森林公園中的生態清潔小流域建設技術措施探討
——以北安河生態清潔小流域綜合治理工程為例

楊之恒，李丹雄，周連兄，武亞南，賽 碩，胡 雪

(北京林豐源生態環境規劃設計院有限公司，北京 100083)

自20世紀80年代初以來，我國先后對上萬條小流域進行了綜合治理，治理總面積達38萬km2[1]。北京市小流域治理起步較早，經過多年的不懈努力，北京山區小流域綜合治理取得了巨大成效[2]。截至2013年底，北京市在1 085條小流域中共建成了253條生態清潔小流域，累計治理水土流失面積6 758 km2[3]。

山區是首都的天然生態屏障和主要的水源涵養及供給源地，也是居民的休閑旅游度假勝地[4]。森林公園主要位于山區，是“具有一定規模和質量的森林風景資源和環境條件，可以開展森林旅游，并按法定程序申報批準的森林地域”[5]。森林公園內的植被具有較好的改良土壤、提高土壤持水與蓄水能力的功能[6]，但目前在森林公園內進行生態清潔小流域建設的尚不多見。我們以北安河生態清潔小流域綜合治理工程為例，探討森林公園區域內生態清潔小流域建設中應注意的問題，并提出對應的治理措施，以期為今后在森林公園內部建設生態清潔小流域提供參考。

1 生態清潔小流域治理技術

1.1 生態清潔小流域概念

在我國，小流域是指以水力侵蝕為主，流域面積一般為5～30 km2，最大不超過50 km2的集水單元[7]。生態清潔小流域是指流域內水土資源得到有效保護、合理配置和高效利用，溝道基本保持自然生態狀態，行洪安全，人類活動對自然的擾動在生態系統承載能力之內，生態系統良性循環，人與資源和諧，人口、資源、環境協調發展的小流域[7-8]。2003年，北京率先在山區推行生態清潔小流域治理理念[9-10]，探索出了一條水土流失治理和水源保護齊頭并進的新路子。2006—2008年，水利部在全國30個省(自治區、直轄市)的81條小流域開展了生態清潔小流域建設試點[10]。自此，建設生態清潔小流域成為我國生態環境治理的重要手段，并在全國陸續推廣。

2008年北京市在全國率先發布并實施了《生態清潔小流域技術規范》(DB11/T 548—2008)地方標準，取得了良好的效果；大連市于2012年編制完成了《大連市水務現代化規劃》，并于2014年基本完成了《大連市生態清潔型小流域規劃》與典型小流域設計工作；2013年1月水利部發布了《生態清潔小流域建設技術導則》(SL 534—2013)，解決了各地對生態清潔小流域的認識局限、工程建設過程中遇到的問題，以及生態清潔小流域建設如何科學開展等疑問，用以指導和規范生態清潔小流域的建設和管理工作[10]。生態清潔小流域建設思路與習近平提出的“山水林田湖草是一個生命共同體”“對山水林田湖草進行統一保護、統一修復是十分必要的”有著高度的契合點。

1.2 生態清潔小流域治理原則

《生態清潔小流域建設技術導則》(SL 534—2013)指出，生態清潔小流域建設的原則是：以小流域為單元，以水源保護為中心，以控制水土流失和面源污染為重點，堅持山、水、田、林、路、村、固體廢棄物和污水排放統一規劃，預防保護、生態自然修復與綜合治理并重[11]。鐘莉等[3]認為生態清潔小流域治理的原則為生態安全、統籌規劃、分區防治、依法監管、科技保障。《生態清潔小流域技術規范》(DB11/T 548—2008)中指出，以水源保護為主要目標，根據地形地勢及人類活動情況，將小流域劃分為生態修復區、生態治理區和生態保護區[8]。祁生林、楊進懷等[7,12]提出了三道防線的劃分標準及相應的治理措施，他們提出的劃分標準為：第一道防線為坡度>25°的坡上和山頂人煙稀少區域，植被蓋度>30%，土地利用類型以林地和草地為主，土壤侵蝕以濺蝕和面蝕為主；第二道防線為坡度≤25°的灘地、坡中和坡下人類活動頻繁區域，植被蓋度≤10%，土地利用類型以耕地和建設用地為主，土壤侵蝕以面蝕和溝蝕為主；第三道防線為坡度≤8°的河(溝)道、灘地區域，植被蓋度≤30%，土地利用類型以水域、未利用地和草地為主，土壤侵蝕以溝蝕和重力侵蝕為主。王姣等[13]也給出了相似的劃分標準。

然而，生態清潔小流域分區治理的區域劃分并不完全一致。大連市將生態清潔小流域劃分為生態自然修復區、綜合治理區、河道及湖庫周邊整治區[10]，各分區與生態修復區、生態治理區和生態保護區相對應并各有相似之處。張洪江等[1]在總結我國多年的小流域治理經驗和實踐后認為，在新時期小流域綜合治理不能夠僅僅局限于原有的思路框架中，要在繼承治理經驗的基礎上，注重當地群眾需求、因地制宜布設防治體系，逐步調整綜合治理內容、治理措施和綜合治理目標，例如可根據小流域主導功能定位，將小流域劃分為水源涵養型(區)、土壤侵蝕控制型(區)、觀光旅游型(區)、綠色產業型(區)、經濟林果型(區)和種養(加)經濟型(區)等。

1.3 生態清潔小流域治理關鍵技術

根據生態清潔小流域治理三道防線的新思路，以保護水源為中心，將小流域從山頂到山谷依次劃分為生態修復區、生態治理區和生態保護區三道防線。根據三道防線確定的區域，目前常用的生態清潔小流域治理措施如下：生態修復區主要措施為設置封禁標牌和攔護設施；生態治理區的主要措施為梯田整修、樹盤砌筑、水保造林、水保種草、土地整治、節水灌溉，砌筑谷坊、攔沙壩、擋土墻、護坡措施、排水工程，進行村莊美化、垃圾處理、污水處理和農路建設；生態保護區的主要措施為建設防護壩，進行河(庫)濱帶治理、濕地恢復和溝道清理[8,13]。

改善小流域的環境條件是生態清潔小流域綜合治理規劃的重要內容之一[13]。生態清潔小流域的建設重點包括庫(河)濱帶建設、鄉村生活污水處理、生活垃圾處理、改水改廁、截污治污、農田面源污染控制、地埂生物化等[4]。例如永康市生態清潔小流域治理開展“三清”(清污、清障、清垃圾)、“四改”(改水、改廁、改路、改環境)工程[14]。

簡而言之，生態修復區主要措施概括為封、移、補，生態治理區概括為節、治、調，生態保護區概括為清、育、保，具體見表1。各區技術措施對應到點位，因地制宜，形成防治體系。

表1 生態清潔小流域各分區特點及措施內容

2 在森林公園中建設生態清潔小流域應注意的問題

2.1 景觀提升與水土流失治理相結合

森林公園建設本身注重景觀效果，因此在森林公園區域內進行生態清潔小流域治理時，應結合森林公園的建設內容，在治理措施的選擇上同時考慮水土流失控制和景觀美化。通過小流域治理，既能使項目區的水土流失得到控制和減少，又能提升項目區景觀環境，達到吸引更多游客到此游玩的目的。

2.2 引入降雨蓄滲措施，加強水資源利用

北京市為嚴重缺水城市，山區水資源更為緊缺。森林公園大多位于山區，屬于流域上游，本身植被豐富，具有良好的保水保土能力。劉霞等[6]在山東省鄒城市劉莊小流域調查9種森林植被類型的土壤入滲和土壤貯水特征時，發現混交林和單純林的平均土壤飽和貯水量分別為荒草坡的1.54和1.33倍，森林植被的土壤入滲速率(3.02～5.73 mm/min)均高于荒草坡(1.25 mm/min)。因此，在森林公園內進行生態清潔小流域建設還應重點考慮蓄滲措施，例如坑塘、生物滯留池等。

2.3 注重生態和景觀效果，實施近自然治理

森林公園建設注重生態、自然，在其范圍內進行生態清潔小流域治理時應本著生態優先的原則，在保證工程安全的前提下，盡可能做到近自然治理，多考慮生態為主的措施，使得森林公園內各項生態清潔小流域治理措施實施后與周邊環境相協調，整體更趨于自然，水系更加完善、安全，動植物種類和數量增多，人與自然和諧共處，以最大程度地發揮區域生態效益。

2.4 涵養水源與保持水土相結合

森林公園本身植被豐富，植被覆蓋度較高，具有較強的涵養水源功能。因此，在森林公園內進行生態清潔小流域建設更需注重水源涵養與水土保持的結合，要注意對原有植被的保護，盡量減少對原有植被的破壞，減輕施工擾動造成的水土流失，在保障涵養水源、保持水土功能的同時，改善生態環境。

3 技術措施及其分區布局

3.1 研究區概況

北安河小流域位于北京市海淀區西北部的蘇家坨鎮，緊連太行山和燕山山脈，屬于北運河水系，總占地面積40.56 km2。小流域采取分期治理，本期治理面積7.0 km2，全部位于鷲峰國家森林公園內。鷲峰國家森林公園是北京郊區重要的國家級森林公園之一，是集教學、科研、科普教育、休閑游憩為一體的綜合型森林公園，保障其健康持續發展對維護首都生態環境及城鎮周圍居民的休閑游憩起著重要作用[15]。公園內以山地為主，土壤為褐土，成土母質富含石灰，森林覆蓋率達96.4%，主要植被為落葉闊葉林[15]。

3.2 各區技術措施布局

因鷲峰國家森林公園承擔著涵養水源、保護地下水、維護當地水資源可持續利用等生態功能，同時兼具水土保持措施展示、示范和宣傳功能，所以北安河小流域治理技術措施的選定應在傳統清潔小流域21項措施的基礎上，結合項目區現狀進行適當優化和擴充，在發揮治理措施保水保土作用的同時，提升區域生態環境和景觀效果，并強化水土保持措施的展示效果和科普作用。依據北京市生態清潔小流域治理中的三區劃分原則，將北安河小流域劃分為生態修復區、生態治理區和生態保護區。

3.2.1 生態修復區

項目區內森林覆蓋率較高，按照北京市生態清潔小流域治理中的三區劃分原則，項目區內大部分為第一道防線區域，即生態修復區。該區域主要位于北安河小流域西部山區的陡坡山地，其特點為坡陡、海拔較高、植被多且豐富、人為擾動少。在生態修復區內以封育保護措施為主，在人為活動頻繁和主要出入口處設置了4塊封禁標牌，以減少人為活動干擾破環。

3.2.2 生態治理區

第二道防線為生態治理區，該區域主要位于北安河小流域坡腳及溝道附近，其特點是人為活動頻繁，大部分坡度≤25°，水土流失、面源污染和生活污水、垃圾較為集中。生態治理區采取的措施主要有：①針對項目區污水處理設施和垃圾收集配套設施不完善問題，在公園宿舍生活區、游客服務設施區及公園人員活動頻繁區域修建了污水處理設施和垃圾分類、收集設施。②對園區原有混凝土停車場進行改建，在停車場排水溝下游建設生物滯留池，生物滯留池結構從下往上分別為400 mm碎石層、200 g/m2無紡布、200 mm粗砂層、800 mm種植土、50 mm樹皮，生物滯留池中種植八寶景天和鳶尾等植物；新建停車場通過鋪設透水磚和蜂巢格室減少地面徑流、增加雨水就地入滲。透水磚規格為200 mm×100 mm×60 mm，鋪設時從上到下為6 cm面層、4 cm中砂找平層、10 cm基層級配碎石，底層素土夯實；蜂巢格室型號CGGS-200-A，從下往上分別為素土夯實、200 g/m2無紡布、200 mm厚級配碎石、200 g/m2無紡布、蜂巢格室(見圖1)，格室內填土種植結縷草。③對園區內供游客休憩的小廣場，道路和硬化地面采取鋪設透水磚、植草方格方式改造，廣場內現有破損混凝土樹池修整改造為防腐木座椅式樹池，擴大游客休息空間，并通過種植植物提升景觀效果，提高游客休閑體驗感。④園區現有人工降雨模擬大廳試驗用水經沉沙池沉淀后排至項目區自然溝道，經現場勘察和降雨試驗用水分析，在大廳外設置了一個300 m3的PP模塊蓄水池收集人工降雨試驗用水和實驗室屋面雨水，加強水資源的利用。⑤園區現狀健身道路沿線存在部分裸露坡面，坡度在60°～85°，坡長6～7 m，雨天存在落石和滑坡隱患。在分析每處邊坡坡度、坡長、巖性等的基礎上采取坡面種植穴(見圖2)、飄臺種植槽(見圖3)、坡腳仿木樁種植槽(見圖4)和坡面生態棒等措施進行生態治理。

圖1 蜂巢格室停車場立面結構示意

圖2 坡面種植穴立面及斷面示意(單位:cm)

圖3 坡面飄臺種植槽護坡斷面示意(單位：mm)

圖4 坡腳仿木樁種植槽斷面示意(單位：mm)

3.2.3 生態保護區

生態保護區為第三道防線，主要位于北安河小流域溝道兩側及周邊，其特點為植被蓋度≤30%，坡度≤8°，土壤侵蝕以溝蝕和重力侵蝕為主。生態保護區采取的措施主要為：①園區內現有一段漿砌石溝道，長106 m、寬90 cm、深0.5～0.7 m，2016年北京“7·20”暴雨時局部受損，從景觀提升和溝道生態角度出發，堅持少挖少破壞的原則，采用仿木樁護岸，護岸外側種植迎春花(見圖5)。②在園區下游自然溝道出口處有一不規則坑塘，平均深1 m，占地920 m2，已淤滿泥土和石塊，坑塘底部現狀高程72.33 m，出水涵洞底部高程72.38 m，基本不能存水，設計首先對此坑塘進行清淤處理，底部鋪設土工膜，周邊碼放土工石籠袋并對岸邊進行綠化美化，改造后的坑塘可以有效攔截和集蓄項目區上游雨季來水。

圖5 仿木樁護岸立面示意(單位：mm)

4 結 論

(1)通過對北安河生態清潔小流域綜合治理工程進行分析，并對森林公園內生態清潔小流域建設中的一些問題進行了探討，發現在森林公園內進行生態清潔小流域建設應因地制宜，根據森林公園的特殊需求及實際情況，適時制定和調整生態清潔小流域建設中各分區內所對應的技術措施及布局。

(2)在森林公園內進行小流域建設應多考慮景觀效果，多考慮近自然、生態型的治理措施，以達到在有效保持水土、涵養水源、改善生態環境的同時，最大程度地突出森林公園的景觀效果，發揮森林公園應有的作用。