密云水庫上游生態清潔小流域建設技術體系研究

白鶴嶺，劉慧勤，高計生

(1.河北省水土保持工作總站，河北 石家莊 050011； 2.河北省水利科學研究院，河北 石家莊 050051)

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密云水庫上游生態清潔小流域建設技術體系研究

白鶴嶺1，劉慧勤1，高計生2

(1.河北省水土保持工作總站，河北 石家莊 050011； 2.河北省水利科學研究院，河北 石家莊 050051)

生態清潔小流域；技術體系；密云水庫上游

密云水庫上游的河北省張承兩地(張家口、承德)是密云水庫重要的供水水源地和生態屏障，其功能定位是“京津冀水源涵養功能區”。圍繞這個核心定位的密云水庫上游生態清潔小流域建設技術體系是：在人類生產、生活活動較少的山地采取封育治理措施進行生態修復；在水土流失嚴重區搞好小流域綜合治理；做好農村生活污水處理；嚴控化肥農藥施用量，防治農業面源污染；通過“清污、清障、清垃圾”和“改水、改廁、改路、改環境”整治農村人居環境；在河道兩側建設植物保護帶。在具體工作中必須堅持以下兩條：一是政府牽頭，相關部門共同參與，在全社會廣泛開展生態清潔小流域宣傳教育, 鼓勵和支持社會公眾參與水源保護的各項活動；二是要進一步探索生態清潔小流域建設措施體系，爭取早日形成多目標、多功能、高效益的綜合防治體系。

1 密云水庫上游建設生態清潔小流域的必要性

生態清潔小流域概念的提出始于2003年，當時水少、水臟已經成為北京市生態建設和經濟社會可持續發展所面臨的首要問題。為保障首都水資源安全和綠色奧運目標的實現，北京市率先在全市范圍內開展了集生態修復、生態治理、生態保護為一體的生態清潔小流域建設，并逐步構建了水源保護、休閑觀光、綠色產業、和諧宜居4種生態清潔小流域治理模式。北京市生態清潔小流域建設在治理水土流失的同時，有效保護了水源，改善了水質，美化了環境，促進了當地產業結構調整和經濟發展，帶動了全國生態清潔小流域的建設。隨著生態清潔小流域建設工作的深入開展，其重要性和效果受到了全社會的廣泛關注，生態清潔小流域建設也成了國家水源保護的重要舉措。

密云水庫是北京市重要的飲用水水源地之一，而河北省張承兩地(張家口、承德)的豐寧縣、灤平縣、興隆縣、沽源縣、赤城縣等，是密云水庫重要的供水水源地和生態屏障。由于經濟技術等方面的原因，密云水庫上游流域生態清潔小流域建設嚴重滯后，主要表現在密云水庫庫區及上游河道內水體水質為中營養狀態，全氮(TN)正逐漸向輕度富營養狀態發展。

2014年2月26日，中共中央總書記習近平在北京主持召開京津冀協同發展座談會，明確提出了京津冀協同發展重大戰略，他指出“張承兩地要定位于京津冀水源涵養功能區，同步考慮解決京津周邊貧困問題”。這是國家頂層設計層面對張承地區提出的功能定位。目前，密云水庫上游流域生態環境現狀與其功能定位有很大的差距。為推進京津冀協同發展，在密云水庫上游流域開展生態清潔小流域建設，對保護水源、提高水源涵養能力、改善生態環境、促進地方經濟發展等是十分重要的。

2 密云水庫及上游流域水環境現狀

密云水庫流域的潮河發源于河北省承德市豐寧縣黃旗鎮哈拉海灣村，與灤河流域相鄰，流經灤平縣，于密云區高嶺鎮入密云水庫；白河發源于河北省張家口市沽源縣小廠鎮紅旗灘，流經赤城縣、北京市延慶區和懷柔區，于密云區石城鎮入密云水庫。

密云水庫水源主要為降水和上游流域的來水。據密云水庫水質水量監測結果，近年來由于水庫上游干旱少雨，年平均降水量已由20世紀50年代的701 mm下降到現在的500 mm左右，年入庫水量已由20世紀50年代的近30億m3下降到現在的3億m3左右，庫區表現為中營養狀態，TN正逐漸向輕度富營養狀態發展。密云水庫上游的潮河、白河流域，大部分支流基本上處于干涸狀態，水質均是劣V類，主要是TN含量超標，且TN含量在絕大多數斷面呈逐年上升趨勢，氮主要來源于生產生活污水和環境污染，白河流域水質好于潮河。

3 密云水庫上游流域環境影響因素分析

3.1 水土流失嚴重

密云水庫上游自然條件惡劣，生態環境脆弱，水土流失嚴重。密云水庫上游流域水土流失面積4 200 km2，土壤侵蝕類型以水蝕為主，局部有風蝕，土壤侵蝕表現形式主要有面蝕、溝蝕。水土流失強度以中度、強烈為主，主要分布在荒草地、坡耕地和經濟林地。水土流失造成土壤表層破壞、肥力降低、地力下降、河道泥沙淤積嚴重，同時作為一個載體，將水中的氮、磷等營養物質輸入到下游水體中，造成水體中氮、磷等營養物質超標。

3.2 生活污水、生活垃圾處理率低

密云水庫上游流域負有保護首都水源和生態環境的特殊使命，國家對這一地區實行限制開發政策。區域內各縣大多是國家級貧困縣，2013年農民人均純收入不足3 000元，農村基礎設施建設薄弱，道路毀壞嚴重、垃圾隨意堆放、生活污水處理率低、村容村貌差，農民抗御自然災害的能力較低。

密云水庫上游流域農村污水有以下特征:①面廣、分散。村莊分散造成污水難以收集和處理。②來源多。有來自人畜糞便、廚房產生的污水，還有家庭清潔、生活垃圾堆放滲濾而產生的污水。③增長快。隨著農民生活水平的提高及農村生活方式的改變，生活污水的產生量也隨之增長。④處理率低。未經處理的生活污水肆意排放，嚴重污染了農村的生態環境，直接威脅到廣大農民群眾的身體健康及農村的經濟發展 。

密云水庫上游流域僅縣城和少數鄉鎮建有垃圾填埋場，其他鄉鎮、村莊的生活垃圾絕大部分堆放在村邊、河道內，對農村生活環境影響比較大。

3.3 村容村貌差

密云水庫上游流域的村莊基礎設施較差，村莊內缺少統一的排水設施，村內道路凹凸不平，“三堆”無序堆放，村莊周邊植被較少，農民環保意識比較差。每戶都有一個簡易旱廁，沒有防滲措施，任由尿液滲入地下，糞便則堆放在田間地頭。規模養殖企業少，大部分牲畜養殖以各家各戶散養為主，牲畜糞便隨街可見。

3.4 農業生產管理粗放

密云水庫上游的河流兩岸全部為農田，主要種植蔬菜、玉米、馬鈴薯等作物，為保證作物高產，化肥、農藥施用量較大，一遇降雨，殘留在土壤中的農藥隨徑流流入河道中，進而造成河道水質污染。

3.5 河道水生態退化

由于干旱，上游主要河道中只有南部興隆、灤平縣主要河道、溝道常年流水；一般主川河段有漿砌石防洪堤，但因年久失修，無法抵御5年一遇以上洪水，其他河段均沒有防護工程。

4 密云水庫上游生態清潔小流域建設思路

圍繞建設“京津冀水源涵養功能區”這個核心定位，以小流域為單元，在維系上游生態好轉和農業農村基礎設施條件改善的同時，實施“山水田林路村”統一規劃，“攔蓄灌排節”綜合治理，使小流域環境更美、水更清。

生態清潔小流域建設涉及的內容很多，是對傳統小流域的提高和完善，是新型的小流域治理，除了常規的水土保持工程措施、植物措施和耕作措施，還為適應經濟發展和群眾生活質量日益提高的需求，增加了以下建設內容：把農村生活垃圾納入了治理規劃內容；把生活污水納入了治理范圍；在水系周邊要建設生物緩沖帶和過濾帶保護水質；調整種植結構，以減少化肥、農藥施用量；實施封禁保護、生態移民，促進自然修復；綠化美化農村庭院，發展庭院經濟，改善人居環境等。

5 生態清潔小流域建設技術體系

5.1 水土保持生態修復

密云水庫上游流域年平均降水量300～600 mm，具有生態修復的基本條件。基于此，對人類生產、生活活動較少的山區林地進行生態修復，采取封育治理措施，充分依靠大自然的力量加快植被恢復和生態系統的改善，以降低區域土壤侵蝕強度，減少入河入庫泥沙，改善水質。與其他方式相比，生態修復具有投資少、適應面廣、綠化效率高等優勢。

5.2 水土流失綜合治理

水土流失在輸送大量泥沙的同時，也輸送了大量的農藥、化肥，導致下游水體富營養化，水質變差。應針對水土流失分布特點，通過水土保持造林、坡改梯、坡面徑流調控、裸露面治理、溝道治理等一系列水土保持措施，改變原來土地的立地條件， 增加植被覆蓋度，改善農業生產條件，減少化肥、農藥等有害物質隨水土流失進入水體，控制農業面源污染對水體的危害。

(1)營造水土保持林。森林是陸地生態系統的主體，在涵養水源、調節地表徑流、保持水土、調節氣候、維持生態平衡等方面有著巨大的綜合作用。林木的樹冠可阻滯雨滴下落，避免雨滴直接擊濺土壤, 減小降雨的侵蝕力。應依據適地適樹原則積極營造水土保持林、水源涵養林，使其吸收、吸附、降解水體中的有毒、有害物質和營養物質，從而達到有效防治水土流失、提高水源涵養能力的效果。

(2)坡改梯工程。坡耕地是農業生產活動頻繁又極易產生水土流失的土地利用類型。坡地開墾過程中，在降雨和徑流的作用下，土壤水分與營養物質大量流失，致使土壤肥力及土地生產力下降，不利于作物生長。對25°以上和25°以下但土層較薄的坡耕地應退耕還林還草并進行封禁治理，提高植被覆蓋度；對25°以下坡耕地中土層較厚的可改為梯田，用于種植農作物或發展經果林等。

(3)坡面徑流調控工程。通過改變坡面徑流形態，降低坡地尤其是經濟林種植區的水土流失，同時通過徑流調控達到蓄水保土的效果。除整地措施外，調控工程還包括截水溝、排水溝、蓄水池、沉沙池等小型蓄排工程。通過合理設置，控制降水形成的地表徑流，減少汛期下泄的水量，增強防洪抗旱及保水保土能力，增加蓄水量，提高土地產出率。

(4)溝道治理工程。在溝底下切嚴重、溝底比降較大、集水面積較小的支毛溝布設石谷坊、鉛絲籠谷坊等措施，鞏固并抬高溝底侵蝕基準面，制止溝底下切，同時穩定溝坡，防止溝岸擴張。

5.3 農村生活污水處理

目前，農村生活污水處理的方式很多，有MBR 膜處理、地埋式無動力處理、人工濕地、氧化塘、生態水溝(渠)等。由于村莊分布廣，污水分散，難以收集，對農村生活污水的處理應根據人口分布密度、自然環境和經濟條件，采用人口密集區集中處理和農村分散處理的方式，盡可能做到投入少、效果好。根據近年來生態清潔小流域的建設經驗，對人口較少的村莊宜采用戶用生態污水處理池的處理工藝, 以減少生活污水收集管網的工程量和投資；對人口較多的村莊可考慮單村或聯村建設無動力的污水處理設施，以減少建成后污水處理站的后期管理、運行費用。

5.4 農業面源污染防治

農業生產過程中，部分化肥、農藥會通過地表徑流或下滲進入水體，給河道、水庫水質造成一定污染。一般情況下化肥利用率只有30%～35%，土壤中殘留的化肥養分約30%，流失在水體中的養分高達30%以上；農藥中有10%～20%附著在農作物上，而80%～90%則流失到土壤、水體中(少部分散發于大氣中)。為了控制流域內水體污染，必須加強對化肥、農藥的控制，提高作物對化肥、農藥的利用率；可采用免耕和其他農田保護技術(緩沖帶和生態溝渠)，減少因土壤侵蝕導致的磷酸鹽和農藥損失。同時改進農業生產技術，推廣先進的農業節水技術，在農田與溝渠間建立緩沖林帶，以減少、截留和凈化土壤徑流中的N、P 等物質，降低水體污染物，達到保護水源，確保飲用水安全，改善生態環境的目的。

5.5 農村人居環境整治

為更好地改善農村環境質量, 保護農村生態, 在密云水庫上游流域開展“清污、清障、清垃圾”和“改水、改廁、改路、改環境”工作。

“清污”是指農村生活污水處理和農村工業污染處理。

“清障”是指清除農村田頭地角堆放的雜物和道路上的障礙物，解決排水問題。

“清垃圾”是指采取“戶集、村收、鎮運、市處理”的方式全面清理農村生活垃圾。

“改水”是指改善農村飲用水條件, 讓農民群眾飲水安全得到保障。

“改廁”是指對農村廁所進行無臭、無蠅、無蛆、糞便無害化處理。

“改路” 是指在原有道路基礎上，改善農村道路環境，以村內主干道路硬化為主，路兩側安裝路燈亮化，道路兩側栽植行道樹綠化。

“改環境”是指改善農村治安環境和美化環境, 努力實現村風文明, 提高農民群眾的安全感和文明素質。

5.6 河道建設植物保護帶

對河道兩側及河床內零散的建筑垃圾、生活垃圾及河道淤積物等進行清理，減少入庫河水泥沙含量；對部分溪溝和河道進行護岸、駁坎建設，防止土壤侵蝕，滿足村民親水、用水需求。

6 結 論

生態清潔小流域建設是傳統小流域治理的發展和拓展，是把治理水土流失、改善農業生產條件和水源保護、面源污染控制、人居環境改善、新農村建設等有機結合起來，在達到傳統小流域治理目標的基礎上還能為人們提供潔凈的水源，優美的生態環境和良好的休閑、觀光和旅游場所。在密云水庫上游流域開展生態清潔小流域建設，必須堅持以下兩條：一是政府牽頭，相關部門共同參與，在全社會廣泛開展生態清潔小流域建設宣傳教育, 鼓勵和支持社會公眾參與水源保護的各項活動；二是要進一步探索生態清潔小流域建設措施體系，爭取早日形成多目標、多功能、高效益的綜合防治體系。

(責任編輯 張培虎)

S157.2

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1000-0941(2016)10-0043-03

白鶴嶺(1970—)，男(滿族)，河北樂亭縣人，高級工程師，碩士，長期從事水土保持管理工作。

2016-04-07