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重塑“塞上都江堰”

文章来源:中国交通建设集团有限公司   发布时间:2021-04-29

位于黄河“几”字湾内蒙古段的乌梁素海流域,是我国“两屏三带”生态安全战略格局中“北方防沙带”的重要组成部分,是关系到黄河中下游水生态安全的“重要节点”。2019年4月,中交集团所属中交三公局、中交公规院积极响应黄河流域生态环境治理号召,组成治理团队开赴乌梁素海,参与乌梁素海试验区的治理。两年来,建设者们通过水环境综合治理、矿山地质环境综合整治等方式,完成了试验区的修复,推动了乡村振兴战略的实施,让“塞外都江堰”重焕勃勃生机。

乌梁素海地处内蒙古巴彦淖尔市乌拉特前旗,是我国的八大淡水湖之一,也是黄河流域最大的功能性草原湿地,承担着黄河水量调节、防凌防汛、水质净化的重要功能,享有“塞上都江堰”的美誉。

随着河套灌区的开发,农田退水、城镇生活污水、工业生产废水、沿山山洪水等排入,乌梁素海成为河套灌区唯一的“承泄区”。上世纪90年代以来,湖区水体一度污染严重,沼泽化进程加快,湖区面积萎缩,生态功能退化,使乌梁素海自身的净化系统常年超负荷,乌梁素海的治理迫在眉睫。

乌梁素海流域山水林田湖草生态保护修复试点工程以改善乌梁素海水环境问题为核心,围绕矿山、湖泊、林草、农田等生态要素,开展整体保护、系统修复、综合治理,逐步恢复乌梁素海流域良性生态系统。

多措并举重建生态系统

“前面都是水草,走不动了。”2019年7月,设计员林冠豪和同事们首次进入乌梁素海进行现场踏勘,却被一望无际的水草拦住了去路。通过无人机,林冠豪发现,水面几乎全被绿油油的水草覆盖,上浮的底泥若隐若现,触目惊心。

原来,龙须眼子菜、菹草等水生植物组成了蓬勃茂密的“水下森林”,它们既是水生态系统的重要生产者,也是水环境的重要调节者,对提高湖泊生态系统的多样性和稳定性起着重要作用。然而,由于湖泊面积大,水生植物的收割速度远远赶不上生长速度。经过计算,死亡的水生生物每年以1厘米的速度在乌梁素海湖底不断沉积,导致了本该起净化水质作用的水生植物成为了主要的内源污染源,水体氮磷营养盐含量增多、水草无节制地疯长竞争等问题相继出现,湖泊富营养化悄然加剧。

为了因地制宜、有针对性地治理乌梁素海的内源污染,项目设计组选取了两处相对独立且污染严重的开阔水域作为底泥原位治理的试验区,进行不同水体修复技术的试验示范。“以生态系统自净为主要手段,通过人为适当干预水生态环境,是治理乌梁素海的可行途径。”林冠豪说。

一次偶然的发现,让项目部如获至宝。那天的乌梁素海,风和日丽,候鸟成群从杨波搭乘的小船经过,他看到其中一只鸟儿叼着一只小鱼。正是这次偶然,让项目部确定了“水草减量化+生物控草技术”的可行性。“通过全自动机械割草船在一定时期内‘干净彻底’地削减湖区内源污染物质,结合生物控草技术投放草食性鱼类,充分利用草鱼‘啃青食尖’的食性控制水草的生物量,借助食物链的力量,达到水草减量的目的。”杨波介绍说。

在进行“生产者”与“消费者”重塑的同时,项目部还采取本土微生物驯化培养的方式,利用微生物在快速生长过程中的光合作用来提高水体溶解氧浓度,加速消耗、分解底泥及上覆水体中的各类污染物,起到增强水体自净能力、恢复和改善水生态系统的作用。

如今,在沉水植被种植及水草种类优化、螺蛳及贝类等底栖动物投放等辅助措施的共同努力下,底泥的恶臭渐渐地消失了,湖水也逐渐变清澈了。

疏浚利器打通水系经脉

“从远处看,微风吹拂着的丛丛芦苇,仿佛扬起一阵阵麦浪。”回忆起第一次见到乌梁素海的情景,项目总工杨波感慨地说:“好看归好看,但这些芦苇却给治理工作带来了难题。”

总面积293平方公里的乌梁素海,平均水深仅1.5米,湖区内部近一半的区域是芦苇,密集的芦苇将湖区分割成了几乎不连通的若干个区域,加上几近平坦的湖底地形,降低了水体的流动性,给湖区污染物的稀释带来了阻碍。项目部决定采用网格化的方式,对芦苇密集分布的滞水区域进行疏浚,以提升乌梁素海湖区内部动力,清除湖底淤积多年的内源污染物质,使乌梁素海更好地发挥自净功能。

然而,经过一段时间的疏浚作业,项目部发现施工效率总是跟不上计划。原来,起初采用水陆挖机开挖底泥、驳船运输的疏浚作业方式复杂,投入设备多,不仅成本高,施工效率还提不起来,项目建设一度陷入僵局。“2台挖机配5艘驳船,一天还挖不到1000立方米的淤泥,而一艘350型的绞吸式挖泥船一天就能完成4000余立方米的施工作业。能不能使用我们自己的绞吸船?”就在一筹莫展时,杨波提出了自己的想法。他的想法很快便得到了大家的认可。

2020年5月,一艘艘绞吸式挖泥船经拆分后开启了北上内蒙的疏浚之旅。虽然是第一次在乌梁素海进行疏浚作业,绞吸船依旧展现了它独特的疏浚天赋。绞吸船的到来丰富了疏浚作业方式,而多种疏浚工艺的灵活组合也极大地提高了施工效率,同时降低了作业过程中对湖区水体的扰动,最大程度地保护了湖区的生态环境。经过数月的努力,9艘绞吸式挖泥船顺利完成了全部水道疏浚作业,总挖泥量达500余万立方米。

乡村振兴阻断城镇面源污染

邻水而居,择水而憩,自古就是人类亲近自然的本性。水滋养了万物,造就了文明,乌梁素海也不例外。然而,随着时间的推移,乌梁素海周边区域的城镇化进程加快,给乌梁素海造成了严重的负担。为此,在治理湖泊内源污染的同时,城镇面源污染的治理也一并展开。

项目进场后,项目部以乡村振兴战略为契机,扎实推进农村人居环境整治,向各村镇派驻职工,优先解决老百姓身边突出的生态环境问题。马江波是公规院派驻乌拉特前旗的职工,他感慨地说:“以前,村子里土堆、粪堆、草堆、渣堆、垃圾堆随意堆放在一起,在这场村容村貌整治提升工作中,打头阵的就是消除环境脏乱差。”

随着“五堆”清理、危旧墙体及棚圈围栏改造提升、村内及通村道路街巷硬化多措并举,村镇行道两侧、广场空地、房前屋后等区域的一排排旱柳、新疆杨、金叶榆拔地而起。村里绿化美化让人赞不绝口:“村里的树多了,环境也好了,感觉风沙都没有以前大了。”如今,走进乌拉特前旗的村镇牧区,村容整洁,蜿蜒入户的道路干净整洁,两旁树木葱葱,一幅幅美丽的乡村画卷尽收眼底。

生活污水处理是农村人居环境整治的短板,也是美丽乡村建设必须完成的任务。原来,村里的大部分污水都是直排,要想消除生活污水带来的环境脏乱差,必须实现污水管网全覆盖、全收集、全处理。

随着一个个污水处理站建设起来,管网问题成为设计施工过程中的重难点。提起管网工程设计中遇到的问题,设计师苟沛一度感到很头疼。他说:“污水收集及处理涉及到家家户户,早期村里的各种管道都是村民自行建设的,没有统一的规划,狭窄的乡道下面管道错综复杂。污水收集范围变化、旱厕污水难收集、预留入户管网接口变化都是经常遇到的问题。”设计方案一改再改,苟沛终于拿出了彻底解决管网问题的最优方案。

村镇污水管网的铺设完成和污水处理设施的建成使用,结合后续的管网入户工作,生活污水有了“出路”,村里再也不会有污水的臭味了。

矿山治理筑牢生态屏障

“水的命脉在山”,作为乌梁素海流域上游重要的生态屏障,乌拉山与乌梁素海共同影响着整个流域的气候和生态。乌拉山矿产资源丰富,采矿业曾是流域经济建设的支柱。然而,长期不合理开采引发了流域山水林田湖草“链式”生态环境问题,地质灾害频发、水环境质量降低、草原荒漠化加剧、农田质量下降接踵而至,每年大量泥沙及污染物随洪水冲入并淤积在乌梁素海,乌拉山生态环境修复迫在眉睫。

“乌拉山地区干旱少雨、土壤贫瘠,生态环境脆弱,加上工程跨度大、范围广,治理区域分散的特点,必须对症下药,绝对不能照搬照抄。”对于乌拉山地质环境技术措施的选择,项目矿山治理设计负责人李义晋和设计组成员十分重视。他们反复踏勘现场、打磨治理方案,最终形成了先进的治理手段与“土办法”并用的治理方案。

小庙子沟位于乌拉山南麓,山高沟深,汇水面积大,沟道内物源丰富,近年来发生多次泥石流地质灾害,造成农田、房屋、道路受损,考虑到泥石流突发性和破坏力强的特点,设计组在治理的同时还增加了雨量、次声、泥水位及视频等实时监测系统,通过移动网络及时远程获取监测数据,综合分析、联合预警,供相关部门实时掌握现场情况,为应急指挥提供直观、可靠的决策依据,有效降低泥石流的危害。

治理区土壤贫瘠,水土流失严重,治理后的矿山植被恢复困难。为此项目设计组采用了草方格沙障等“土办法”进行植被恢复。采坑回填和渣堆整形后,垂直于主风向在边坡上开挖沟槽,栽植沙柳或插入修剪整齐的芦苇秆,扎设方格状的挡风墙,一方面有效地恢复矿区植被,另一方面起到护坡固土的作用。“草方格沙障造价低、生态效益明显,结合削坡减荷、排导拦挡、清理回填等一系列的工程治理措施,矿山地质环境综合整治能够取得较好的效果。”李义晋介绍。

“逆向施工”是矿山开采的施工特点,即利用山下矿渣对山顶矿坑进行回填,但实际施工过程中,由于采矿点在山顶,山坡陡峭,而运输车辆在爬坡时是重车上,空车下,加上项目施工期短,施工设备多,机械施工环境复杂,且大部分区域没有通讯信号,存在极大的安全隐患。为此,项目部决定每辆车只装载三分之一的矿渣,并配合传送带运输,最大程度地提高运输效率,保障施工安全。

随着乌拉山地质环境治理工程的有序推进,一个又一个矿坑被回填平整,昔日那座地表植被严重退化、碎石废渣随处可见的荒山悄然消失,取而代之的是一片葱郁的草场,乌拉山逐步焕发了往日的生机。

【责任编辑:家正】

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