淺析生態(tài)清潔型小流域設(shè)計要點
——以山西省平順縣梯后村為例

常丹東

(水利部 水土保持監(jiān)測中心，北京 100055)

黨的十八大和十八屆三中全會都對大力推進生態(tài)文明建設(shè)作出了戰(zhàn)略部署，生態(tài)清潔型小流域建設(shè)作為溝通水土流失綜合治理與生態(tài)文明建設(shè)的橋梁與媒介[1-2]，受到全社會的普遍關(guān)注。自2006年生態(tài)清潔型小流域建設(shè)啟動至今，全國幾乎所有省份都開展了該項工作[3]。新形勢下，山西省把生態(tài)清潔型小流域建設(shè)作為全省水利水保工作的重中之重，力爭集中力量打造一批示范工程，為后期水土保持生態(tài)建設(shè)工作樹立樣板和典型。筆者從國家對生態(tài)清潔型小流域建設(shè)的要求出發(fā)，結(jié)合山西省平順縣梯后村實際情況，經(jīng)過系統(tǒng)調(diào)查、分析、研究，認為詳實的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、準確的問題分析、客觀的治理目標、科學的措施配置，是生態(tài)清潔型小流域設(shè)計的4個要點。

1 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)收集與處理

小流域調(diào)查工作是基礎(chǔ)數(shù)據(jù)收集的基礎(chǔ)工作，是開展生態(tài)清潔小流域設(shè)計的前提和基礎(chǔ)?；厩闆r調(diào)查是根據(jù)地形、地貌和水土流失狀況劃分調(diào)查單元，進行自然條件、社會經(jīng)濟、地塊、溝河道、村莊和企事業(yè)單位調(diào)查[4]。

1.1 自然和社會經(jīng)濟調(diào)查

梯后村隸屬山西省平順縣虹梯關(guān)鄉(xiāng)，地理坐標113°33′04″E、36°12′06″N，距縣城38 km，位于海河流域苤蘭巖河下游。項目區(qū)總面積324.12 hm2，海拔770—1 350 m。項目區(qū)屬溫帶大陸性半干旱氣候區(qū)，多年平均降水量為620 mm，平均溫度為10.7 ℃[5]。

根據(jù)土地利用類型統(tǒng)計，該村有居住用地3.49 hm2，農(nóng)地22.78 hm2，園地2.47 hm2，林地111.34 hm2，荒草地167.21hm2，水域4.83 hm2，其他用地10.25 hm2，未利用地1.75 hm2。

項目區(qū)內(nèi)自然植被類型是暖溫帶闊葉落葉林和常綠針葉林混交林，主要樹(草)種為核桃、花椒、柿樹、國槐、楊、柳、連翹、黃櫨、黃刺玫、皂角、白草等，植被覆蓋率為50.4%。

項目區(qū)勞動力共135個，人均耕地為0.1 hm2，農(nóng)村各業(yè)總產(chǎn)值為88.11萬元，年人均收入僅2 622元。

1.2 地塊調(diào)查

根據(jù)土地利用和坡度特征，采用ArcGIS軟件中的3D Analyst模塊，以等高線矢量數(shù)據(jù)為底圖，創(chuàng)建小流域DEM圖，將坡度按照0°—7°、7°—15°、15°—25°、25°—35°、35°以上等5個坡度等級劃分形成坡度圖。將坡度圖和土地利用類型圖進行疊加，并對相同坡度和土地利用類型的地塊進行合并，經(jīng)地塊分析后最終將項目區(qū)劃分為100個地塊，其面積、位置、土壤類型、土層厚度、植物類型和植被蓋度等見表1。

1.3 溝(河)道調(diào)查

項目區(qū)共有3條多樣化自然彎曲溝道，且溝道內(nèi)無植物。項目組調(diào)查了溝口的海拔、溝道枯水季節(jié)的水面寬度、10年一遇過洪水面、水質(zhì)和主要水生植物種類(表2)。

1.4 村莊調(diào)查

梯后村臨河修建，面積3.49 hm2，村莊距本清潔小流域出口斷面3 000 m。村民共76戶224人，其中勞動力135人，占總?cè)丝诘?0.3%。經(jīng)調(diào)查，村內(nèi)建廁所48個，均為旱廁。生活垃圾沒有收集和處理設(shè)施，村民隨意傾倒至河邊或直接倒入河道。村莊污水排放現(xiàn)狀見表3，目前沒有污水收集和處理裝置。

表1 坡面地塊現(xiàn)狀

表2 溝道特征

表3 村莊污水排放現(xiàn)狀

2 現(xiàn)狀分析

2.1 生態(tài)自然修復(fù)區(qū)

該區(qū)生態(tài)環(huán)境良好，植物種類多，覆蓋率高。然而部分區(qū)域受到人為因素影響，長年進行薪柴砍伐，造成地貌和植被的破壞。

2.2 綜合治理區(qū)

2.2.1 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)問題

(1)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)道路不完善。項目區(qū)耕地主要是石坎水平梯田，進入梯田區(qū)需由居民區(qū)經(jīng)田間小路才能到達。其田間小路最寬處僅1 m，累計長度為300 m，農(nóng)機無法進入。

(2)梯田田埂存在水毀、垮塌現(xiàn)象。經(jīng)現(xiàn)場調(diào)查，梯田較為平整，田面寬度5～30 m，有5%～10%的田埂垮塌，減少了耕作面積，將直接影響作物產(chǎn)量和農(nóng)民收入。

2.2.2 植被問題

該地區(qū)植被自然生長狀況較差，樹干細而分枝多，樹形散而矮小。流域內(nèi)植被長期遭受自然和人為因素影響，開發(fā)建設(shè)項目建設(shè)破壞了原有地貌和植被，導(dǎo)致部分區(qū)域淪為疏林地、荒山荒坡、棄渣場，并占用良田和溝道4.2 hm2，當?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境受到了嚴重影響，形成了水土流失。

2.2.3 排水問題

梯后村排水系統(tǒng)基本未建設(shè)，未能實現(xiàn)雨污分流，污水不經(jīng)處理隨意排放現(xiàn)象突出。從實地調(diào)查資料來看，梯后村主要靠路面自流排水，并且生活污水亦通過該方式排放。

2.2.4 污染問題

(1)面源污染。項目區(qū)無生產(chǎn)加工企業(yè)等具有較大污染性的廠礦，面源污染源主要是農(nóng)村生活垃圾和農(nóng)藥、化肥。

據(jù)統(tǒng)計，該村日產(chǎn)垃圾224 kg，就地傾倒在道邊、溝渠、河道，嚴重影響了居民區(qū)的環(huán)境衛(wèi)生，進而污染土壤、地表水和地下水，也對居民飲用水和生活用水的安全造成不利影響。

項目區(qū)年化肥施用量為300 kg/hm2，農(nóng)藥施用量為8 kg/hm2。粉劑農(nóng)藥附著在植物體上的有10%左右，液體農(nóng)藥附著在植物體上的有20%左右。目前，項目區(qū)無農(nóng)膜使用，農(nóng)業(yè)面源污染產(chǎn)生的危害普遍存在，大部分多余的農(nóng)藥通過各種渠道進入水體，使各種污染物含量超標，長期積累會影響到水體、土壤的質(zhì)量和作物的產(chǎn)量，對村民的生產(chǎn)生活造成威脅。

(2)點源污染。項目區(qū)廁所多為旱廁，化糞池均為群眾自行修建?！耙粋€土坑兩塊磚，三尺石墻圍四邊，捏著鼻子踮腳尖，蠅蛆成群臭熏天?！边@段順口溜形象地描述了當?shù)貛那樾?。臟臭的廁所不僅造成環(huán)境的污染，亦是疾病的潛在傳染源。

2.3 溝(河)道及周邊整治區(qū)問題

一是占用和開挖河道現(xiàn)象導(dǎo)致河道中段居民區(qū)附近河床變低、變窄；河道護堤基礎(chǔ)外露，水面線下降；水流長期沖刷護堤基礎(chǔ)與河底銜接處，容易造成淘蝕，致堤壩穩(wěn)定性和防洪能力下降，并形成安全隱患，進而威脅居民安全。

二是河道水質(zhì)污染。村民直接向河道傾倒垃圾和生活污水，均會污染該村及下游水質(zhì)。

三是河道內(nèi)建筑垃圾堆積、沉積嚴重，遇大洪水時將嚴重影響河道的行洪能力并對該村及下游村莊生命財產(chǎn)形成潛在威脅。

四是河道兩岸部分地段邊坡有沖刷展寬趨勢，缺乏河岸的防護措施。

3 治理目標確定

項目建設(shè)的總體目標是通過全面規(guī)劃、綜合治理，形成多目標、多功能、高效益的綜合防治體系，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，把生態(tài)自然修復(fù)、水源保護、面源污染控制、人居環(huán)境改善、新農(nóng)村建設(shè)(河岸兩側(cè)綠化美化)等有機結(jié)合起來[6]，使梯后村成為能為人們提供潔凈水源、優(yōu)美生態(tài)環(huán)境和良好居住環(huán)境的生態(tài)清潔型小流域。依據(jù)《生態(tài)清潔小流域建設(shè)技術(shù)導(dǎo)則》(SL 534—2013)[4]，結(jié)合梯后村實際情況、存在問題，提出項目建設(shè)目標如下：

(1)土壤侵蝕強度相應(yīng)下降為輕度，新增保土能力28 t/ (hm2·a)，年化肥使用量≤250 kg/hm2，農(nóng)藥種類和用量符合GB 4285—89規(guī)定；

(2)水土流失綜合治理度達到75%以上，項目區(qū)的林草覆蓋率提高至50%以上，林草保存面積占宜林宜草面積的比例達85%以上；

(3)固體廢棄物集中堆放，定期清理和處置，無垃圾隨意堆放情況，無垃圾直接污染水質(zhì)現(xiàn)象，生活垃圾無害化處理率達90%；

(4)建設(shè)排水設(shè)施，有效改善人居環(huán)境，污水收集率達90%，為集中處理污水提供基礎(chǔ)條件；

(5)通過綜合治理，使居民點綠化率提高5百分點，改善人居環(huán)境，人為水土流失得到有效控制；

(6)通過疏浚河道、生態(tài)護岸等進行河道及周邊整治，維護河道內(nèi)水質(zhì)，保證下游居民飲水安全，形成景觀式生態(tài)河道，美化當?shù)厣a(chǎn)生活環(huán)境；

(7)修建田間道路，實現(xiàn)當?shù)剞r(nóng)業(yè)機械化作業(yè)零的突破，改善農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件，提高生產(chǎn)工作效率。

4 措施布置

項目區(qū)緊鄰5A級景區(qū)通天峽，苤蘭巖河是沿線鄉(xiāng)鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和城鎮(zhèn)居民生活的重要水源，基于此，將項目區(qū)小流域建設(shè)的功能定位為城郊生態(tài)清潔小流域。

根據(jù)區(qū)域內(nèi)資源條件和生態(tài)功能定位，主要建設(shè)思路是加強天然植被的封育保護，依靠自然力量進行生態(tài)修復(fù)；合理利用當?shù)厮?、土等自然資源和條件，開展農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，促進當?shù)胤N植產(chǎn)業(yè)的發(fā)展；開展村莊綠化美化、垃圾清理、水土保持林和經(jīng)濟林營建；開展河道治理、河道生態(tài)修復(fù)及河道水環(huán)境建設(shè)，改善當?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境，促進區(qū)域內(nèi)旅游業(yè)發(fā)展。

4.1 生態(tài)自然修復(fù)區(qū)

在生態(tài)自然修復(fù)區(qū)采取全封、季封或輪封輪放的方式，并布置封禁標牌和護欄。在自然植被較差的地方，采取補植、撫育措施后進行全年封禁。在自然植被較好、植被恢復(fù)較快的地方，實行季封或輪封。此外，對疏林地進行苗木補植，加大樹木病蟲害防治，并建立封山育林技術(shù)檔案。

4.2 綜合治理區(qū)

4.2.1 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)

(1)為了解決農(nóng)田的交通問題，擬新建2段田間生產(chǎn)道路。一處位于河流左岸農(nóng)地附近，道路與原縣道連接，由農(nóng)地東北側(cè)的荒地處接入農(nóng)地；一處位于河流右岸農(nóng)地附近，道路沿地塊走向向東北延伸至溝底然后盤旋回轉(zhuǎn)至南側(cè)主要耕地平臺。

(2)梯田整修遵循就地取材、挖填方平衡、隨山就勢的原則；對水土流失嚴重的地形進行整治，按不同地形大彎就勢、小彎取直的原則布設(shè)。

4.2.2 水土保持林和經(jīng)濟林

水土保持林主要分布在原土地利用類型為荒地或位置偏遠的坡面宜林地上，其立地條件為坡度15°—25°、海拔800—1 000 m、土層厚度50 cm以下。根據(jù)適地適樹的原則，選擇地徑0.2 cm、高0.3～0.5 m的一年生優(yōu)良鄉(xiāng)土灌木樹種連翹，品字形栽植。

經(jīng)濟林選擇在交通方便、避風向陽(陽坡或半陽坡)、土質(zhì)好、坡度較緩的立地上營造，品種為棉核桃。該核桃樹耐寒，7～8年掛果，口感好，銷量大，市場前景廣闊。栽植苗規(guī)格為：二年生、地徑2 cm、高1 m。栽植密度為500株/hm2。

4.2.3 污水收集與處理

經(jīng)調(diào)查測算，梯后村2016年總?cè)∷考s為68.08 t/d，總排水量53.34 t/d，COD 排放量72.86 g/d，BOD5排放量141.90 g/d， 氨氮排放量4.89 g/d，總磷排放量0.14 g/d。

針對本流域污水水質(zhì)特征，設(shè)計排水管網(wǎng)由干管網(wǎng)和主干管網(wǎng)構(gòu)成。管道設(shè)計走向為家庭和餐館、賓館的污水排入干管網(wǎng)，經(jīng)檢查井匯入主干管網(wǎng)，流入新建兩座公共廁所的化糞池過濾，最終接排水管進入縣級統(tǒng)一規(guī)劃并實施的污水收集管網(wǎng)。

4.2.4 面源污染治理

(1)生活垃圾收集與處理。生活垃圾主要通過村落里設(shè)置的垃圾收集點收集，其建設(shè)符合以下原則：①設(shè)置在便于居民投放和垃圾車收集清運的公共用地及道路兩側(cè)，與周邊建筑物間隔原則上不少于5 m，服務(wù)半徑不超過70 m。②生活垃圾收集容器按照服務(wù)人口、最大月平均垃圾日產(chǎn)生量及方便使用、滿足密閉化和分類要求的原則配置。③在村莊美化、人流量較多的地點，按照設(shè)計原則設(shè)置生活垃圾收集點15個。垃圾收集與處理過程為： 村民自行選用垃圾收集容器收集清理垃圾，并每日將生活垃圾放至距離最近的公共垃圾箱中；村中衛(wèi)生清潔員或其他負責垃圾清運人員負責每日將村中所有垃圾箱中的垃圾轉(zhuǎn)運至垃圾集中點；縣環(huán)保局進村收集并清運垃圾至縣垃圾填埋場壓縮填埋； 縣環(huán)保局無法完成垃圾清運工作時，由村衛(wèi)生清潔人員根據(jù)村生活垃圾處理辦法進行臨時垃圾清理工作。

(2)面源污染。減少化肥和農(nóng)藥的使用種類和數(shù)量，控制化肥使用量少于250 kg/hm2，農(nóng)藥的使用符合GB 4285—89規(guī)定。同時，對梯田采取生產(chǎn)管理技術(shù)措施，提高土壤的保水能力，減少徑流形成的田面沖刷和面源污染等問題。

4.2.5 點源污染治理

為改善項目區(qū)的生活條件，規(guī)劃設(shè)2座公用廁所和81處家庭室內(nèi)衛(wèi)生間。

公共廁所位于梯后村小學附近、臨近道路(村南)的地方，除滿足本村村民需要外，還能滿足由梯后進入景區(qū)的游客需求。每座約30 m2。

家庭室內(nèi)衛(wèi)生間按照家庭數(shù)量共設(shè)計81處，規(guī)格是1.5 m×2 m。衛(wèi)生間排水管道與家庭生活廢水同管排放、輸送到公共廁所的化糞池。

4.3 溝(河)道及周邊整治區(qū)

通過人工或機械將河道內(nèi)阻水的淤泥、砂石、垃圾等清理出河道，以恢復(fù)或擴大過水斷面，提高行洪排澇能力，增強水體流動性，改善水質(zhì)等，并將清理出的大塊砂石，分級分層堆至彎道外側(cè)及護堤基礎(chǔ)外露處，提高堤壩及河岸的穩(wěn)定性。同時，充分考慮河流地形的自然特點，通過護岸工程將河道治理和景觀水文化建設(shè)相結(jié)合，注重河道自然景觀的恢復(fù)，除迎流頂沖段澇水位以下外，均采用生態(tài)護岸，栽植菖蒲與水蔥進行河道生態(tài)修復(fù)，改善河道生態(tài)景觀。

5 結(jié) 語

生態(tài)清潔型小流域建設(shè)跳出了生態(tài)建設(shè)“頭痛醫(yī)頭，腳痛醫(yī)腳”的傳統(tǒng)思路，打破了行業(yè)“各自打拼”的固有局面，找到了解決流域一系列水問題的突破口，是推動生態(tài)文明建設(shè)的有效載體、統(tǒng)籌新農(nóng)村建設(shè)的有效途徑、整合區(qū)域生態(tài)資源實現(xiàn)高效開發(fā)的有效平臺。項目的實施是對“生態(tài)建設(shè)—景區(qū)發(fā)展—農(nóng)民致富”新模式的初步探索，以提高自然風光旅游價值為目標，可保護水源清潔安全，保障旅游食品衛(wèi)生安全；可解決流域污水、垃圾等污染問題，創(chuàng)造良好旅游觀光環(huán)境；可改造村內(nèi)亂堆亂放等不良村容村貌，加強梯后村水土保持生態(tài)建設(shè)，改善流域內(nèi)村民的生產(chǎn)生活條件，提高村民收入。在項目的建設(shè)過程中，隨著項目區(qū)農(nóng)戶的參與和工程推進，設(shè)計思路和具體措施根據(jù)實際情況或有調(diào)整，但會緊緊圍繞梯后村生態(tài)清潔型小流域建設(shè)的主旨開展，力爭打造出示范工程、樣板工程，服務(wù)國家生態(tài)文明建設(shè)大局。

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