北京平原區(qū)生態(tài)清潔小流域建設(shè)探討——以大興區(qū)東半壁店小流域?yàn)槔?br/>

吳敬東，袁愛(ài)萍，化相國(guó)，陳 杰，常國(guó)梁，賈瑞燕，趙安然

（1.北京市水科學(xué)技術(shù)研究院,100048，北京；2.北京市水土保持工作總站，100036,北京；3.北京市大興區(qū)水務(wù)局，102600，北京)

《北京城市總體規(guī)劃（2004—2020年）》中，將北京市域按地貌、人類(lèi)活動(dòng)強(qiáng)度等劃分出3個(gè)生態(tài)區(qū)，即山區(qū)、平原地區(qū)、中心城及其城鄉(xiāng)結(jié)合區(qū)。平原地區(qū)是全市重要的生態(tài)區(qū)域。北京平原地區(qū)定位是大力發(fā)展設(shè)施農(nóng)業(yè)、觀光農(nóng)業(yè)、農(nóng)產(chǎn)品加工等高附加值的農(nóng)業(yè)，形成若干與大環(huán)境綠化融為一體的農(nóng)業(yè)區(qū)，改善城市總體生態(tài)環(huán)境。

在山區(qū)建設(shè)生態(tài)清潔小流域10年后，2013年北京實(shí)施首個(gè)平原區(qū)生態(tài)清潔小流域建設(shè)項(xiàng)目——大興區(qū)東半壁店生態(tài)清潔小流域建設(shè)。

一、東半壁店小流域基本情況

東半壁店小流域位于北京大興區(qū)東南部，是大興重點(diǎn)發(fā)展的地區(qū)，屬永定河沖積、洪積平原區(qū)，小流域出口匯入新鳳河和官溝，最后入鳳河，屬北運(yùn)河水系。

東半壁店小流域總面積11.42km2，土地利用以耕地為主，耕地面積671.02 hm2，占小流域總面積的59%；其次為工業(yè)用地，面積為205.80 hm2，約占小流域總面積的18%；公路用地、溝渠、水面、農(nóng)村道路、設(shè)施農(nóng)用地、住宅用地分別占小流域總面 積 的 3%、1%、2%、0.4%、10%、8%。東半壁店小流域包括東半壁店、張各莊、倪家村、辛莊營(yíng)4個(gè)村，總?cè)丝? 410人。土壤以黏底輕壤質(zhì)潮土、夾黏輕壤質(zhì)潮土為主。東半壁店小流域內(nèi)植被屬典型的針闊混交林類(lèi)型，主要分布有喬木類(lèi)、灌木類(lèi)、草類(lèi)植物。根據(jù)水利普查成果，小流域侵蝕面積為2.14km2，全部為輕度侵蝕，占總面積的比例為18.77%。

二、存在的問(wèn)題及分析

1.污水排放

東半壁店小流域內(nèi)已建有污水處理廠1處，位于東半壁店村，該污水處理廠近期污水處理規(guī)模為1.5萬(wàn)m3/d，采用改良氧化溝污水處理工藝和機(jī)械濃縮脫水污泥處理工藝，處理后污水受納水體為官溝。污水處理廠設(shè)計(jì)出水水質(zhì)為Ⅱ級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

小流域內(nèi)污水來(lái)源主要為工業(yè)和村莊生活污水，排水體制采用雨污分流制。工業(yè)污水達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)后排入污水管道，并輸送至污水處理廠進(jìn)行處理。村莊生活污水量小且較分散，東半壁店村具有污水收集管網(wǎng)和污水處理站；辛莊營(yíng)村、張各莊、倪村等3個(gè)村也建有污水收集管網(wǎng)，但沒(méi)有污水處理站，污水直接排入附近溝渠。由于東半壁店村、張各莊、辛莊營(yíng)村、倪家村已完成改廁，由旱廁改造為水沖廁所，增加了生活污水總量。

2.垃圾處置

東半壁店小流域內(nèi)垃圾主要為村莊、設(shè)施大棚區(qū)及工業(yè)企業(yè)區(qū)的生活、生產(chǎn)垃圾。隨著近年新農(nóng)村建設(shè)的大力投入，流域內(nèi)實(shí)施垃圾密閉化、無(wú)害化管理，對(duì)垃圾進(jìn)行分類(lèi)處理，生產(chǎn)垃圾統(tǒng)一運(yùn)到鎮(zhèn)垃圾填埋場(chǎng)回填；生活垃圾統(tǒng)一運(yùn)到鎮(zhèn)垃圾壓縮轉(zhuǎn)運(yùn)站進(jìn)行壓縮后運(yùn)往安定垃圾消納場(chǎng)消納。

流域村莊內(nèi)收集設(shè)施較為完善，但部分村莊附近溝道內(nèi)歷史堆積的垃圾較多，影響了村莊排水和村莊環(huán)境。

3.溝渠狀況

鳳河支流官溝流經(jīng)東半壁店小流域，是流域內(nèi)主要河流，流域排水一部分通過(guò)農(nóng)田二支渠、三支渠等農(nóng)田灌溉和排澇渠系排入官溝后入鳳河，部分排水直接排入鳳河，部分雨水也排入流域坑塘。

官溝為鳳河支流之一，全長(zhǎng)12.20km，流經(jīng)采育鎮(zhèn)區(qū)東側(cè)，在采育鎮(zhèn)工業(yè)區(qū)東南匯入鳳河?？偭饔蛎娣e48.50km2。官溝最近一次改造時(shí)間為1991年，工程規(guī)模為20年一遇標(biāo)準(zhǔn)。官溝規(guī)劃控制藍(lán)線為40 m，兩側(cè)各留30 m控制區(qū)。

三支渠為現(xiàn)狀人工排水明渠，北起采育鎮(zhèn)區(qū)北側(cè)排水溝，沿規(guī)劃采發(fā)路向南匯入鳳河。

渠系存在的主要問(wèn)題是部分邊坡坍塌、淤積，沿線過(guò)濾帶缺失?？犹了挡粫?、岸坡不穩(wěn)定造成了淤積，渠系景觀與觀光園區(qū)定位不符。另外，雨水利用有待進(jìn)一步加強(qiáng)。

4.水土流失與面源污染狀況

（1）農(nóng)田水土流失

東半壁店小流域侵蝕面積為2.14km2，全部為輕度侵蝕。小流域內(nèi)土地利用以耕地為主，耕地面積671.02 hm2，占小流域總面積的59%，面積較大，農(nóng)地耕作活動(dòng)較多，對(duì)土壤及植被擾動(dòng)劇烈，汛期暴雨易發(fā)生水土流失。冬春大風(fēng)季節(jié)，由于地表裸露，極易發(fā)生風(fēng)蝕而形成揚(yáng)沙天氣。另外，小流域內(nèi)水資源較為缺乏，果園灌溉設(shè)施不足，制約了當(dāng)?shù)胤N植產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

（2）農(nóng)業(yè)面源污染

東半壁店小流域施用的農(nóng)藥主要有乙草胺、2,4-D丁脂、吡蟲(chóng)啉、毒死蜱、丁草胺、克百威、氟蟲(chóng)氰等，此外，還使用一些其他有機(jī)磷類(lèi)、有機(jī)氯類(lèi)、菊脂類(lèi)和其他類(lèi)農(nóng)藥；化肥以氮肥和磷肥為主。據(jù)大興區(qū)農(nóng)業(yè)面源污染普查數(shù)據(jù)，東半壁店小流域化肥施用強(qiáng)度為1 413.37 kg/hm2，大大高于生態(tài)清潔小流域化肥施用強(qiáng)度250 kg/hm2的標(biāo)準(zhǔn)，面源污染嚴(yán)重。

三、防治分區(qū)與技術(shù)措施

1.三道防線劃分

結(jié)合北京市生態(tài)清潔小流域建設(shè)構(gòu)筑“三道防線”保護(hù)水源的思路，將東半壁店小流域劃分為村鎮(zhèn)及產(chǎn)業(yè)生態(tài)治理區(qū)、農(nóng)田生態(tài)保護(hù)區(qū)和溝渠生態(tài)修復(fù)區(qū)三個(gè)區(qū)域，按照污水、垃圾、廁所、溝渠、環(huán)境五同步治理思路，分區(qū)防治。

（1）村鎮(zhèn)及產(chǎn)業(yè)生態(tài)治理區(qū)

村鎮(zhèn)及產(chǎn)業(yè)生態(tài)治理區(qū)主要位于村鎮(zhèn)、工業(yè)企業(yè)和設(shè)施大棚等區(qū)域。該區(qū)域人為擾動(dòng)較大，人為水土流失多；地面徑流大；污水、垃圾等各種污染源較多。該區(qū)以生態(tài)治理為主，實(shí)施徑流控制與利用、生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目水土流失控制、設(shè)施大棚高效節(jié)水、污水處理、垃圾收集處理、新能源利用、綠化美化等措施。

（2）農(nóng)田生態(tài)保護(hù)區(qū)

農(nóng)田生態(tài)保護(hù)區(qū)主要位于種植農(nóng)作物的基本農(nóng)田、一般農(nóng)田等耕地區(qū)域，是維系城市生態(tài)平衡的重要區(qū)域。該區(qū)域主要以農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)為主，農(nóng)藥、化肥及耕作引起的水土流失等面源污染問(wèn)題突出。該區(qū)以農(nóng)田保護(hù)為主，實(shí)施高效節(jié)水灌溉、農(nóng)田面源污染控制、農(nóng)田緩沖過(guò)濾帶、秸稈覆蓋、免耕輪耕、施用保水劑等措施。

（3）溝渠生態(tài)修復(fù)區(qū)

溝渠生態(tài)修復(fù)區(qū)主要位于河道、灌渠、排澇渠兩側(cè)及坑塘周邊地帶，是維系平原生態(tài)的重要廊道。該區(qū)域農(nóng)田排澇系統(tǒng)不完善、不達(dá)標(biāo)。溝渠直線化、規(guī)則化、硬質(zhì)化嚴(yán)重，在縱向、橫向、垂向上不連續(xù)化。河渠生態(tài)功能喪失，水生態(tài)系統(tǒng)受損?？犹帘惶盥?、擠占嚴(yán)重，雨洪調(diào)蓄、入滲、濕地凈化功能減少。該區(qū)以生態(tài)修復(fù)為主，實(shí)施防洪空間擴(kuò)展與達(dá)標(biāo)防洪、溝渠系清理與水系連通、水環(huán)境改善、坑塘恢復(fù)與治理、河濱緩沖帶建設(shè)等措施。

2.技術(shù)措施

（1）村鎮(zhèn)及產(chǎn)業(yè)生態(tài)治理區(qū)

①開(kāi)展水土保持宣傳。利用村莊宣傳欄開(kāi)展水土保持、雨水利用等方面的宣傳教育。另外發(fā)放兩期水土保持小冊(cè)子，介紹生態(tài)清潔小流域的治理理念、思路、措施，鼓勵(lì)村民參與生態(tài)清潔小流域建設(shè)。

②設(shè)置雨水花園。雨水花園是低影響開(kāi)發(fā)的一項(xiàng)重要技術(shù)，以生態(tài)可持續(xù)的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)小匯水面積的雨水凈化、滯留及排放。雨水花園通過(guò)植物-土壤-填料滲濾徑流雨水，凈化后的雨水滲透補(bǔ)充地下水。為合理地利用小流域內(nèi)雨水資源，設(shè)置3處雨水花園，面積約200 m2。雨水花園主要用于處理高頻率的小降雨以及小概率暴雨事件的初期雨水，超過(guò)處理能力的雨水通過(guò)溢流系統(tǒng)排入雨水管線。

③建立設(shè)施大棚集雨工程。小流域內(nèi)有設(shè)施農(nóng)業(yè)大棚膜面面積79.90 hm2，道路面積 6 hm2，可發(fā)展棚面與路面雨水利用。將生態(tài)園內(nèi)溫室大棚膜面雨水在排至地面前通過(guò)集流槽進(jìn)行收集，并結(jié)合園內(nèi)的天然溝渠及坑塘組成雨水收集與利用系統(tǒng)，回用至生態(tài)園內(nèi)種植物的澆灌及景觀生態(tài)用水。主要工程包括膜面集雨集流槽、大棚排水立管、排水槽、雨水入滲池等工程，年綜合利用雨水13.13萬(wàn)m3（平水年P(guān)=50%）。根據(jù)2012年統(tǒng)計(jì)，設(shè)施農(nóng)業(yè)大棚區(qū)2012年用水量為316 520 m3，雨洪利用工程可節(jié)約東半壁店小流域內(nèi)用水的42%。

（2）農(nóng)田生態(tài)保護(hù)區(qū)

①監(jiān)測(cè)、管理化肥農(nóng)藥施用。采取一系列的養(yǎng)分管理技術(shù)、農(nóng)藥管理技術(shù)以及灌溉排水管理技術(shù)等，從源頭減少來(lái)自農(nóng)業(yè)活動(dòng)的污染物產(chǎn)生量。

②建設(shè)農(nóng)田過(guò)濾帶。選擇設(shè)施農(nóng)業(yè)大棚區(qū)北側(cè)的1號(hào)渠，沿渠道北側(cè)布置600 m的農(nóng)田過(guò)濾帶，采用截流溝、植被過(guò)濾帶等6種不同的配置模式（見(jiàn)表1），降低農(nóng)田徑流污染物濃度，減少入河污染物。

③應(yīng)用保水劑。在農(nóng)業(yè)大棚區(qū)8.8畝（1 hm2=15畝）果園內(nèi)施用丙稀酰胺類(lèi)保水劑，保水劑不僅可以吸收水分，還可以將土壤中的水溶性肥料（如氮、磷、鉀、肥）等吸收起來(lái)，供植物施用，有效減少肥料和農(nóng)藥的滲漏流失，減輕面源污染。根據(jù)北京地區(qū)降水量特點(diǎn)，保水劑吸水能達(dá)其最大吸水倍數(shù)的70%～80%。

（3）溝渠生態(tài)修復(fù)區(qū)

①清淤整理溝渠。主要對(duì)倪村斜溝、大閘西溝、大水缸北溝、三支渠、二支渠等溝渠進(jìn)行清淤整理，清淤總長(zhǎng)為2 910 m。清除的淤泥在符合標(biāo)準(zhǔn)的情況下可考慮作為附近農(nóng)田的肥料土。

表1 農(nóng)田過(guò)濾帶的配置模式表

②建設(shè)河濱過(guò)濾帶。河濱過(guò)濾帶的建設(shè)結(jié)合溝渠整理工程進(jìn)行，選擇融青園 1、2、3、4號(hào)溝渠， 對(duì)渠道邊坡及兩側(cè)進(jìn)行綠化，降低徑流污染物濃度，減少入河污染物。河濱過(guò)濾帶長(zhǎng)2 910 m，植被過(guò)濾帶平均寬度約2 m，草種選擇二月蘭、波斯菊，水生植物選擇菖蒲、千屈菜等。

③治理坑塘。東半壁店小流域內(nèi)有三處坑塘，兩處位于生態(tài)園內(nèi)（北坑塘與南坑塘），一處位于東半壁店村內(nèi)。

生態(tài)園內(nèi)北坑塘水面面積約為9 416 m2，南坑塘水面面積約為8 396m2，兩處坑塘深度約2.5～3 m，容積約為3萬(wàn)m3，可收集區(qū)域內(nèi)一年一遇最大24小時(shí)降雨（43 mm）徑流 1.9萬(wàn) m3。設(shè)計(jì)坑塘邊坡不做硬性坡面防護(hù)工程，使用草皮及水生植物綠化護(hù)坡，邊坡比為1∶3，部分動(dòng)水位沖刷區(qū)采用鵝卵石碼放，穩(wěn)固岸坡?？犹良爸苓吙删G化面積約7 348 m2，坑塘常水位以下岸邊淺水區(qū)種植菖蒲、水蔥、千屈菜等水生植物，水體中種植荷花?？犹林苓呍O(shè)置花園廣場(chǎng)，廣場(chǎng)內(nèi)設(shè)下凹式綠地、滲濾草溝等生態(tài)措施。

東半壁店村坑塘面積約5000 m2，容積約6 200 m3，但坑塘內(nèi)有垃圾約6 000 m3，影響了村莊環(huán)境和行洪安全。本工程主要是清理坑塘內(nèi)垃圾，輔以綠化等措施。該坑塘清理整治后具有較大的存蓄空間，并且由于地勢(shì)原因，周邊徑流也形成自然匯流進(jìn)入坑塘的水系，對(duì)雨水進(jìn)行簡(jiǎn)單沉淀和過(guò)濾，供村莊綠化灌溉、灑水降塵，后排入官溝。

四、結(jié)論與建議

農(nóng)村生活與工業(yè)污水、農(nóng)業(yè)面源污染、防洪安全與河（溝、渠）道生態(tài)等問(wèn)題是當(dāng)前平原農(nóng)村地區(qū)突出的生態(tài)環(huán)境問(wèn)題。建議開(kāi)展對(duì)平原地區(qū)水土流失與面源污染、污水與垃圾處理處置、村莊與農(nóng)田排水、河（溝、渠）道水生態(tài)現(xiàn)狀的調(diào)查與評(píng)估，研究應(yīng)用平原區(qū)污染控制、雨水徑流利用、河（溝、渠）道生態(tài)治理及人居環(huán)境改善等低影響開(kāi)發(fā)技術(shù)，開(kāi)展平原區(qū)生態(tài)清潔小流域示范建設(shè)，編制平原區(qū)生態(tài)清潔小流域建設(shè)規(guī)劃，加大平原生態(tài)清潔小流域建設(shè)投入，提高平原生態(tài)環(huán)境質(zhì)量。

[1]畢小剛，等.生態(tài)清潔小流域理論與實(shí)踐[M].北京：中國(guó)水利水電出版社,2008.

[2]畢小剛,等.北京市建設(shè)生態(tài)清潔型小流域的思路與實(shí)踐[J].中國(guó)水土保持,2005.

[3]王禮先.流域管理學(xué)[M].北京：中國(guó)林業(yè)出版社,1999.

[4]齊實(shí),等.生態(tài)清潔小流域“三道防線”劃分的原則和方法[D].中國(guó)水土保持探索與實(shí)踐——小流域可持續(xù)發(fā)展論文集（上）,2005（11）.