密云水庫上游生態(tài)清潔小流域建設(shè)技術(shù)體系研究

白鶴嶺，劉慧勤，高計生

(1.河北省水土保持工作總站，河北 石家莊 050011； 2.河北省水利科學(xué)研究院，河北 石家莊 050051)

?

密云水庫上游生態(tài)清潔小流域建設(shè)技術(shù)體系研究

白鶴嶺1，劉慧勤1，高計生2

(1.河北省水土保持工作總站，河北 石家莊 050011； 2.河北省水利科學(xué)研究院，河北 石家莊 050051)

生態(tài)清潔小流域；技術(shù)體系；密云水庫上游

密云水庫上游的河北省張承兩地(張家口、承德)是密云水庫重要的供水水源地和生態(tài)屏障，其功能定位是“京津冀水源涵養(yǎng)功能區(qū)”。圍繞這個核心定位的密云水庫上游生態(tài)清潔小流域建設(shè)技術(shù)體系是：在人類生產(chǎn)、生活活動較少的山地采取封育治理措施進(jìn)行生態(tài)修復(fù)；在水土流失嚴(yán)重區(qū)搞好小流域綜合治理；做好農(nóng)村生活污水處理；嚴(yán)控化肥農(nóng)藥施用量，防治農(nóng)業(yè)面源污染；通過“清污、清障、清垃圾”和“改水、改廁、改路、改環(huán)境”整治農(nóng)村人居環(huán)境；在河道兩側(cè)建設(shè)植物保護(hù)帶。在具體工作中必須堅持以下兩條：一是政府牽頭，相關(guān)部門共同參與，在全社會廣泛開展生態(tài)清潔小流域宣傳教育, 鼓勵和支持社會公眾參與水源保護(hù)的各項活動；二是要進(jìn)一步探索生態(tài)清潔小流域建設(shè)措施體系，爭取早日形成多目標(biāo)、多功能、高效益的綜合防治體系。

1 密云水庫上游建設(shè)生態(tài)清潔小流域的必要性

生態(tài)清潔小流域概念的提出始于2003年，當(dāng)時水少、水臟已經(jīng)成為北京市生態(tài)建設(shè)和經(jīng)濟(jì)社會可持續(xù)發(fā)展所面臨的首要問題。為保障首都水資源安全和綠色奧運(yùn)目標(biāo)的實現(xiàn)，北京市率先在全市范圍內(nèi)開展了集生態(tài)修復(fù)、生態(tài)治理、生態(tài)保護(hù)為一體的生態(tài)清潔小流域建設(shè)，并逐步構(gòu)建了水源保護(hù)、休閑觀光、綠色產(chǎn)業(yè)、和諧宜居4種生態(tài)清潔小流域治理模式。北京市生態(tài)清潔小流域建設(shè)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，帶動了全國生態(tài)清潔小流域的建設(shè)。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全社會的廣泛關(guān)注，生態(tài)清潔小流域建設(shè)也成了國家水源保護(hù)的重要舉措。

密云水庫是北京市重要的飲用水水源地之一，而河北省張承兩地(張家口、承德)的豐寧縣、灤平縣、興隆縣、沽源縣、赤城縣等，是密云水庫重要的供水水源地和生態(tài)屏障。由于經(jīng)濟(jì)技術(shù)等方面的原因，密云水庫上游流域生態(tài)清潔小流域建設(shè)嚴(yán)重滯后，主要表現(xiàn)在密云水庫庫區(qū)及上游河道內(nèi)水體水質(zhì)為中營養(yǎng)狀態(tài)，全氮(TN)正逐漸向輕度富營養(yǎng)狀態(tài)發(fā)展。

2014年2月26日，中共中央總書記習(xí)近平在北京主持召開京津冀協(xié)同發(fā)展座談會，明確提出了京津冀協(xié)同發(fā)展重大戰(zhàn)略，他指出“張承兩地要定位于京津冀水源涵養(yǎng)功能區(qū)，同步考慮解決京津周邊貧困問題”。這是國家頂層設(shè)計層面對張承地區(qū)提出的功能定位。目前，密云水庫上游流域生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀與其功能定位有很大的差距。為推進(jìn)京津冀協(xié)同發(fā)展，在密云水庫上游流域開展生態(tài)清潔小流域建設(shè)，對保護(hù)水源、提高水源涵養(yǎng)能力、改善生態(tài)環(huán)境、促進(jìn)地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展等是十分重要的。

2 密云水庫及上游流域水環(huán)境現(xiàn)狀

密云水庫流域的潮河發(fā)源于河北省承德市豐寧縣黃旗鎮(zhèn)哈拉海灣村，與灤河流域相鄰，流經(jīng)灤平縣，于密云區(qū)高嶺鎮(zhèn)入密云水庫；白河發(fā)源于河北省張家口市沽源縣小廠鎮(zhèn)紅旗灘，流經(jīng)赤城縣、北京市延慶區(qū)和懷柔區(qū)，于密云區(qū)石城鎮(zhèn)入密云水庫。

密云水庫水源主要為降水和上游流域的來水。據(jù)密云水庫水質(zhì)水量監(jiān)測結(jié)果，近年來由于水庫上游干旱少雨，年平均降水量已由20世紀(jì)50年代的701 mm下降到現(xiàn)在的500 mm左右，年入庫水量已由20世紀(jì)50年代的近30億m3下降到現(xiàn)在的3億m3左右，庫區(qū)表現(xiàn)為中營養(yǎng)狀態(tài)，TN正逐漸向輕度富營養(yǎng)狀態(tài)發(fā)展。密云水庫上游的潮河、白河流域，大部分支流基本上處于干涸狀態(tài)，水質(zhì)均是劣V類，主要是TN含量超標(biāo)，且TN含量在絕大多數(shù)斷面呈逐年上升趨勢，氮主要來源于生產(chǎn)生活污水和環(huán)境污染，白河流域水質(zhì)好于潮河。

3 密云水庫上游流域環(huán)境影響因素分析

3.1 水土流失嚴(yán)重

密云水庫上游自然條件惡劣，生態(tài)環(huán)境脆弱，水土流失嚴(yán)重。密云水庫上游流域水土流失面積4 200 km2，土壤侵蝕類型以水蝕為主，局部有風(fēng)蝕，土壤侵蝕表現(xiàn)形式主要有面蝕、溝蝕。水土流失強(qiáng)度以中度、強(qiáng)烈為主，主要分布在荒草地、坡耕地和經(jīng)濟(jì)林地。水土流失造成土壤表層破壞、肥力降低、地力下降、河道泥沙淤積嚴(yán)重，同時作為一個載體，將水中的氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)輸入到下游水體中，造成水體中氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)超標(biāo)。

3.2 生活污水、生活垃圾處理率低

密云水庫上游流域負(fù)有保護(hù)首都水源和生態(tài)環(huán)境的特殊使命，國家對這一地區(qū)實行限制開發(fā)政策。區(qū)域內(nèi)各縣大多是國家級貧困縣，2013年農(nóng)民人均純收入不足3 000元，農(nóng)村基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)薄弱，道路毀壞嚴(yán)重、垃圾隨意堆放、生活污水處理率低、村容村貌差，農(nóng)民抗御自然災(zāi)害的能力較低。

密云水庫上游流域農(nóng)村污水有以下特征:①面廣、分散。村莊分散造成污水難以收集和處理。②來源多。有來自人畜糞便、廚房產(chǎn)生的污水，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(yán)重污染了農(nóng)村的生態(tài)環(huán)境，直接威脅到廣大農(nóng)民群眾的身體健康及農(nóng)村的經(jīng)濟(jì)發(fā)展 。

密云水庫上游流域僅縣城和少數(shù)鄉(xiāng)鎮(zhèn)建有垃圾填埋場，其他鄉(xiāng)鎮(zhèn)、村莊的生活垃圾絕大部分堆放在村邊、河道內(nèi)，對農(nóng)村生活環(huán)境影響比較大。

3.3 村容村貌差

密云水庫上游流域的村莊基礎(chǔ)設(shè)施較差，村莊內(nèi)缺少統(tǒng)一的排水設(shè)施，村內(nèi)道路凹凸不平，“三堆”無序堆放，村莊周邊植被較少，農(nóng)民環(huán)保意識比較差。每戶都有一個簡易旱廁，沒有防滲措施，任由尿液滲入地下，糞便則堆放在田間地頭。規(guī)模養(yǎng)殖企業(yè)少，大部分牲畜養(yǎng)殖以各家各戶散養(yǎng)為主，牲畜糞便隨街可見。

3.4 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理粗放

密云水庫上游的河流兩岸全部為農(nóng)田，主要種植蔬菜、玉米、馬鈴薯等作物，為保證作物高產(chǎn)，化肥、農(nóng)藥施用量較大，一遇降雨，殘留在土壤中的農(nóng)藥隨徑流流入河道中，進(jìn)而造成河道水質(zhì)污染。

3.5 河道水生態(tài)退化

由于干旱，上游主要河道中只有南部興隆、灤平縣主要河道、溝道常年流水；一般主川河段有漿砌石防洪堤，但因年久失修，無法抵御5年一遇以上洪水，其他河段均沒有防護(hù)工程。

4 密云水庫上游生態(tài)清潔小流域建設(shè)思路

圍繞建設(shè)“京津冀水源涵養(yǎng)功能區(qū)”這個核心定位，以小流域為單元，在維系上游生態(tài)好轉(zhuǎn)和農(nóng)業(yè)農(nóng)村基礎(chǔ)設(shè)施條件改善的同時，實施“山水田林路村”統(tǒng)一規(guī)劃，“攔蓄灌排節(jié)”綜合治理，使小流域環(huán)境更美、水更清。

生態(tài)清潔小流域建設(shè)涉及的內(nèi)容很多，是對傳統(tǒng)小流域的提高和完善，是新型的小流域治理，除了常規(guī)的水土保持工程措施、植物措施和耕作措施，還為適應(yīng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和群眾生活質(zhì)量日益提高的需求，增加了以下建設(shè)內(nèi)容：把農(nóng)村生活垃圾納入了治理規(guī)劃內(nèi)容；把生活污水納入了治理范圍；在水系周邊要建設(shè)生物緩沖帶和過濾帶保護(hù)水質(zhì)；調(diào)整種植結(jié)構(gòu)，以減少化肥、農(nóng)藥施用量；實施封禁保護(hù)、生態(tài)移民，促進(jìn)自然修復(fù)；綠化美化農(nóng)村庭院，發(fā)展庭院經(jīng)濟(jì)，改善人居環(huán)境等。

5 生態(tài)清潔小流域建設(shè)技術(shù)體系

5.1 水土保持生態(tài)修復(fù)

密云水庫上游流域年平均降水量300～600 mm，具有生態(tài)修復(fù)的基本條件?；诖?，對人類生產(chǎn)、生活活動較少的山區(qū)林地進(jìn)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(qiáng)度，減少入河入庫泥沙，改善水質(zhì)。與其他方式相比，生態(tài)修復(fù)具有投資少、適應(yīng)面廣、綠化效率高等優(yōu)勢。

5.2 水土流失綜合治理

水土流失在輸送大量泥沙的同時，也輸送了大量的農(nóng)藥、化肥，導(dǎo)致下游水體富營養(yǎng)化，水質(zhì)變差。應(yīng)針對水土流失分布特點，通過水土保持造林、坡改梯、坡面徑流調(diào)控、裸露面治理、溝道治理等一系列水土保持措施，改變原來土地的立地條件， 增加植被覆蓋度，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(jìn)入水體，控制農(nóng)業(yè)面源污染對水體的危害。

(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)平衡等方面有著巨大的綜合作用。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。應(yīng)依據(jù)適地適樹原則積極營造水土保持林、水源涵養(yǎng)林，使其吸收、吸附、降解水體中的有毒、有害物質(zhì)和營養(yǎng)物質(zhì)，從而達(dá)到有效防治水土流失、提高水源涵養(yǎng)能力的效果。

(2)坡改梯工程。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。對25°以上和25°以下但土層較薄的坡耕地應(yīng)退耕還林還草并進(jìn)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，用于種植農(nóng)作物或發(fā)展經(jīng)果林等。

(3)坡面徑流調(diào)控工程。通過改變坡面徑流形態(tài)，降低坡地尤其是經(jīng)濟(jì)林種植區(qū)的水土流失，同時通過徑流調(diào)控達(dá)到蓄水保土的效果。除整地措施外，調(diào)控工程還包括截水溝、排水溝、蓄水池、沉沙池等小型蓄排工程。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(qiáng)防洪抗旱及保水保土能力，增加蓄水量，提高土地產(chǎn)出率。

(4)溝道治理工程。在溝底下切嚴(yán)重、溝底比降較大、集水面積較小的支毛溝布設(shè)石谷坊、鉛絲籠谷坊等措施，鞏固并抬高溝底侵蝕基準(zhǔn)面，制止溝底下切，同時穩(wěn)定溝坡，防止溝岸擴(kuò)張。

5.3 農(nóng)村生活污水處理

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。由于村莊分布廣，污水分散，難以收集，對農(nóng)村生活污水的處理應(yīng)根據(jù)人口分布密度、自然環(huán)境和經(jīng)濟(jì)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，盡可能做到投入少、效果好。根據(jù)近年來生態(tài)清潔小流域的建設(shè)經(jīng)驗，對人口較少的村莊宜采用戶用生態(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；對人口較多的村莊可考慮單村或聯(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(yùn)行費(fèi)用。

5.4 農(nóng)業(yè)面源污染防治

農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中，部分化肥、農(nóng)藥會通過地表徑流或下滲進(jìn)入水體，給河道、水庫水質(zhì)造成一定污染。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%，流失在水體中的養(yǎng)分高達(dá)30%以上；農(nóng)藥中有10%～20%附著在農(nóng)作物上，而80%～90%則流失到土壤、水體中(少部分散發(fā)于大氣中)。為了控制流域內(nèi)水體污染，必須加強(qiáng)對化肥、農(nóng)藥的控制，提高作物對化肥、農(nóng)藥的利用率；可采用免耕和其他農(nóng)田保護(hù)技術(shù)(緩沖帶和生態(tài)溝渠)，減少因土壤侵蝕導(dǎo)致的磷酸鹽和農(nóng)藥損失。同時改進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)，推廣先進(jìn)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(dá)到保護(hù)水源，確保飲用水安全，改善生態(tài)環(huán)境的目的。

5.5 農(nóng)村人居環(huán)境整治

為更好地改善農(nóng)村環(huán)境質(zhì)量, 保護(hù)農(nóng)村生態(tài), 在密云水庫上游流域開展“清污、清障、清垃圾”和“改水、改廁、改路、改環(huán)境”工作。

“清污”是指農(nóng)村生活污水處理和農(nóng)村工業(yè)污染處理。

“清障”是指清除農(nóng)村田頭地角堆放的雜物和道路上的障礙物，解決排水問題。

“清垃圾”是指采取“戶集、村收、鎮(zhèn)運(yùn)、市處理”的方式全面清理農(nóng)村生活垃圾。

“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(jìn)行無臭、無蠅、無蛆、糞便無害化處理。

“改路” 是指在原有道路基礎(chǔ)上，改善農(nóng)村道路環(huán)境，以村內(nèi)主干道路硬化為主，路兩側(cè)安裝路燈亮化，道路兩側(cè)栽植行道樹綠化。

“改環(huán)境”是指改善農(nóng)村治安環(huán)境和美化環(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)。

5.6 河道建設(shè)植物保護(hù)帶

對河道兩側(cè)及河床內(nèi)零散的建筑垃圾、生活垃圾及河道淤積物等進(jìn)行清理，減少入庫河水泥沙含量；對部分溪溝和河道進(jìn)行護(hù)岸、駁坎建設(shè)，防止土壤侵蝕，滿足村民親水、用水需求。

6 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，是把治理水土流失、改善農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件和水源保護(hù)、面源污染控制、人居環(huán)境改善、新農(nóng)村建設(shè)等有機(jī)結(jié)合起來，在達(dá)到傳統(tǒng)小流域治理目標(biāo)的基礎(chǔ)上還能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。在密云水庫上游流域開展生態(tài)清潔小流域建設(shè)，必須堅持以下兩條：一是政府牽頭，相關(guān)部門共同參與，在全社會廣泛開展生態(tài)清潔小流域建設(shè)宣傳教育, 鼓勵和支持社會公眾參與水源保護(hù)的各項活動；二是要進(jìn)一步探索生態(tài)清潔小流域建設(shè)措施體系，爭取早日形成多目標(biāo)、多功能、高效益的綜合防治體系。

(責(zé)任編輯 張培虎)

S157.2

C

1000-0941(2016)10-0043-03

白鶴嶺(1970—)，男(滿族)，河北樂亭縣人，高級工程師，碩士，長期從事水土保持管理工作。

2016-04-07