全封闭的矩形钢筋混凝土暗渠。整个渠道从引水闸，经节制闸，至入库山洞口，除预留检修井外全断面封闭，彻底解决了引济柴渠道水污染问题。

2.5墙后填土植生挡土墙的设计与应用[3]

被称为“蛇山”的左坝端上游山体长200m、高20m的范围内，山体接近垂直或倒悬，无法采用固网客土固化技术。经研究决定采用钢筋混凝土高挡土墙外侧填土植生，内侧做壁画、浮雕工艺的方法，利用工程措施和植物措施改善这段山体。2007年采用墙后填土植生挡土墙设计方案处理，现已运行近4年，整个结构运行非常好，没有任何变形、裂缝，墙后填土除在第一年汛后不同程度正常下沉外，栽植的树木、花草长势良好，很好地改善了库区环境。2009～2010年冬春季节，柴河流域遭遇近40年来最恶劣的低温、多雨雪、反复冻融破坏的天气，很多露天混凝土面、楼房防水等工程遭受了严重的破坏，但这段墙后填土植生挡土墙工程没有任何损坏。

3结语

随着经济发展及水利现代化进程的加快，国家提出了在本世纪末使全国水生态系统得到基本修复的目标。为了实现这一目标，以植物修复为主的生态修复技术的研究及应用已成为当今水环境污染综合治理领域的热点。柴河水库把改善水环境质量作为除险加固工程的项目，利用工程措施和生态修复技术，完善库区水环境。

参考文献

[1]铁岭市环境保护局. 柴河水库饮用水源水质监测报告[R]. 辽宁 铁岭：铁岭市环境保护局， 1996、2000、2006.

[2]辽宁省水利水电勘测设计研究院. 柴河水库除险加固初步设计报告[R]. 辽宁 沈阳： 辽宁省水利水电勘测设计研究院，2004.

[3]姜志文. 墙后填土植生挡土墙的设计与应用[J].科技创新导报，2010(22).