王春明，王文冬，高曉薇，龍元源，王利軍

(北京市水利規(guī)劃設(shè)計研究院，北京 西城 100048)

受自然環(huán)境、人文歷史條件的影響，新中國在建成立之初面臨的水土流失問題相當(dāng)突出，水土流失面積高達(dá)367萬km2[1- 2]，超過國內(nèi)最大省份新疆境域面積166萬km2的兩倍之多，尤其是偏遠(yuǎn)山區(qū)、坡陡溝深的區(qū)域，由于千百年來的圍墾造田、農(nóng)業(yè)耕作，經(jīng)常出現(xiàn)較為嚴(yán)重的水旱災(zāi)害現(xiàn)象。如何快速有效的采取措施進(jìn)行保水固土是廣大水務(wù)部門所面臨的重要科研內(nèi)容之一。

新中國成立以來尤其是20世紀(jì)80年代以來，黨和政府高度重視對水土保持治理的科技研究工作[3- 5]，先后采取了一系列的法規(guī)制度建設(shè)、行政部門組建等重大舉措：1952年12月，周恩來總理簽發(fā)了政務(wù)院《關(guān)于發(fā)動群眾繼續(xù)開展防旱、抗旱運(yùn)動并大力推行水土保持工作的指示》，強(qiáng)調(diào)要加大對水土保持治理的研究工作，從根本上保證農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的迅速發(fā)展；1950—1954年，各省市加大了水土保持試點(diǎn)的建設(shè)工作，逐步開展了對水土流失形成因子、發(fā)展規(guī)律的相關(guān)研究，據(jù)統(tǒng)計，截止1960年，國內(nèi)已建有這樣的水土保持實(shí)驗站、工作站181處；1982年6月，國務(wù)院頒發(fā)了《中華人民共和國水土保持工作條例》，1991年6月，第七屆全國人大常委會第20次會議通過了《中華人民共和國水土保持法》，為全面實(shí)施水土保持治理工作提供了法律依據(jù)；1980年，水利部在總結(jié)以往經(jīng)驗與教訓(xùn)的基礎(chǔ)上，提出“以小流域為單元進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃、綜合治理”的水土保持建設(shè)模式，在合理利用水土資源的同時，開辟了發(fā)展小流域經(jīng)濟(jì)的新道路[6]；2003年起，北京開始了“以水源保護(hù)為中心，構(gòu)建集‘生態(tài)修復(fù)、生態(tài)治理、生態(tài)保護(hù)’三道防線于一體”的生態(tài)清潔小流域相關(guān)建設(shè)，主要是措施對流域范圍內(nèi)的污水、垃圾、廁所、溝道、面源污染等進(jìn)行綜合整治，致力于打造“山水林田湖草”生命共同體，至此我國水土保持工作進(jìn)入到全面實(shí)施“生態(tài)清潔小流域建設(shè)”的新階段[7- 9]；如今，“生態(tài)清潔小流域”建設(shè)早已從開始的北京地方探索上升為國家政策，施及范圍涉及全國30個省(市)的81條小流域，取得了顯著的環(huán)境、生態(tài)以及社會效益[10- 11]。

北京市位于華北平原北部，西部是太行山山脈余脈的西山，北部是燕山山脈的軍都山，境內(nèi)共有576條小流域，每條小流域的流域面積基本為10～50km2不等。自1980年成立水土保持工作組以來，北京地區(qū)先后在門頭溝、懷柔進(jìn)行了水土保持試驗站，開展了以小流域為單元進(jìn)行綜合治理的水土保持探索工作，并發(fā)揮了積極的水土保持效益：截至目前，全市京郊576條小流域中，已有343條達(dá)到了生態(tài)清潔的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)；全市水土流失面積已由上世紀(jì)80年代的4830km2下降到了3202km2。

現(xiàn)以北京市延慶區(qū)張山營小流域綜合治理工程為例，對“生態(tài)清潔小流域”的建設(shè)思路與建設(shè)內(nèi)容進(jìn)行簡要分析，以期為后續(xù)類似項目的順利實(shí)施提供技術(shù)參考。

1 概況

1.1 延慶區(qū)區(qū)域位置概況

延慶區(qū)位于北京市西北部，地理位置在北緯40°16′～40°47′、東經(jīng)115°44′～116°34′，東與懷柔區(qū)接壤，南與昌平區(qū)毗鄰，西與河北省懷來縣接壤，北與河北省赤城縣相鄰。境域總面積1993.75km2，其中山區(qū)面積占72.8%，平原面積占26.2%，水域面積僅占1%，平均海拔500m以上。

1.2 項目建設(shè)區(qū)域概況

張山營小流域內(nèi)的蔡家河為永定河水系媯水河支流，發(fā)源于延慶區(qū)西北部山區(qū)，由東北向西南方向流經(jīng)京銀公路、大秦鐵路后，沿延慶新城邊界經(jīng)田宋莊、郎莊、延慶農(nóng)場西，最后于張康公路上游匯入媯水河，流域面積95.5km2。

蔡家河承擔(dān)著向媯水河輸送地表徑流水功能及水源保護(hù)區(qū)功能，河道水質(zhì)對于保護(hù)下游官廳水庫和媯水河水質(zhì)有著重要的作用。流域水功能區(qū)劃屬于官廳水庫上游重要地表水水源保護(hù)區(qū)、小流域出口水質(zhì)功能目標(biāo)為地表水Ⅱ類。

1.3 項目區(qū)存在問題分析

根據(jù)項目區(qū)建設(shè)需求、現(xiàn)場踏勘及問題診斷，本次延慶區(qū)張山營小流域建設(shè)主要針對流域范圍內(nèi)的農(nóng)業(yè)面源污染、生活污水排放、垃圾和廁所設(shè)施建設(shè)、畜禽養(yǎng)殖污染等面源污染以及溝道安全、水土流失6個方面。

(1)農(nóng)業(yè)面源污染

由于該小流域內(nèi)農(nóng)產(chǎn)品、果品種植業(yè)較發(fā)達(dá)，而在農(nóng)田、果園內(nèi)施用化肥、農(nóng)藥會加重區(qū)域水土流失帶來的面源污染，影響小流域的水源涵養(yǎng)功能，若不加以控制，將直接對流域內(nèi)的河道水質(zhì)產(chǎn)生影響。

(2)生活污水排放

目前延慶區(qū)張山營鎮(zhèn)正在開展村鎮(zhèn)污水處理設(shè)施建設(shè)，小流域范圍內(nèi)蔡家河沿岸村莊已基本有工程覆蓋，未來小流域?qū)⒉淮嬖谖鬯疅o序排放問題，生活污水帶來的面源污染將會得到有效解決。

(3)垃圾和廁所設(shè)施建設(shè)

小流域范圍內(nèi)，所有農(nóng)戶均已完成三格化糞池改廁，處理后的糞污回用于農(nóng)地。小流域內(nèi)日常生活所產(chǎn)生垃圾基本上均為生活垃圾，垃圾處理采用了“村收集、鎮(zhèn)運(yùn)輸、區(qū)處理”的方式，生活垃圾由村收集，鎮(zhèn)里統(tǒng)一集中運(yùn)往小張家口垃圾中轉(zhuǎn)站。目前有小部分村莊范圍內(nèi)垃圾收集設(shè)施使用年限較長，破損嚴(yán)重，需要更換。

(4)畜禽養(yǎng)殖污染

延慶區(qū)正在逐步開展依法關(guān)閉或搬遷禁養(yǎng)區(qū)內(nèi)的畜禽養(yǎng)殖場和養(yǎng)殖專業(yè)戶，并對現(xiàn)有規(guī)模化畜禽養(yǎng)殖場配套建設(shè)糞便污水貯存、處理、利用設(shè)施。散養(yǎng)密集區(qū)也在逐步實(shí)行畜禽糞便污水分戶收集、集中處理利用。隨著小流域內(nèi)養(yǎng)殖場關(guān)停和禁養(yǎng)區(qū)內(nèi)畜禽散養(yǎng)密集區(qū)治理的有序推進(jìn)，畜禽養(yǎng)殖污染將得到解決。

(5)溝道安全

小流域內(nèi)部分地塊植被退化，砂石裸露，水土流失嚴(yán)重；部分道路未設(shè)置排水溝，汛期雨水直接進(jìn)入溝道，對溝道結(jié)構(gòu)及水質(zhì)安全產(chǎn)生較大的沖擊破壞；部分設(shè)有排水溝的現(xiàn)狀道路也由于水土流失或管理不當(dāng)，或被毀壞或被堵死，造成汛期雨水漫流、雨后淤積問題嚴(yán)重。另外，沿河局部有垃圾與養(yǎng)殖廢棄物堆棄，且存在不同程度的養(yǎng)殖污染水滲入河道的現(xiàn)象。

(6)水土流失

經(jīng)現(xiàn)場踏勘，小流域內(nèi)北部小部分區(qū)域自然條件較好，植被覆蓋率較高，水土流失情況較輕，而南部大部分地區(qū)則由于存在農(nóng)田及村莊聚居區(qū)，水土流失現(xiàn)象時有發(fā)生。流域內(nèi)個別村莊道路兩旁缺乏應(yīng)有的綠化，一些早期規(guī)劃為村民休閑健身的區(qū)域也存在綠化缺失，需要進(jìn)行綠化種植、補(bǔ)植，增加植被覆蓋，既改善了村域水土流失現(xiàn)狀，也完善了居民日常娛樂休閑場地環(huán)境，提升區(qū)域景觀質(zhì)量，促進(jìn)村莊自身發(fā)展。

1.4 技術(shù)路線

針對1.3節(jié)所述及延慶區(qū)張山營小流域的農(nóng)業(yè)面源污染、生活污水排放、垃圾和廁所設(shè)施建設(shè)、畜禽養(yǎng)殖污染等面源污染以及溝道安全、水土流失等實(shí)際問題，結(jié)合態(tài)清潔小流域的建設(shè)目標(biāo)，本研究提出的延慶區(qū)張山營小流域綜合治理工程技術(shù)路線如圖1所示。

圖1 技術(shù)路線

2 建設(shè)內(nèi)容與規(guī)模

2.1 建設(shè)目標(biāo)

本研究通過采取封育治理、梯田修整、村莊美化、建設(shè)排洪溝(渠)以及河(溝)道整治等相關(guān)措施，對流域范圍內(nèi)現(xiàn)存的安全隱患、水土流失以及面源污染問題進(jìn)行綜合整治，最終達(dá)到張山營小流域內(nèi)“清水出溝”的目的，使流域內(nèi)生態(tài)環(huán)境得到改善，村莊環(huán)境得到優(yōu)化，河道及溝渠水環(huán)境得到凈化，部分裸露地表水土流失得到有效治理，基本實(shí)現(xiàn)生態(tài)、經(jīng)濟(jì)和社會之間的和諧。

同時以“水專項”考核目標(biāo)要求為導(dǎo)向，依托區(qū)域已有或正在進(jìn)行的面源污染、土壤侵蝕相關(guān)治理以及農(nóng)、林、牧、環(huán)保等相關(guān)行業(yè)的治理與管控，達(dá)到DB11/T 548—2008《生態(tài)清潔小流域技術(shù)規(guī)范》的相關(guān)要求，實(shí)現(xiàn)以下目標(biāo)。

(1)達(dá)到“六不準(zhǔn)”目標(biāo)，即不準(zhǔn)施用化肥、不準(zhǔn)施用農(nóng)藥、不準(zhǔn)傾倒垃圾、不準(zhǔn)養(yǎng)殖、不準(zhǔn)耕種、不準(zhǔn)開礦；

(2)滿足“水專項”考核目標(biāo)——水土保持生態(tài)修復(fù)技術(shù)實(shí)現(xiàn)面源污染控制率達(dá)到70%、入河污染物削減30%以上；

(3)增加植被覆蓋率，減少水土流失，土壤侵蝕強(qiáng)度控制在200t/km2·a以下；

(4)保證污水處理設(shè)施正常運(yùn)行，污水處理后達(dá)標(biāo)排放；

(5)減少面源污染入河，改善河道水質(zhì)，保持溝道水文形態(tài)不降低，符合生態(tài)清潔小流域指標(biāo)要求；

(6)優(yōu)化村容村貌，改善農(nóng)村環(huán)境，提升生態(tài)文明意識，推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)；

(7)開展田間生產(chǎn)道路建設(shè)，完善種植產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施。

2.2 建設(shè)內(nèi)容與規(guī)模

根據(jù)DB11/T 548—2008治理措施布局的要求，將項目區(qū)分為生態(tài)修復(fù)區(qū)、生態(tài)治理區(qū)和生態(tài)保護(hù)區(qū)3個功能區(qū)[12]。

(1)生態(tài)修復(fù)區(qū)

生態(tài)修復(fù)區(qū)治理措施位于張山營小流域北部大部分區(qū)域，地處坡上部，坡度大于25°。該區(qū)域人類活動較少，沒有項目開發(fā)建設(shè)和大規(guī)模的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動等人為干擾，植被覆蓋度較好，對調(diào)節(jié)流域氣候起重要作用，治理時主要以封育治理為主，封育治理區(qū)域內(nèi)不設(shè)置封閉圍欄，只在主要溝口、路旁設(shè)置標(biāo)志牌2塊。小流域生態(tài)修復(fù)區(qū)總面積17.92km2。

(2)生態(tài)治理區(qū)

生態(tài)治理區(qū)采取的治理措施位于張山營鎮(zhèn)小河屯村。主要在域內(nèi)的坡中、坡下部和坡腳地區(qū)，坡度小于25°。該區(qū)域人類活動頻繁，對生態(tài)環(huán)境干擾較大，并存在不同程度的破壞，需要進(jìn)行重點(diǎn)治理，治理措施以生態(tài)治理和生態(tài)恢復(fù)為主。具體治理措施包括梯田整修0.42hm2、村莊排洪溝(渠)治理-鋪設(shè)排水管線1.20km、村莊美化4.79hm2、垃圾處置增設(shè)10個垃圾箱、建設(shè)田間生產(chǎn)道路1.05km。小流域生態(tài)治理區(qū)總面積35.18km2。

(3)生態(tài)保護(hù)區(qū)

生態(tài)保護(hù)區(qū)治理措施位于張山營鎮(zhèn)的蔡家河上游以及河道下游小河屯村南附近的支溝及河岸帶區(qū)域。治理內(nèi)容主要圍繞河濱帶治理、局部河段河道內(nèi)原位水質(zhì)修復(fù)、沿線農(nóng)田面源污染攔截等進(jìn)行，以最終實(shí)現(xiàn)河道水環(huán)境質(zhì)量的有效提升。河濱帶治理涉及支溝清理整治0.45km、溝岸帶綠化2.00hm2；溝道整治長度1.40km；項目同時在小流域出口上游河道處建設(shè)監(jiān)測控制斷面1處，以獲取流域水質(zhì)、地表徑流及泥沙遷移等相關(guān)數(shù)據(jù)。小流域生態(tài)保護(hù)區(qū)總面積0.23km2。

表1 延慶區(qū)張山營小流域技術(shù)措施統(tǒng)計表

3 效益分析與評價

本研究針對延慶區(qū)張山營小流域所存在的溝道岸坡不安全、水土保持不穩(wěn)固、面源治理不徹底等實(shí)際問題，因地制宜、因題施策地采取了封育保護(hù)、梯田修整、村莊美化、溝道治理以及種植植被等相關(guān)生態(tài)治理措施，以期能夠取得積極的環(huán)境、生態(tài)以及社會效益。

3.1 環(huán)境效益

本研究通過采取岸帶治理、封育保護(hù)、種植植物等生態(tài)措施，可取得的環(huán)境效益主要包括河道溝渠保護(hù)、土地資源保護(hù)以及防災(zāi)減災(zāi)3個方面。

(1)河道溝渠保護(hù)

通過強(qiáng)化河道溝渠監(jiān)督管護(hù)、修建排水溝、農(nóng)地面源污染防控等工程措施，嚴(yán)格水源保護(hù)管理，能夠有效控制區(qū)域土壤流失的問題現(xiàn)狀，在增加溝道水資源量的同時，削減了面源污染物的直接入河總量，可有效改善河道及溝渠沿線的水環(huán)境質(zhì)量。

(2)土地資源保護(hù)

通過封育保護(hù)、村莊美化、邊坡護(hù)砌、排水溝等水土保持措施，可有效降低流域范圍內(nèi)的土壤侵蝕模數(shù)，增加區(qū)域植被覆蓋度，降低水土流失發(fā)生量，并將區(qū)域平均土壤侵蝕模數(shù)控制到200t/km2·a以下，在實(shí)現(xiàn)涵養(yǎng)水分、保持水土功能的同時，減少土壤肥力(N、P、K)的損失，提高區(qū)域土壤資源的環(huán)境質(zhì)量。

(3)防災(zāi)減災(zāi)

通過河道原位生態(tài)強(qiáng)化水質(zhì)修復(fù)、農(nóng)業(yè)面源污染攔截等措施的實(shí)施，強(qiáng)化了河道水安全保障能力，對河道水生態(tài)狀況的保持與恢復(fù)提供了保障。

3.2 生態(tài)效益

通過采取封育保護(hù)、植物種植，提高區(qū)域林草的覆蓋率，將林草面積占宜林宜草面積的比例提高到85%以上，可有效提高保水固土能力、減少水土流失；通過進(jìn)行農(nóng)業(yè)面源污染攔截治理措施，緩解了媯水河上游面源污染問題突出的現(xiàn)狀，具有良好的生態(tài)效益。

3.3 社會效益

本次小流域治理工程的順利實(shí)施，可有效強(qiáng)化河道管護(hù)監(jiān)督職責(zé)、杜絕城鎮(zhèn)建設(shè)過程中危害河道水質(zhì)及防洪安全行為的產(chǎn)生、避免區(qū)域設(shè)施建設(shè)等于破壞生態(tài)環(huán)境的現(xiàn)象，為溝道的行洪安全、健康生態(tài)環(huán)境可持續(xù)性提供保障；工程可在保持水土、保護(hù)水源的同時，實(shí)現(xiàn)對區(qū)域范圍的面源污染進(jìn)行有效控制，具有一定的社會效益。

4 結(jié)語

本研究通過現(xiàn)場踏勘及診斷分析，在總結(jié)延慶區(qū)張山營小流域的農(nóng)業(yè)面源、生活污水、垃圾及廁所設(shè)施建設(shè)、畜禽養(yǎng)殖等面源污染現(xiàn)狀以及溝道安全、水土流失存在的問題的基礎(chǔ)上，結(jié)合態(tài)清潔小流域的建設(shè)目標(biāo)，構(gòu)建了科學(xué)合理的技術(shù)路線，得出的主要結(jié)論如下。

(1)本研究共涉及生態(tài)修復(fù)區(qū)17.92km2、生態(tài)治理區(qū)35.18km2、生態(tài)保護(hù)區(qū)0.23km2。

(2)通過采取封育保護(hù)、梯田修整、建設(shè)污水排放設(shè)施、村莊美化、溝道治理以及種植植被等相關(guān)措施，可實(shí)現(xiàn)對區(qū)域現(xiàn)存的安全隱患、水土流失以及面源污染等現(xiàn)狀問題的有效削減。

(3)項目在提高區(qū)域水體自凈能力、削減面源污染直接入河總量，發(fā)揮積極環(huán)境效益的同時，可將區(qū)域林草面積占宜林宜草面積的比例提高到85%以上，具有良好的生態(tài)效益，此外，可杜絕城鎮(zhèn)建設(shè)過程中危害河道水質(zhì)及防洪安全行為，消除安全隱患，起到良好的社會效益。