某生態清潔小流域治理與綜合效益分析

王春明，王文冬，高曉薇，龍元源，王利軍

(北京市水利規劃設計研究院，北京 西城 100048)

受自然環境、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突出，水土流失面積高達367萬km2[1- 2]，超過國內最大省份新疆境域面積166萬km2的兩倍之多，尤其是偏遠山區、坡陡溝深的區域，由于千百年來的圍墾造田、農業耕作，經常出現較為嚴重的水旱災害現象。如何快速有效的采取措施進行保水固土是廣大水務部門所面臨的重要科研內容之一。

新中國成立以來尤其是20世紀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制度建設、行政部門組建等重大舉措：1952年12月，周恩來總理簽發了政務院《關于發動群眾繼續開展防旱、抗旱運動并大力推行水土保持工作的指示》，強調要加大對水土保持治理的研究工作，從根本上保證農業生產的迅速發展；1950—1954年，各省市加大了水土保持試點的建設工作，逐步開展了對水土流失形成因子、發展規律的相關研究，據統計，截止1960年，國內已建有這樣的水土保持實驗站、工作站181處；1982年6月，國務院頒發了《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》，為全面實施水土保持治理工作提供了法律依據；1980年，水利部在總結以往經驗與教訓的基礎上，提出“以小流域為單元進行統一規劃、綜合治理”的水土保持建設模式，在合理利用水土資源的同時，開辟了發展小流域經濟的新道路[6]；2003年起，北京開始了“以水源保護為中心，構建集‘生態修復、生態治理、生態保護’三道防線于一體”的生態清潔小流域相關建設，主要是措施對流域范圍內的污水、垃圾、廁所、溝道、面源污染等進行綜合整治，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入到全面實施“生態清潔小流域建設”的新階段[7- 9]；如今，“生態清潔小流域”建設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，取得了顯著的環境、生態以及社會效益[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，北京地區先后在門頭溝、懷柔進行了水土保持試驗站，開展了以小流域為單元進行綜合治理的水土保持探索工作，并發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條達到了生態清潔的建設標準；全市水土流失面積已由上世紀80年代的4830km2下降到了3202km2。

現以北京市延慶區張山營小流域綜合治理工程為例，對“生態清潔小流域”的建設思路與建設內容進行簡要分析，以期為后續類似項目的順利實施提供技術參考。

1 概況

1.1 延慶區區域位置概況

延慶區位于北京市西北部，地理位置在北緯40°16′～40°47′、東經115°44′～116°34′，東與懷柔區接壤，南與昌平區毗鄰，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 項目建設區域概況

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

蔡家河承擔著向媯水河輸送地表徑流水功能及水源保護區功能，河道水質對于保護下游官廳水庫和媯水河水質有著重要的作用。流域水功能區劃屬于官廳水庫上游重要地表水水源保護區、小流域出口水質功能目標為地表水Ⅱ類。

1.3 項目區存在問題分析

根據項目區建設需求、現場踏勘及問題診斷，本次延慶區張山營小流域建設主要針對流域范圍內的農業面源污染、生活污水排放、垃圾和廁所設施建設、畜禽養殖污染等面源污染以及溝道安全、水土流失6個方面。

(1)農業面源污染

由于該小流域內農產品、果品種植業較發達，而在農田、果園內施用化肥、農藥會加重區域水土流失帶來的面源污染，影響小流域的水源涵養功能，若不加以控制，將直接對流域內的河道水質產生影響。

(2)生活污水排放

目前延慶區張山營鎮正在開展村鎮污水處理設施建設，小流域范圍內蔡家河沿岸村莊已基本有工程覆蓋，未來小流域將不存在污水無序排放問題，生活污水帶來的面源污染將會得到有效解決。

(3)垃圾和廁所設施建設

小流域范圍內，所有農戶均已完成三格化糞池改廁，處理后的糞污回用于農地。小流域內日常生活所產生垃圾基本上均為生活垃圾，垃圾處理采用了“村收集、鎮運輸、區處理”的方式，生活垃圾由村收集，鎮里統一集中運往小張家口垃圾中轉站。目前有小部分村莊范圍內垃圾收集設施使用年限較長，破損嚴重，需要更換。

(4)畜禽養殖污染

延慶區正在逐步開展依法關閉或搬遷禁養區內的畜禽養殖場和養殖專業戶，并對現有規模化畜禽養殖場配套建設糞便污水貯存、處理、利用設施。散養密集區也在逐步實行畜禽糞便污水分戶收集、集中處理利用。隨著小流域內養殖場關停和禁養區內畜禽散養密集區治理的有序推進，畜禽養殖污染將得到解決。

(5)溝道安全

小流域內部分地塊植被退化，砂石裸露，水土流失嚴重；部分道路未設置排水溝，汛期雨水直接進入溝道，對溝道結構及水質安全產生較大的沖擊破壞；部分設有排水溝的現狀道路也由于水土流失或管理不當，或被毀壞或被堵死，造成汛期雨水漫流、雨后淤積問題嚴重。另外，沿河局部有垃圾與養殖廢棄物堆棄，且存在不同程度的養殖污染水滲入河道的現象。

(6)水土流失

經現場踏勘，小流域內北部小部分區域自然條件較好，植被覆蓋率較高，水土流失情況較輕，而南部大部分地區則由于存在農田及村莊聚居區，水土流失現象時有發生。流域內個別村莊道路兩旁缺乏應有的綠化，一些早期規劃為村民休閑健身的區域也存在綠化缺失，需要進行綠化種植、補植，增加植被覆蓋，既改善了村域水土流失現狀，也完善了居民日常娛樂休閑場地環境，提升區域景觀質量，促進村莊自身發展。

1.4 技術路線

針對1.3節所述及延慶區張山營小流域的農業面源污染、生活污水排放、垃圾和廁所設施建設、畜禽養殖污染等面源污染以及溝道安全、水土流失等實際問題，結合態清潔小流域的建設目標，本研究提出的延慶區張山營小流域綜合治理工程技術路線如圖1所示。

圖1 技術路線

2 建設內容與規模

2.1 建設目標

本研究通過采取封育治理、梯田修整、村莊美化、建設排洪溝(渠)以及河(溝)道整治等相關措施，對流域范圍內現存的安全隱患、水土流失以及面源污染問題進行綜合整治，最終達到張山營小流域內“清水出溝”的目的，使流域內生態環境得到改善，村莊環境得到優化，河道及溝渠水環境得到凈化，部分裸露地表水土流失得到有效治理，基本實現生態、經濟和社會之間的和諧。

同時以“水專項”考核目標要求為導向，依托區域已有或正在進行的面源污染、土壤侵蝕相關治理以及農、林、牧、環保等相關行業的治理與管控，達到DB11/T 548—2008《生態清潔小流域技術規范》的相關要求，實現以下目標。

(1)達到“六不準”目標，即不準施用化肥、不準施用農藥、不準傾倒垃圾、不準養殖、不準耕種、不準開礦；

(2)滿足“水專項”考核目標——水土保持生態修復技術實現面源污染控制率達到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，土壤侵蝕強度控制在200t/km2·a以下；

(4)保證污水處理設施正常運行，污水處理后達標排放；

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

(6)優化村容村貌，改善農村環境，提升生態文明意識，推進生態文明建設；

(7)開展田間生產道路建設，完善種植產業基礎設施。

2.2 建設內容與規模

根據DB11/T 548—2008治理措施布局的要求，將項目區分為生態修復區、生態治理區和生態保護區3個功能區[12]。

(1)生態修復區

生態修復區治理措施位于張山營小流域北部大部分區域，地處坡上部，坡度大于25°。該區域人類活動較少，沒有項目開發建設和大規模的農業生產活動等人為干擾，植被覆蓋度較好，對調節流域氣候起重要作用，治理時主要以封育治理為主，封育治理區域內不設置封閉圍欄，只在主要溝口、路旁設置標志牌2塊。小流域生態修復區總面積17.92km2。

(2)生態治理區

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

(3)生態保護區

生態保護區治理措施位于張山營鎮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域。治理內容主要圍繞河濱帶治理、局部河段河道內原位水質修復、沿線農田面源污染攔截等進行，以最終實現河道水環境質量的有效提升。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監測控制斷面1處，以獲取流域水質、地表徑流及泥沙遷移等相關數據。小流域生態保護區總面積0.23km2。

表1 延慶區張山營小流域技術措施統計表

3 效益分析與評價

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

3.1 環境效益

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

(1)河道溝渠保護

通過強化河道溝渠監督管護、修建排水溝、農地面源污染防控等工程措施，嚴格水源保護管理，能夠有效控制區域土壤流失的問題現狀，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境質量。

(2)土地資源保護

通過封育保護、村莊美化、邊坡護砌、排水溝等水土保持措施，可有效降低流域范圍內的土壤侵蝕模數，增加區域植被覆蓋度，降低水土流失發生量，并將區域平均土壤侵蝕模數控制到200t/km2·a以下，在實現涵養水分、保持水土功能的同時，減少土壤肥力(N、P、K)的損失，提高區域土壤資源的環境質量。

(3)防災減災

通過河道原位生態強化水質修復、農業面源污染攔截等措施的實施，強化了河道水安全保障能力，對河道水生態狀況的保持與恢復提供了保障。

3.2 生態效益

通過采取封育保護、植物種植，提高區域林草的覆蓋率，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；通過進行農業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狀，具有良好的生態效益。

3.3 社會效益

本次小流域治理工程的順利實施，可有效強化河道管護監督職責、杜絕城鎮建設過程中危害河道水質及防洪安全行為的產生、避免區域設施建設等于破壞生態環境的現象，為溝道的行洪安全、健康生態環境可持續性提供保障；工程可在保持水土、保護水源的同時，實現對區域范圍的面源污染進行有效控制，具有一定的社會效益。

4 結語

本研究通過現場踏勘及診斷分析，在總結延慶區張山營小流域的農業面源、生活污水、垃圾及廁所設施建設、畜禽養殖等面源污染現狀以及溝道安全、水土流失存在的問題的基礎上，結合態清潔小流域的建設目標，構建了科學合理的技術路線，得出的主要結論如下。

(1)本研究共涉及生態修復區17.92km2、生態治理區35.18km2、生態保護區0.23km2。

(2)通過采取封育保護、梯田修整、建設污水排放設施、村莊美化、溝道治理以及種植植被等相關措施，可實現對區域現存的安全隱患、水土流失以及面源污染等現狀問題的有效削減。

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