我國生態(tài)清潔小流域建設(shè)工程技術(shù)體系研究

馮寶平, 張書花, 陳子平, 張展羽

(1.河海大學(xué) 南方地區(qū)高效灌排與農(nóng)業(yè)水土環(huán)境教育部重點實驗室,江蘇 南京 210098；2.江西省水土保持科學(xué)研究院,江西 南昌 330029； 3.河海大學(xué) 水利水電學(xué)院，江蘇 南京 210098；4.廣東省水利水電科學(xué)研究院, 廣東 廣州 510610)

從20世紀(jì)80年代開始，我國大力推行小流域綜合治理，出現(xiàn)了許多很好的治理典范，對遏制水土流失起到了重要的作用。但是隨著社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，水土流失、生態(tài)破壞、水源特別是河流上游小流域飲用水源的污染，迫使人們從重視大江大河大堤的建設(shè)轉(zhuǎn)而重視小流域，重新審視小流域的治理模式。

近年來，水務(wù)水保工作者在傳統(tǒng)小流域治理的基礎(chǔ)上，以面源污染控制、水源與水環(huán)境保護(hù)、農(nóng)村產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、農(nóng)業(yè)增產(chǎn)農(nóng)民增收、人居環(huán)境改善、新農(nóng)村建設(shè)等為切入點，提出了生態(tài)清潔小流域建設(shè)模式，旨在全面實現(xiàn)流域經(jīng)濟(jì)、社會、生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。如何構(gòu)建新時期生態(tài)清潔小流域的建設(shè)理念、建設(shè)模式、建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)以及建設(shè)效果評價體系等問題，是當(dāng)前水土保持工作應(yīng)著重研究的新課題，對于小流域綜合治理和改善生態(tài)環(huán)境質(zhì)量具有重要意義。

1 我國生態(tài)清潔小流域建設(shè)現(xiàn)狀

2003年北京市以保障首都水源安全和綠色奧運(yùn)為目標(biāo)，率先開展了生態(tài)清潔小流域建設(shè)試點。從2004年起，北京市水務(wù)局先后提出了清潔小流域、衛(wèi)生小流域、生態(tài)小流域等治理理念[1]，率先提出了構(gòu)筑“生態(tài)修復(fù)、生態(tài)治理、生態(tài)保護(hù)”三道防線，建設(shè)生態(tài)清潔小流域的工作思路[2-3]。此后，北京市以水源地、人口密集區(qū)為重點，在山區(qū)進(jìn)行生態(tài)清潔小流域建設(shè)，開始了從小流域治理向小流域管理的轉(zhuǎn)變[4]。2008年為了規(guī)范生態(tài)清潔小流域建設(shè)，對山區(qū)生態(tài)涵養(yǎng)發(fā)展區(qū)進(jìn)行了功能定位，促進(jìn)了水源保護(hù)和新農(nóng)村建設(shè)，并結(jié)合北京地區(qū)的特點和工作實際，編制了《生態(tài)清潔小流域技術(shù)規(guī)范》[5]。該標(biāo)準(zhǔn)在總結(jié)實踐經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，規(guī)范了小流域的調(diào)查、評價、規(guī)劃、主要措施、監(jiān)測和驗收等具體工作，為科學(xué)扎實推進(jìn)生態(tài)清潔小流域建設(shè)提供了技術(shù)支撐，對全國范圍內(nèi)其他省區(qū)開展生態(tài)清潔小流域建設(shè)具有重要參考價值。截至2011年底，北京市已建設(shè)185條生態(tài)清潔小流域，涉及面積2 422 km2，構(gòu)建了水源保護(hù)、休閑觀光、綠色產(chǎn)業(yè)、和諧宜居四種生態(tài)清潔小流域治理模式。

除北京外，全國很多省市都開展了生態(tài)清潔小流域試點工作。2007年初，水利部統(tǒng)一部署在全國30個省(區(qū)、市)的81條小流域開展了生態(tài)清潔小流域試點工程建設(shè)。同年9月，水利部專門在北京召開了全國生態(tài)清潔小流域建設(shè)現(xiàn)場會，總結(jié)和推介了北京的做法。到2012年，全國已有235個縣開展了生態(tài)清潔小流域建設(shè)，實施小流域444條，已建成的達(dá)301條。各地的實踐充分說明，構(gòu)筑水土保持三道防線，建設(shè)生態(tài)清潔小流域，在治理水土流失的同時，有效保護(hù)了水源，改善了水質(zhì)，美化了人居環(huán)境，促進(jìn)了當(dāng)?shù)禺a(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

隨著生態(tài)清潔小流域建設(shè)工作的深入開展，其重要性和效果受到了社會的廣泛關(guān)注，國家也將生態(tài)清潔小流域建設(shè)作為水源保護(hù)的重要舉措。北京市在“十二五”水資源保護(hù)及利用規(guī)劃中提出，要“實現(xiàn)生態(tài)清潔小流域治理目標(biāo)，率先達(dá)到國際先進(jìn)水平”，對北京市生態(tài)清潔小流域建設(shè)工作提出了更高要求。2010—2012年，中央一號文件連續(xù)三年提出積極開展生態(tài)清潔小流域建設(shè)。新修訂的《中華人民共和國水土保持法》規(guī)定，在飲用水水源保護(hù)區(qū)要開展清潔小流域建設(shè)，減少水土流失引起的面源污染，保護(hù)飲用水水源。“十二五”期間，全國將建設(shè)生態(tài)清潔小流域800條，重點在經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)、城市周邊和重要水源區(qū)建成一批標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)模化、設(shè)施配套化的生態(tài)清潔型小流域。

2 生態(tài)清潔小流域工程建設(shè)技術(shù)體系

生態(tài)清潔小流域治理是傳統(tǒng)小流域治理的提高和完善，在繼承傳統(tǒng)小流域治理的工程、植物、農(nóng)耕三大措施基礎(chǔ)上，生態(tài)清潔小流域工程建設(shè)按照“生態(tài)修復(fù)、生態(tài)治理、生態(tài)保護(hù)”三道防線的治理思路，更注重生態(tài)環(huán)境建設(shè)和保護(hù)。目前各地生態(tài)清潔小流域建設(shè)技術(shù)體系主要包括河道綜合整治、水土流失生態(tài)治理、人居環(huán)境綜合整治、生態(tài)農(nóng)業(yè)建設(shè)和面源污染治理5個方面。

2.1 河道綜合整治

(1)河道清理。在河道范圍內(nèi)的生態(tài)保護(hù)區(qū)，主要針對小流域河道的河床淤積物、違章設(shè)施、堆放物和垃圾等進(jìn)行清理；對河岸或河堤崩塌等，采取筑堰、護(hù)岸、加高培厚和綠化等措施進(jìn)行綜合整治?；謴?fù)河道形態(tài)及其連續(xù)性，使河堤防洪達(dá)標(biāo)、河床和岸坡穩(wěn)定，封河育草，維系河流良好生態(tài)系統(tǒng)。

(2)河岸(庫濱)帶建設(shè)。對河道兩側(cè)及湖庫周邊緩沖帶內(nèi)自然植被遭受人為破壞的地段進(jìn)行治理，包括：保育植被，恢復(fù)濕地，恢復(fù)景觀生態(tài)；因地制宜營造喬、灌、草，合理配置植被過濾帶，有效發(fā)揮灌木和水生植物的水質(zhì)凈化功能，過濾進(jìn)入河道的泥沙雜物，減少污染物對水質(zhì)的影響，從而維護(hù)河道及湖庫周邊生態(tài)平衡，控制侵蝕，改善水質(zhì)，美化環(huán)境。

(3)濕地恢復(fù)。在溝道和水庫水位變化的水陸交錯帶，因地制宜栽植水生植物，保護(hù)或恢復(fù)人工濕地。受到破壞的濕地，應(yīng)通過恢復(fù)、改善其立地條件、栽植水生植物、投放魚苗等恢復(fù)濕地生態(tài)系統(tǒng)；應(yīng)結(jié)合沖刷坑治理，恢復(fù)河灘濕地。沉水植物、漂浮植物、浮葉植物、挺水植物和濕生植物等應(yīng)合理配置，各類植物應(yīng)以鄉(xiāng)土種為主。

(4)防洪減災(zāi)措施。盡快搬遷分布在洪水淹沒危險區(qū)的住戶，限于條件不能搬遷的住戶，根據(jù)防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)，在容易遭受洪水危害的地方修建護(hù)村壩、護(hù)路壩，在農(nóng)田地坎邊坡不穩(wěn)的地方修建護(hù)地壩。

2.2 水土流失生態(tài)治理

水土流失生態(tài)治理包括從山頂、山坡(坡上、坡中、坡下、坡腳)到河谷采取的生態(tài)治理措施。

(1)封禁措施。山頂主要采取封禁措施培育植被，進(jìn)行生態(tài)修復(fù)，以達(dá)到涵養(yǎng)水源、減少水土流失之目的。封山育林有以下三種方式：① 全封。全封是封山育林的主要方式。在封山育林期間禁止群眾進(jìn)入封育區(qū)從事砍樹、修枝、割草、放牧、扒取枯枝落葉、鏟草皮、挖藥材、采果、采松脂等人為活動。自然保護(hù)區(qū)、水源涵養(yǎng)林、水土保持林、防風(fēng)固沙林等均可采取全封的方式。②半封。半封為季節(jié)性的封山育林，指有計劃、有步驟地定期進(jìn)行開山割草、砍柴和人工撫育管理，但必須嚴(yán)禁砍伐目的樹種，注意保護(hù)幼樹。③ 輪封。根據(jù)當(dāng)?shù)厝罕姷纳a(chǎn)生活需要，把需要進(jìn)行封山育林的地方分區(qū)劃片，進(jìn)行輪封。在不影響育林要求和水土保持的前提下，劃出一定范圍的林地，有計劃地指導(dǎo)群眾放牧、樵采等。

在實施封山育林時，要在封育區(qū)的周邊設(shè)置防止家畜進(jìn)入的路障和警示牌，杜絕在封育范圍內(nèi)從事放牧等人為活動；建立進(jìn)入封育區(qū)許可證制度，以杜絕與生態(tài)環(huán)境保護(hù)無關(guān)的一切活動；在植被差的地區(qū)，實施人工補(bǔ)種、補(bǔ)植等措施，以促進(jìn)植被恢復(fù)。

(2)坡地水土流失治理措施。在山坡按照“截、引、排、蓄”相結(jié)合的原則，根據(jù)地貌部位、坡度、土層厚度和土地利用現(xiàn)狀等，配置各類地塊的水土流失防治措施，攔蓄和排泄坡面徑流，減少坡面水土流失，同時進(jìn)行面源污染防治。

(3)小型水利水保工程措施。小型水利水保工程包括水平截水溝、縱向排水溝、引水渠和沉沙池、蓄水池等。有條件修建梯田的園地和坡耕地，開展坡改梯建設(shè)，同時對破損梯田和部分低標(biāo)準(zhǔn)梯田進(jìn)行修復(fù)和加固。在侵蝕嚴(yán)重的特殊地塊，綜合進(jìn)行梯田建設(shè)和坡面水系建設(shè)，使坡面徑流按水平臺階迂回下山，可更好地發(fā)揮滯洪、沉沙、保持水土和土壤肥力的作用。

2.3 人居環(huán)境綜合整治

人居環(huán)境綜合整治包括對工業(yè)區(qū)、居民區(qū)、旅游區(qū)和養(yǎng)殖區(qū)進(jìn)行生活生產(chǎn)污水治理和垃圾處理，將“防、治、用(再利用)、管”結(jié)合起來，美化環(huán)境。

(1)畜禽糞污染控制。對養(yǎng)殖區(qū)的畜禽糞便進(jìn)行堆肥處理，經(jīng)過熟化的堆肥作為有機(jī)肥料用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，廢水達(dá)標(biāo)排放；有條件地區(qū)推廣修建沼氣池，對畜禽糞便進(jìn)行無害化處理，從而減少排泄物對水體和環(huán)境的污染。

(2)垃圾無害化處理。小流域內(nèi)生活垃圾定時收集，集中堆放，進(jìn)行分類后統(tǒng)一處理，實現(xiàn)垃圾資源化。也可因地制宜建設(shè)小型垃圾填埋場，并使之相對遠(yuǎn)離一、二級水源保護(hù)區(qū)，填埋場基礎(chǔ)必須具有基底防滲系統(tǒng)，以防止?jié)B瀝液滲漏到地下或地表水體中造成污染。填埋場在達(dá)到衛(wèi)生填埋要求的基礎(chǔ)上，選擇適宜植物進(jìn)行覆土綠化，改善環(huán)境。

(3)污水處理。因地制宜建立小型污水處理設(shè)施，使處理后的出水水質(zhì)符合有關(guān)水資源保護(hù)區(qū)的功能區(qū)劃要求及相關(guān)規(guī)定，經(jīng)過處理達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)的再生水用于農(nóng)業(yè)灌溉，實現(xiàn)污水再利用，提高水資源的循環(huán)利用率。

(4)新農(nóng)村建設(shè)。做好新農(nóng)村建設(shè)中的村鎮(zhèn)規(guī)劃、村道規(guī)劃、村莊綠化、街道亮化和環(huán)境美化等工作。

2.4 生態(tài)農(nóng)業(yè)建設(shè)

采用有利于水土保持的農(nóng)業(yè)耕作技術(shù)，包括橫坡耕作技術(shù)、深耕技術(shù)、平翻耕作技術(shù)、壟作耕作技術(shù)和免耕法等。此外，應(yīng)積極推廣綠色、無公害技術(shù)，大力發(fā)展農(nóng)業(yè)集約化經(jīng)營和農(nóng)業(yè)龍頭企業(yè)；大力推廣使用生物有機(jī)肥料，采用生物方法以及易降解、低殘留的農(nóng)藥防治病蟲害，減少化肥農(nóng)藥的施用量，控制和減少農(nóng)業(yè)產(chǎn)生的面源污染；推廣秸稈還田、秸稈利用技術(shù)。

經(jīng)濟(jì)作物優(yōu)先發(fā)展噴、微灌等先進(jìn)的節(jié)水灌溉技術(shù)；稻田推廣旱種水稻技術(shù)和節(jié)水減污措施，大幅度減少甚至達(dá)到免排水，使之具有節(jié)水和減污雙重作用，這對農(nóng)業(yè)面源污染問題的解決意義重大。

2.5 面源污染治理

面源污染防治除了進(jìn)行坡地水土流失治理、生態(tài)農(nóng)業(yè)建設(shè)外，還應(yīng)采用以下措施對污染物進(jìn)行截留和去除。

(1)構(gòu)建溝渠塘凈化系統(tǒng)。在農(nóng)田中設(shè)置適當(dāng)面積的池塘、洼地，利用溝渠塘收集和貯存污染徑流，延長徑流停滯時間，從而使大部分泥沙及吸附的污染物得到沉降和凈化；同時在溝渠塘周邊和水面種植高吸收能力的植物，經(jīng)過植物直接吸收、微生物轉(zhuǎn)化、物理吸附和沉降作用，構(gòu)建農(nóng)田溝塘渠凈化系統(tǒng)。

(2)植被緩沖帶措施。在河道兩側(cè)開闊地帶和農(nóng)田溝塘渠凈化系統(tǒng)末端，種植或撫育具有吸收農(nóng)田污染物能力的喬灌木和草本植物，設(shè)立植被緩沖帶，使農(nóng)田污水經(jīng)溝塘渠凈化系統(tǒng)第一次凈化后，流經(jīng)植被緩沖帶時進(jìn)行第二次吸收和凈化，進(jìn)一步提高水質(zhì)。植被緩沖帶能有效阻斷污染源和河流、湖泊之間的直接連接。庫(河)濱帶建設(shè)以營造水源保護(hù)林、種植灌草和水生植物為主。

(3)人工濕地凈化措施。在河道和水庫水位變化形成的水陸交錯帶建設(shè)人工濕地，按高程和不同植物的適生環(huán)境設(shè)置濕地森林區(qū)、水生草濾帶、挺水植物區(qū)、浮水植物區(qū)和沉水植物區(qū)，選擇耐水樹種和草本植物進(jìn)行適當(dāng)補(bǔ)植，促進(jìn)植被更新。該區(qū)域的植被不僅能夠保護(hù)水土、凈化水質(zhì)，還能改善景觀，作為對上游污染物攔截的最后一道屏障，其凈水功能相當(dāng)強(qiáng)大。

生態(tài)清潔小流域建設(shè)工程技術(shù)體系的各個方面應(yīng)互相配合，綜合作用。應(yīng)針對生態(tài)修復(fù)區(qū)、生態(tài)治理區(qū)、生態(tài)保護(hù)區(qū)內(nèi)水土流失、水環(huán)境狀況、水土資源開發(fā)利用情況以及人類活動的特點，結(jié)合生態(tài)清潔小流域建設(shè)目標(biāo)因地制宜，采取適宜的工程技術(shù)措施。

3 結(jié)論與展望

生態(tài)清潔小流域建設(shè)研究起步較晚，如何通過生態(tài)清潔小流域建設(shè)對水土資源進(jìn)行高效開發(fā)利用目前仍然存在諸多問題，生態(tài)清潔小流域的建設(shè)理論、治理模式、技術(shù)措施、評價方法及管護(hù)制度等方面需進(jìn)一步研究。

(1)加強(qiáng)監(jiān)測與評價工作。根據(jù)生態(tài)清潔小流域的基本理論及建設(shè)實踐，積極開展土壤侵蝕、面源污染、植被覆蓋、水環(huán)境質(zhì)量、生物多樣性等監(jiān)測工作，建立符合各地特點的綜合評價指標(biāo)體系，對小流域的生態(tài)清潔狀況和建設(shè)成果進(jìn)行評價，有效指導(dǎo)水土保持規(guī)劃和工程實施方案的制定，為小流域的綜合治理工作提供依據(jù)。

(2)加強(qiáng)工程措施布局。根據(jù)各地實際情況確立合理的建設(shè)目標(biāo)，進(jìn)一步研究河道綜合整治、水土流失生態(tài)治理、人居環(huán)境綜合整治、生態(tài)農(nóng)業(yè)建設(shè)和面源污染治理五大類工程具體建設(shè)措施在三道防線的合理布局，以及建設(shè)措施之間與建設(shè)目標(biāo)的相互影響和相互協(xié)調(diào)關(guān)系。

(3)制定相關(guān)建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)。除北京地區(qū)外，生態(tài)清潔小流域建設(shè)目前還沒有明確的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)、統(tǒng)一的管理與技術(shù)規(guī)范，如何按照因地制宜、分類指導(dǎo)的原則，探索和總結(jié)不同地區(qū)的具體建設(shè)內(nèi)容及相應(yīng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)是目前生態(tài)清潔小流域建設(shè)推廣的重要工作。

[參考文獻(xiàn)]

[1] 祁生林,韓富貴,楊軍,等.北京市生態(tài)清潔小流域建設(shè)理論與技術(shù)措施研究[J].中國水土保持,2010(3):18-20.

[2] 楊進(jìn)懷,吳敬東,祁生林,等. 北京市生態(tài)清潔小流域建設(shè)技術(shù)措施研究[J].中國水土保持科學(xué),2007,5(4):18-21.

[3] 畢小剛,楊進(jìn)懷,李永貴,等. 北京市生態(tài)清潔小流域建設(shè)的思路與實踐[J].中國水土保持,2005(1):18-20．

[4] 畢小剛,段淑懷.北京市從小流域治理走向小流域管理的實踐[J].中國水土保持,2007(1):10-11.

[5] DB11/T 548—2008,生態(tài)清潔小流域技術(shù)規(guī)范[S].