基于水源保護的生態(tài)清潔小流域建設(shè)措施體系研究

張錦娟,葉碎高,徐曉紅

(1.浙江省水利河口研究院,浙江杭州310020;2.永康市水利水電建筑公司,浙江永康321300)

生態(tài)清潔小流域是小流域治理的新境界,是保護飲水水源,實現(xiàn)區(qū)域經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的新舉措[1]。為可持續(xù)地保障供水水庫水源地和城鄉(xiāng)居民飲用水的安全,改善區(qū)域生態(tài)環(huán)境和人民群眾的生產(chǎn)、生活條件,2007年水利部開始在全國范圍內(nèi)開展生態(tài)清潔型小流域試點工程建設(shè)。本文在對永康市生態(tài)清潔型小流域建設(shè)工程治理思路進行探索的基礎(chǔ)上,對已實施工程的實踐效果進行了分析和總結(jié),以期為今后各地開展區(qū)域性水土保持生態(tài)清潔小流域工作提供借鑒。

1 永康市生態(tài)清潔小流域工程建設(shè)背景

永康市地處浙江省中部丘陵半丘陵地區(qū),是著名的五金之鄉(xiāng),全國百強縣。全市國土面積1 049 km2,戶籍人口約55.49萬,外來常住人口20余萬,人口密度529人/km2,2008年全市實現(xiàn)生產(chǎn)總值244.83億元,人均GDP 43 530元,財政總收入31.4億元。人口密度大、經(jīng)濟發(fā)達、人多地少以及由此帶來的環(huán)境壓力大是永康市的基本特征。

隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展,廣大人民群眾對生活質(zhì)量和環(huán)境的要求越來越高,永康市委、市政府也越來越重視關(guān)系老百姓切身利益的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和環(huán)境保護問題。近幾年來,永康市啟動了清水河道建設(shè)工程、農(nóng)民飲用水工程、“三清四改”等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和環(huán)境改善工程,使永康人民的生產(chǎn)條件、生活質(zhì)量和環(huán)境得到了明顯的改善。盡管如此,境內(nèi)環(huán)境質(zhì)量存在的問題仍然較多,水土流失、河道水庫水環(huán)境污染、農(nóng)業(yè)面源污染以及農(nóng)村生活污水處理等問題依然存在并且比較突出,威脅供水水庫水源的質(zhì)量,影響城鄉(xiāng)居民的生活環(huán)境和質(zhì)量。永康市境內(nèi)有楊溪水庫、太平水庫、三渡溪水庫等多座飲用水源水庫,多年來不合理的開發(fā)利用水土資源,造成水庫的集水區(qū)域水土流失、土地退化、涵養(yǎng)水源能力下降,再加上農(nóng)村生活垃圾、企業(yè)污水、化肥、農(nóng)藥殘留物的排放并隨地表徑流流入河道、水庫,使河道、水庫水質(zhì)受到污染,河道水質(zhì)一度達到劣Ⅴ類水,直接影響區(qū)域人民群眾的飲水安全和生產(chǎn)生活用水安全,極大制約了社會經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。

2 永康市生態(tài)清潔小流域建設(shè)措施體系

永康市生態(tài)清潔小流域建設(shè)的主要任務(wù)是以水源保護為中心,因地制宜,采取工程措施、植物措施與治污措施相結(jié)合,開展生態(tài)修復(fù)。通過營造水土保持林、坡耕地治理、坡面徑流調(diào)控、裸露面治理等水土流失防治措施以及農(nóng)村污水處理,農(nóng)業(yè)面源污染防治,農(nóng)村人居環(huán)境整治,溪溝治理等措施,對水源區(qū)各流域的水土流失及水環(huán)境污染等問題進行治理,建設(shè)生態(tài)清潔型小流域,實現(xiàn)流域水土資源可持續(xù)利用,確保水源地水質(zhì)安全。

2.1 水土保持生態(tài)修復(fù)

永康市多年平均降雨量約為1 483 mm,水熱條件十分優(yōu)越,因此可以通過對水源區(qū)內(nèi)近遠期人類生產(chǎn)、生活活動較少的山林地進行生態(tài)修復(fù),采取封育治理措施,充分依靠大自然的力量加快植被恢復(fù)和生態(tài)系統(tǒng)的改善,以降低區(qū)域土壤侵蝕強度,減少入河入庫泥沙,改善水質(zhì)。

實施封育治理,充分利用自然力增加森林生物量,是實施水土保持生態(tài)修復(fù)的一項重要措施。封育治理是利用樹木的天然下種和萌芽萌蘗能力,對具備封育條件的疏林地、灌叢地、采伐跡地及荒山荒地等采取限時封禁和相應(yīng)的育林技術(shù)措施,逐步恢復(fù)森林植被的一種人工促進天然更新方式。與其它方式相比,封育治理具有投資少、適應(yīng)面廣、綠化效率高等優(yōu)勢。

2.2 水土流失綜合治理

永康市現(xiàn)有水土流失面積222.72 km2,占總土地面積的21.29%,遠高于全省平均水平。水土流失作為載體在輸送大量泥沙的同時,也輸送了大量的農(nóng)藥、化肥,導(dǎo)致水體富營養(yǎng)化,水質(zhì)變差。針對永康市境內(nèi)水源區(qū)水土流失分布特點,通過營造水土保持林、坡耕地整治、坡面蓄排水工程、裸露面治理等一系列水土保持措施,改變原來土地的立地條件,增加地面植被覆蓋,改善農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件,減少化肥、農(nóng)藥等有害物質(zhì)隨水土流失進入水體,控制農(nóng)業(yè)面源污染對水體的危害。

2.2.1 營造水土保持林 森林是陸地生態(tài)系統(tǒng)的主體,在涵養(yǎng)水源、調(diào)節(jié)地表徑流、保持水土、調(diào)節(jié)氣候、維持生態(tài)平衡等方面發(fā)揮著巨大的綜合作用。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。因此,在有條件的供水水庫周邊依據(jù)“適地適樹”的原則建設(shè)水土保持林、水源涵養(yǎng)林,吸收、吸附、降解水體中的有毒、有害物質(zhì)和營養(yǎng)物質(zhì),既有效防治水土流失,又改善庫區(qū)水源涵養(yǎng)能力,提高庫周護岸林固土功能。

此外,針對永康市山地森林植被以針葉林為主,存在著樹種單一、結(jié)構(gòu)不合理等弊端,森林的保持水土、涵養(yǎng)水源等生態(tài)功能低下的特點,采用無林地造林,退耕還林,跡地更新,補植撫育,疏伐補植等多種造林方式,減少林地水土流失。

2.2.2 坡耕地整治 坡耕地是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動頻繁又極易產(chǎn)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(yǎng)物質(zhì)大量流失,致使土壤肥力及土地生產(chǎn)力下降,不利于作物生長。永康市坡耕地水土流失總面積10.15 km2,其中中度以上流失面積5.79 km2,占坡耕地水土流失面積的57%。

對25°以上的坡耕地主要采取政策引導(dǎo)、加強宣傳、政府補助等形式逐步退耕,退耕后進行封禁治理,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(梯地),水平梯田常常用于旱作以及發(fā)展經(jīng)濟林、果園等,少部分用于水田和發(fā)展水土保持林。

2.2.3 坡面徑流調(diào)控工程 通過改變坡面徑流的徑流形態(tài),降低坡地尤其是經(jīng)濟林種植區(qū)的水土流失,同時通過徑流調(diào)控達到蓄水保土的效果。除整地措施外,主要的調(diào)控工程包括截水溝、排水溝、蓄水池、沉砂池等小型蓄排工程。通過合理設(shè)置,控制降水形成的地表徑流,減少汛期下泄的水量,增強防洪抗旱以及保水保土能力,增加蓄水量,提高土地產(chǎn)出率。此外,在經(jīng)濟林區(qū),截排水工程可結(jié)合生產(chǎn)便道布設(shè),在防止水土流失的同時,方便農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。

2.2.4 裸露面治理 區(qū)域內(nèi)裸露面治理主要是礦山開采產(chǎn)生的遺留坡面、跡地以及村鎮(zhèn)周圍部分裸露地的治理。對離村鎮(zhèn)或主要交通道路較遠的礦山采用平整覆土、開采跡地復(fù)綠措施;對離村鎮(zhèn)或道路較近的礦山裸露邊坡采用TBS防護或生態(tài)植生袋防護;開采跡地能復(fù)耕的盡量復(fù)耕。此外,為美化流域內(nèi)的農(nóng)村居住環(huán)境,在村鎮(zhèn)周圍、居住小區(qū)周圍、人行道、主要交通道路旁以及道路沿線山腳等區(qū)域植樹種草,在道路兩旁及村莊周圍種植鄉(xiāng)土喬木、灌木,空地撒播草籽;綠化喬木可選擇香樟、紫薇、桂樹、夾竹桃、枇杷等,灌木可選擇杜鵑、南天竹、木槿、八角樹、迎春、紅花繼木等;村莊內(nèi)宅前屋后以栽植綠籬為主,部分集中連片的住宅小區(qū)栽植草皮。

2.3 農(nóng)村生活污水處理

永康市境內(nèi)各流域農(nóng)村污水有以下特征:(1)面廣、分散。村莊分散的地理分布特征造成污水分散,難于收集和處理。(2)來源多。除了來自人糞便、廚房產(chǎn)生的污水外,還有家庭清潔、生活垃圾堆放滲濾而產(chǎn)生的污水。(3)增長快。隨著農(nóng)民生活水平的提高以及農(nóng)村生活方式的改變,生活污水的產(chǎn)生量也隨之增長。(4)處理率低。未經(jīng)處理的生活污水肆意排放,嚴重污染了農(nóng)村的生態(tài)環(huán)境,直接威脅廣大農(nóng)民群眾的身體健康以及農(nóng)村的經(jīng)濟發(fā)展[2]。

目前農(nóng)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(tài)水溝(渠)等[3]。由于水源區(qū)內(nèi)村莊分布廣,污水分散,難于收集,對農(nóng)村生活污水處理應(yīng)根據(jù)人口分布密度、自然環(huán)境和經(jīng)濟條件,采用人口密集區(qū)集中處理和農(nóng)村分散處理的方式,盡可能做到投入省、效果好。

根據(jù)近年來永康市生態(tài)清潔小流域的建設(shè)經(jīng)驗,對位于水源區(qū)各流域上游人口較少的村莊采用戶用生態(tài)污水處理池的處理工藝,以減少生活污水收集管網(wǎng)的工程量和投資。

對處于水源區(qū)上游人口較多的村莊考慮單村或聯(lián)村建設(shè)無動力的污水處理設(shè)施,以減少建成后污水處理站的后期管理、運行費;對人口較多、居住密集,且處于水源區(qū)各流域下游、離水庫較近的村莊,考慮聯(lián)村共設(shè)一MBR污水處理站或單獨設(shè)置MBR污水處理站,提高出水水質(zhì)標(biāo)準。

2.4 農(nóng)業(yè)面源污染防治

農(nóng)田種植過程中,部分化肥、農(nóng)藥會隨地表徑流或下滲進入水體?；?、農(nóng)藥的大量使用及在農(nóng)田中未被完全利用而造成的對水質(zhì)的污染是面源污染產(chǎn)生的主要因素。一般情況下化肥利用率只有30%～35%,土壤中殘留的化肥養(yǎng)分約30%,流失在水體的養(yǎng)分高達30%以上;農(nóng)藥中10%～20%附著在農(nóng)作物上,而80%～90%則流失到土壤、水體和大氣中。永康市共有耕地23 997.5 hm2,按照農(nóng)民施肥的慣例,每年施用化肥260 kg/hm2,農(nóng)藥 40 kg/hm2,據(jù)此計算,每年約有4 100 t化肥,770 t農(nóng)藥隨地表徑流或下滲進入水體,給河道、水庫水質(zhì)造成一定污染。

根據(jù)永康市的水資源調(diào)查公報,各供水水庫水質(zhì)存在不同程度的富營養(yǎng)化問題,水體污染的特征呈有機型,TP,TN成為主要的污染指標(biāo)。為了控制流域內(nèi)水體污染,必須合理施肥,加強對化肥、農(nóng)藥的控制,及時開展水源區(qū)農(nóng)田平衡施肥研究,減少氮肥使用量,提高作物利用率;采用免耕和其它農(nóng)田保護技術(shù)(緩沖帶和生態(tài)溝渠),減少由于土壤侵蝕導(dǎo)致的磷酸鹽和農(nóng)藥損失。同時改進農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù),推廣先進的農(nóng)業(yè)節(jié)水技術(shù),在農(nóng)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(zhì),降低水體污染物,達到保護水源,確保飲用水安全,改善生態(tài)環(huán)境的目的。

2.5 農(nóng)村人居環(huán)境整治

在生態(tài)清潔型小流域?qū)嵤┲?為更好地改善農(nóng)村環(huán)境質(zhì)量,保護農(nóng)村生態(tài),永康市開展“清污,清障,清垃圾”和“改水,改廁,改路,改環(huán)境”(簡稱“三清四改”)工作。

“清污”是指農(nóng)村污水處理和農(nóng)村工業(yè)污染處理,保護生態(tài)環(huán)境,保障飲用水安全?！扒逭稀笔侵盖宄r(nóng)村田頭地角堆放的雜物和道路上的障礙物,解決小溪流和池塘的“黑臭臟”問題。“清垃圾”是指采取“戶集、村收、鎮(zhèn)運、市處理”的方式全面清理農(nóng)村垃圾。

“改水”是指改善農(nóng)村飲用水條件,讓農(nóng)民群眾飲水安全得到保障。“改廁”是指對農(nóng)村廁所進行無臭、無蠅、無蛆、糞便無害化處理?！案穆贰笔侵冈谠械缆坊A(chǔ)上,繼續(xù)改善農(nóng)村道路環(huán)境,以環(huán)村公路和村內(nèi)主干道路硬化為主,繼續(xù)推進通村公路路基路面提升工程,解決“有路人難走、有路車難開”的狀況;對彎延小巷要保護好歷史遺留風(fēng)貌,不一味求寬、拓直?！案沫h(huán)境”是指改善農(nóng)村治安環(huán)境,努力實現(xiàn)村風(fēng)文明,提高農(nóng)民群眾的安全感和文明素質(zhì)。

2.6 溪溝治理工程

由于各流域地處山地丘陵區(qū),部分河道兩邊分布著中心村,居住密集,生活廢棄物的排放還處于原始的粗放型狀態(tài),河道兩側(cè)有零散的建筑垃圾、生活垃圾等雜物堆放,使河道變窄,在降雨沖刷下流入河道,抬高河床,污染河水。

通過對河道兩側(cè)及河床內(nèi)零散的建筑垃圾、生活垃圾以及河道淤積物等進行清理,減少入庫河水泥沙含量;對部分沖刷、溝蝕溪流河道進行護岸、駁坎建設(shè),防止土壤侵蝕,便于村民親水、用水需求。此外,為攔截河道水流中的泥沙,減緩溝道比降,減小水深及流速,以減輕對下游的危害,根據(jù)河道地形情況,因地制宜設(shè)置簡易攔沙曝氣壩,用來攔截泥沙,凈化水質(zhì)。

3 永康市生態(tài)清潔小流域建設(shè)實踐

近幾年來,永康市以水源保護為中心,大力推進生態(tài)清潔型小流域建設(shè)過程,使永康市城區(qū)和大部分城鎮(zhèn)居民飲用水水源水質(zhì)得到明顯改善。2009年10月,全國生態(tài)清潔型小流域建設(shè)現(xiàn)場工作會議在永康召開,永康市的建設(shè)成果和成功經(jīng)驗得到了水利部、水利廳領(lǐng)導(dǎo)的肯定,被樹立為全國生態(tài)清潔型小流域建設(shè)工程的典范。特別是“污水、垃圾、廁所、環(huán)境、河道”五同步,點、線、面相結(jié)合的綜合治理與開發(fā),初步建立了“養(yǎng)山保水,進村治水,入川護水”等綜合治理工程三道防線,為確保水源地安全作了有益的探索和實踐。

(1)“養(yǎng)山保水”——楊溪水庫水源區(qū)。楊溪水庫位于永康市東南部,距市區(qū)15 km,是目前永康境內(nèi)最大的一座以灌溉、供水為主,結(jié)合防洪、發(fā)電等綜合利用的中型水庫,水庫集雨面積124 km2,總庫容6.168×107m3,現(xiàn)日供水量 1.8×105t,是永康市的主要供水水源。楊溪水源區(qū)水土保持生態(tài)清潔型小流域建設(shè)工程建設(shè)內(nèi)容包括改造坡耕地45.33 hm2,修建截水溝35 km,排水溝15 km,蓄水池120座,裸露面治理植被恢復(fù) 33.82 hm2(包括礦山植被恢復(fù)0.2 hm2,村旁裸露地綠化6.95 hm2,火燒跡地植被恢復(fù)26.67 hm2),建立戶用生態(tài)污水處理池115個,無動力污水處理站6座,MBR污水處理站8座以及配套污水管網(wǎng),同時修建河道生態(tài)護岸3.5 km,攔沙壩9座,清障清淤500 m3。項目已于2009年8月完工,項目實施后,水源區(qū)內(nèi)各流域農(nóng)業(yè)面源污染和水土流失得到了有效治理,水土流失治理面積16.85 km2,治理程度達到81.1%。流域內(nèi)的垃圾消納能力和水質(zhì)凈化能力大大增加,入庫含沙量減少,實現(xiàn)了水源安全保護的目標(biāo),清潔小流域建設(shè)取得顯著成效。

(2)“進村治水”——白云坑小流域建設(shè)。生態(tài)村落建設(shè)作為生態(tài)清潔型小流域建設(shè)的有機組成部分,堅持以生態(tài)治水,人水和諧為指導(dǎo),以改善人居環(huán)境為目標(biāo),充分體現(xiàn)“進村治水”的新理念,達到人、村落與水環(huán)境的協(xié)調(diào)統(tǒng)一。白云坑溪小流域通過修建漿砌河道護岸2.2 km,種植水土保持林0.8 hm2,村旁裸露面治理1.8 hm2;同時在村內(nèi)埋設(shè)污水收集管網(wǎng),新建生態(tài)厭氧池污水處理系統(tǒng),修建村民水上休閑公園,為農(nóng)民生活搭建了一個環(huán)境優(yōu)美的娛樂活動平臺,深受人們的歡迎。

(3)“入川護水”——李溪河道整治建設(shè)。李溪河道整治建設(shè)主要內(nèi)容包括河道清障清淤、生態(tài)護岸和堤防加固14.7 km,新建攔沙壩1座,改建4座,以及新建相應(yīng)的水土保持設(shè)施和親水設(shè)施等。通過河道整治建設(shè),從根本上改變了河道狹窄,防洪能力不足,水環(huán)境污染嚴重的狀況,切實保障了兩岸人民的生命財產(chǎn)安全,改善了李溪水環(huán)境,較好地實現(xiàn)人與自然、經(jīng)濟社會與生態(tài)環(huán)境的和諧發(fā)展。

4 結(jié)論

生態(tài)清潔小流域建設(shè),是傳統(tǒng)小流域治理的發(fā)展和拓展,是在繼續(xù)做好治理水土流失,改善農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件的基礎(chǔ)上,把水源保護,面源污染控制,人居環(huán)境改善,新農(nóng)村建設(shè)等有機結(jié)合起來,為人們提供潔凈的水源,優(yōu)美的生態(tài)環(huán)境和良好的休閑、觀光和旅游場所。因此,為了確保城鄉(xiāng)供水水源水質(zhì)安全,為經(jīng)濟社會全面可持續(xù)發(fā)展提供水資源支撐與保障,同時美化農(nóng)村環(huán)境,改善農(nóng)民居住環(huán)境,開展生態(tài)清潔小流域建設(shè)是非常必要的。

(1)政府牽頭,相關(guān)部門共同參與。生態(tài)清潔型小流域建設(shè)是綜合性項目,涉及水務(wù)、環(huán)保、林業(yè)、農(nóng)業(yè)等各部門,任何部門都難以單獨承擔(dān)建設(shè)任務(wù),需要政府牽頭,各行各業(yè)共同參與建設(shè)與治理。同時要在全社會廣泛開展水土保持生態(tài)清潔型小流域的宣傳教育,鼓勵和支持社會公眾參與水源保護的各項活動。

(2)進一步探索生態(tài)清潔小流域建設(shè)措施體系。生態(tài)清潔小流域是以水源保護為中心,將水土流失治理、環(huán)境治理與新農(nóng)村建設(shè)相結(jié)合,水土保持措施與治污措施相結(jié)合,有效改善整個區(qū)域內(nèi)的水體水質(zhì)。在建設(shè)中要根據(jù)水源區(qū)自然條件和污染源產(chǎn)生特點,進一步探索水源區(qū)內(nèi)農(nóng)村生活污水處理工藝以及農(nóng)業(yè)面源污染防治技術(shù),結(jié)合水庫周邊環(huán)境整治、庫尾人工濕地建設(shè)等工程,在水源區(qū)內(nèi)形成多目標(biāo)、多功能、高效益的綜合防治體系。

(3)研究生態(tài)清潔小流域建設(shè)評價指標(biāo)。生態(tài)清潔型小流域建設(shè)是小流域水土流失綜合治理工程的發(fā)展,是和水源保護、新農(nóng)村建設(shè)緊密結(jié)合在一起的,其效益評價指標(biāo)除了常規(guī)的涵養(yǎng)水源,減少地表徑流,減輕土壤侵蝕等蓄水保土指標(biāo)外,還應(yīng)包括水環(huán)境指標(biāo)、村容整潔指標(biāo),即庫區(qū)水體水質(zhì)的變化情況、污水處理率、入庫污染負荷削減量以及農(nóng)村城市化程度等。因此,有必要開展生態(tài)清潔小流域建設(shè)效益評價指標(biāo)研究,以全面反映工程建設(shè)帶來的環(huán)境效益。

[1]畢小剛,楊進懷,李永貴,等.北京市建設(shè)生態(tài)清潔型小流域的思路與實踐[J].中國水土保持,2005(1):18-20.

[2]梁祝,倪晉仁.農(nóng)村生活污水處理技術(shù)與政策選擇[J].中國地質(zhì)大學(xué)學(xué)報:社會科學(xué)版,2007,7(3):18-22.

[3]張錦娟,裘濤.永康市楊溪水庫水源區(qū)農(nóng)業(yè)面源污染防治探索[J].亞熱帶水土保持,2009,21(4):68-70.