縣級(jí)水土保持規(guī)劃中生態(tài)清潔小流域分類研究

汪發(fā)勇++蔡雄飛++張琦++白建軍

摘要：以貴州省修文縣自然地理和社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，通過地理信息系統(tǒng)等手段，探討縣級(jí)水土保持規(guī)劃中生態(tài)清潔小流域的分類問題，提出了由小流域地形地貌類型、水資源功能定位、人類活動(dòng)強(qiáng)度組成的縣域生態(tài)清潔小流域三級(jí)分類系統(tǒng)。采用三級(jí)分類系統(tǒng)將修文縣83個(gè)小流域級(jí)分為10個(gè)類型，分為山地水源低、中強(qiáng)度類，山地非水源低、中、高強(qiáng)度類，丘陵水源低、中強(qiáng)度類，丘陵非水源低、中、高強(qiáng)度類等10個(gè)類型。并在分類的基礎(chǔ)上提出各類型生態(tài)清潔小流域建設(shè)目標(biāo)及方向，旨在為縣域生態(tài)清潔小流域的建設(shè)提供參考。

關(guān)鍵詞：水土保持規(guī)劃；生態(tài)清潔小流域；分類研究；修文縣

中圖分類號(hào)：S157 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：0439-8114（2016）24-6436-06

生態(tài)清潔小流域是在傳統(tǒng)小流域綜合治理的基礎(chǔ)上，將水資源保護(hù)、水污染防治以及固體垃圾收集處理等相結(jié)合的一種新型流域治理模式[1]。其建設(shè)以水源保護(hù)為主要目標(biāo)，強(qiáng)調(diào)對(duì)資源的合理利用和保護(hù)，以服務(wù)新農(nóng)村建設(shè)和區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展為主[2]。2003年以來，中國(guó)先后在北京市、浙江省等地區(qū)開展了生態(tài)清潔小流域的實(shí)踐與探索，并取得明顯成效[3-8]，在全國(guó)范圍內(nèi)推廣已成必然趨勢(shì)。因自然、社會(huì)經(jīng)濟(jì)特征的差異，不同區(qū)域生態(tài)清潔小流域建設(shè)的目標(biāo)和采取的措施會(huì)有所不同，對(duì)生態(tài)清潔小流域展開分類分級(jí)研究很有必要[9]。本研究以貴州省修文縣為研究區(qū)，針對(duì)未來縣域范圍內(nèi)生態(tài)清潔小流域建設(shè)發(fā)展需要，對(duì)縣域生態(tài)清潔小流域分類進(jìn)行探討，以期為科學(xué)指導(dǎo)西南巖溶山區(qū)縣域生態(tài)清潔小流域建設(shè)提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

修文縣地處貴州省中部、貴陽市西北部，位于東經(jīng)106°22′～106°53′、北緯26°45′～27°12′之間，總面積1 075.7 km2?？h內(nèi)巖溶地貌發(fā)育，地勢(shì)中東部較高，西北部較低，海拔在666～1 610 m之間，平均海拔1 270.4 m。亞熱帶溫?zé)釢駶?rùn)氣候，年平均氣溫12.6 ℃，年平均降水量1 235.2 mm，年平均日照1 324.9 h，全年無霜期266 d。境內(nèi)主要河流有烏江（即六廣河）及其支流貓?zhí)?，屬長(zhǎng)江流域?yàn)踅档纳嫌味??？λ固孛娣e占全縣國(guó)土面積的82.50%，石漠化面積占21.14%，水土流失面積占29.68%。

1.2 數(shù)據(jù)與方法

1.2.1 數(shù)據(jù) 本研究數(shù)據(jù)來源于修文縣1∶5萬地形圖、修文縣綜合農(nóng)業(yè)區(qū)劃、修文縣水資源報(bào)告、修文縣“十三五”規(guī)劃、修文縣2013年土地利用現(xiàn)狀數(shù)據(jù)。

1.2.2 小流域劃分 以修文縣1∶5萬地形圖（校正處理）作為工作底圖，勾劃修文縣小流域，共劃分83個(gè)小流域，將其編號(hào)為1-83（圖1）。

1.2.3 分類方法 小流域分類采用定性與定量分類相結(jié)合的方法進(jìn)行分類。采用層次聚類word算法進(jìn)行聚類，用SPSS軟件進(jìn)行聚類分析，對(duì)聚類分析結(jié)果自動(dòng)生成譜系樹狀圖[10]。

1.3 分類指標(biāo)體系

小流域分類體系的建立以指導(dǎo)生態(tài)清潔小流域建設(shè)為目的，根據(jù)影響生態(tài)清潔小流域建設(shè)目標(biāo)、措施設(shè)計(jì)的因子重要性程度不同來確立。

1.3.1 一級(jí)分類——地形地貌特征分類 不同的水土流失背景導(dǎo)致不同小流域水土流失情況千差萬別，針對(duì)小流域治理的目標(biāo)和途徑各不相同[11]。影響流域水土流失差異的主要因素包括地形地貌、氣候、地質(zhì)構(gòu)造、土壤、植被及人為活動(dòng)[12]。修文縣縣域范圍的各小流域所處氣候帶相同，地質(zhì)構(gòu)造差異也較小。而境內(nèi)由于六廣河的深切，地形地貌起伏較大，是影響小流域水土流失差異性的關(guān)鍵因素。所以，以流域、地形地貌特征對(duì)小流域進(jìn)行一級(jí)分類。

1.3.2 二級(jí)分類——水資源功能定位分類 生態(tài)清潔小流域治理理念來源于解決水源保護(hù)的迫切需要[13]。流域水資源功能定位直接影響了生態(tài)清潔小流域建設(shè)目標(biāo)的確定。據(jù)此，將小流域所處區(qū)域水資源功能定位作為二級(jí)分類依據(jù)進(jìn)行分類。

根據(jù)流域所處區(qū)域水資源功能定位不同，將研究區(qū)小流域類型分為兩類：第一類為飲用水源型，流域內(nèi)水資源作為飲用水或灌溉用水；第二類為非水源型。

1.3.3 三級(jí)分類——人類活動(dòng)強(qiáng)度分類 各流域間人類活動(dòng)強(qiáng)度的差異性是導(dǎo)致流域內(nèi)水土流失差異的又一主要因素。同時(shí)，人類活動(dòng)也是導(dǎo)致流域內(nèi)面源污染、河流富營(yíng)養(yǎng)化、生活垃圾污染增多的主要原因，因此，以人類活動(dòng)強(qiáng)度的相似性作為分類依據(jù)進(jìn)行三級(jí)分類。

人類活動(dòng)是人類為滿足自身的生存和發(fā)展而對(duì)自然環(huán)境所采取的各種開發(fā)、利用和保護(hù)等行為的總稱[14]，土地利用是人類經(jīng)濟(jì)社會(huì)活動(dòng)作用于陸地表層資源和自然環(huán)境的綜合反應(yīng)[15]。因此，以修文縣第二次全國(guó)土地調(diào)查2013年變更調(diào)查數(shù)據(jù)庫(kù)為基礎(chǔ)，在變更調(diào)查數(shù)據(jù)庫(kù)基礎(chǔ)上，參考《土地利用現(xiàn)狀分類》（GB/T 21010-2007）標(biāo)準(zhǔn)，將地類合并為農(nóng)用地、建設(shè)用地及其他用地三大類，通過流域內(nèi)建設(shè)用地占地比例、農(nóng)用地占地比例以及其他用地占地比例來表達(dá)人類活動(dòng)強(qiáng)度，以此3個(gè)指標(biāo)對(duì)小流域進(jìn)行綜合分類。

2 結(jié)果與分析

2.1 一級(jí)分類類型

根據(jù)修文縣地貌類型圖分析83個(gè)小流域的主要地形地貌特征，可將83個(gè)小流域分為兩類地貌類型。其中丘陵小流域51個(gè)，山地小流域32個(gè)（表1）。

2.2 二級(jí)分類類型

根據(jù)修文縣水資源利用現(xiàn)狀及修文縣水利發(fā)展“十三五”規(guī)劃，修文縣83個(gè)小流域中共16個(gè)小流域有集中飲用水源功能（表2）。

2.3 三級(jí)分類類型

通過流域內(nèi)建設(shè)用地、農(nóng)用地以及其他用地占地比例等3個(gè)指標(biāo)（表3）對(duì)小流域進(jìn)行綜合分類。根據(jù)聚類分析樹狀圖（圖2），將83個(gè)小流域分為7類（表4、圖3）。

第一類小流域建設(shè)用地占所在流域總面積比例低于7%，農(nóng)用地占地比例在41%～48%，其他用地占比在45%左右，綜合判定流域人類活動(dòng)與其他幾類相比屬于人類活動(dòng)中度強(qiáng)度流域。

第二類小流域建設(shè)用地占所在流域總面積比例在20%左右，農(nóng)用地占地比例在40%左右，其他用地占比低于50%，流域內(nèi)農(nóng)用地占比較低，建設(shè)用地占比較高，結(jié)合野外調(diào)研驗(yàn)證，小流域多位于修文縣縣城及重要城鎮(zhèn)所在地，屬于人類活動(dòng)高強(qiáng)度流域。

第三類小流域建設(shè)用地占所在流域總面積比例低于7%，農(nóng)用地占地比例低于40%，其他用地占比在60%左右，野外調(diào)查表明這類小流域多遠(yuǎn)離城鎮(zhèn)，屬于人類活動(dòng)低強(qiáng)度流域。

第四類小流域建設(shè)用地占所在流域總面積比例低于5%，農(nóng)用地占地比例低于30%，其他用地占比在70%左右，對(duì)應(yīng)該類流域所在區(qū)域地形地貌分析，該類小流域位于修文縣貓?zhí)雍庸鹊貛?，地形坡度大，可利用土地少，屬于人類活?dòng)低強(qiáng)度流域。

第五類小流域建設(shè)用地占所在流域總面積比例低于7%，農(nóng)用地占地比例在70%左右，其他用地占比低于30%，該類流域建設(shè)用地占比較低，農(nóng)業(yè)用地占比較高，對(duì)應(yīng)該類流域所在區(qū)域地形地貌分析，該類小流域位于修文縣山間平壩區(qū)域，是典型的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)流域，屬于人類活動(dòng)高強(qiáng)度流域。

第六類小流域建設(shè)用地占所在流域總面積比例低于7%，農(nóng)用地占地比例在55%左右，其他用地占比在40%左右，該類流域與第一類相比建設(shè)用地占比相近，農(nóng)用地占地比例略高，屬于人類活動(dòng)中度強(qiáng)度流域。

第七類小流域建設(shè)用地占所在流域總面積比例低于10%，農(nóng)用地占地比例在50%左右，其他用地占比在40%左右，該類流域人類活動(dòng)與第六類相差不大，屬于人類活動(dòng)中度強(qiáng)度流域。

從修文縣人類活動(dòng)強(qiáng)度分布看，高強(qiáng)度人類活動(dòng)主要分布在縣城及主要鄉(xiāng)鎮(zhèn)城鎮(zhèn)所在地，該類地區(qū)人口密度大，是人口主要聚集地，人類活動(dòng)強(qiáng)度屬于縣域內(nèi)最強(qiáng)的區(qū)域；中強(qiáng)度人類活動(dòng)流域在縣域范圍內(nèi)分布最廣，占比最多，主要分布于修文縣城鎮(zhèn)郊區(qū)及農(nóng)村地區(qū)，是主要的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)區(qū)域，低強(qiáng)度人類活動(dòng)流域主要分布在縣域內(nèi)山地地區(qū)，且又主要分布于修文縣西部貓?zhí)?、鴨池河沿岸河流深切、溶蝕強(qiáng)烈、山高坡陡的崎嶇山地，該類小流域地形起伏大，人類活動(dòng)強(qiáng)度相對(duì)較弱。

2.4 生態(tài)清潔小流域分類類型

2.4.1 分類結(jié)果 以區(qū)域地貌類型、水資源功能定位以及人類活動(dòng)強(qiáng)度對(duì)修文縣生態(tài)清潔小流域建設(shè)進(jìn)行三級(jí)綜合分類，將修文縣83個(gè)小流域劃分為10類小流域（表5、圖4）。

2.4.1 分類建設(shè)方向建議 第一類：山地水源中強(qiáng)度類。該類流域主要分布于城鎮(zhèn)周邊，交通環(huán)境較好，在生態(tài)清潔小流域建設(shè)中應(yīng)以水源保護(hù)為中心，圍繞農(nóng)村污水處理、生活垃圾處置及坡耕地治理，在流域水環(huán)境承載能力基礎(chǔ)上發(fā)展特色經(jīng)果及蔬菜基地等綠色產(chǎn)業(yè)。

第二類：山地水源低強(qiáng)度類。該類流域林草覆蓋率高，自然環(huán)境較好，在生態(tài)清潔小流域建設(shè)中應(yīng)以水源保護(hù)為中心，以封禁保護(hù)為主要途徑，對(duì)農(nóng)村生活垃圾及集中居民點(diǎn)農(nóng)村污水進(jìn)行處理，坡耕地治理以退耕還經(jīng)果林為主，發(fā)展果園經(jīng)濟(jì)，建設(shè)和諧宜居新農(nóng)村。

第三類：山地非水源高強(qiáng)度類。該類流域由于旅游業(yè)發(fā)展，人類活動(dòng)強(qiáng)度高。在生態(tài)清潔小流域建設(shè)中應(yīng)根據(jù)流域水環(huán)境功能，研究流域水環(huán)境適宜承載規(guī)模，加強(qiáng)水土保持造林，農(nóng)村污水處理、生活垃圾處理，濕地建設(shè)及溝（河）道清理整治，建設(shè)可持續(xù)休閑觀光產(chǎn)業(yè)。

第四類：山地非水源中強(qiáng)度類。該類流域分布較廣。在生態(tài)清潔小流域建設(shè)中應(yīng)以建設(shè)和諧宜居為目的，對(duì)農(nóng)村生活垃圾、集中居民點(diǎn)污水進(jìn)行處理，加強(qiáng)坡耕地治理，適宜發(fā)展特色經(jīng)果及蔬菜基地等綠色產(chǎn)業(yè)。

第五類：山地非水源低強(qiáng)度類。該類流域主要分布于河流切割強(qiáng)烈的崎嶇山地，地形起伏大，人類活動(dòng)強(qiáng)度相對(duì)較弱。在生態(tài)清潔小流域建設(shè)中應(yīng)以建設(shè)和諧宜居為目的，加強(qiáng)流域內(nèi)坡耕地治理、林地的封禁保護(hù)、農(nóng)村生活垃圾處置，農(nóng)村污水處理以改廁為主。

第六類：丘陵水源中強(qiáng)度類。該類流域在生態(tài)清潔小流域建設(shè)中應(yīng)以水源保護(hù)為中心，實(shí)施傳統(tǒng)小流域綜合治理工程，蓄水保土，涵養(yǎng)水源，污水處理結(jié)合集中式污水處理模式與接入市政管網(wǎng)模式，加強(qiáng)生活垃圾處置，在集中取水點(diǎn)上游通過保護(hù)和恢復(fù)溝道生態(tài)濕地，形成自然水體凈化系統(tǒng)。

第七類：丘陵水源低強(qiáng)度類。在生態(tài)清潔小流域建設(shè)中應(yīng)以水源保護(hù)為中心，實(shí)施傳統(tǒng)小流域綜合治理工程，蓄水保土，涵養(yǎng)水源，加強(qiáng)流域內(nèi)25°以上坡耕地的退耕還林及林地的封禁治理，污水處理結(jié)合分散式及集中式污水處理模式，加強(qiáng)生活垃圾處置，在集中取水點(diǎn)上游通過保護(hù)和恢復(fù)溝道生態(tài)濕地，形成自然水體凈化系統(tǒng)。

第八類：丘陵非水源高強(qiáng)度類。該類流域主要分布在縣城及主要鄉(xiāng)鎮(zhèn)城鎮(zhèn)所在地，該類地區(qū)人口密度大，在生態(tài)清潔小流域建設(shè)中應(yīng)以和諧宜居為中心，圍繞污水處理及生活垃圾處置。污水處理以接入市政污水管網(wǎng)模式為主，加強(qiáng)分散居民戶的改廁，實(shí)施垃圾無害化處理，同時(shí)加強(qiáng)流域內(nèi)護(hù)岸、護(hù)坡工程，保護(hù)周邊生產(chǎn)生活設(shè)施安全，護(hù)岸、護(hù)坡工程采取植物與工程相結(jié)合的生態(tài)防護(hù)技術(shù)。

第九類：丘陵非水源中強(qiáng)度類。該類流域主要分布在城鎮(zhèn)周邊，流域內(nèi)耕地面積較廣，交通環(huán)境較好，在生態(tài)清潔小流域建設(shè)中應(yīng)以建設(shè)綠色產(chǎn)業(yè)及和諧宜居相結(jié)合，實(shí)施傳統(tǒng)小流域綜合治理工程，加強(qiáng)坡改梯及高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)，流域內(nèi)污水處理以分散處理為主，糞污經(jīng)處理后直接用于肥田肥土，實(shí)現(xiàn)糞污無害化與資源化。

第十類：丘陵非水源低強(qiáng)度類。該類流域主要分布在鄉(xiāng)鎮(zhèn)交界，人類活動(dòng)強(qiáng)度弱，自然環(huán)境好。在生態(tài)清潔小流域建設(shè)中以建設(shè)休閑觀光農(nóng)業(yè)為目的，以封禁保護(hù)為主要措施，加強(qiáng)流域內(nèi)改廁及生活垃圾處置，建設(shè)自然、恬靜的鄉(xiāng)村觀光環(huán)境。

4 結(jié)論

采用三級(jí)分類系統(tǒng)，分別以流域地形地貌特征、水功能情況與人類活動(dòng)強(qiáng)度對(duì)小流域進(jìn)行三級(jí)分類，將修文縣83個(gè)小流域分為10類，分別為山地水源中強(qiáng)度類、山地水源低強(qiáng)度類、山地非水源高強(qiáng)度類、山地非水源中強(qiáng)度類、山地非水源低強(qiáng)度類、丘陵水源中強(qiáng)度類、丘陵水源低強(qiáng)度類、丘陵非水源高強(qiáng)度類、丘陵非水源中強(qiáng)度類和丘陵非水源低強(qiáng)度類。在分類的基礎(chǔ)上，提出各類型生態(tài)清潔小流域建設(shè)目標(biāo)及方向。

通過對(duì)修文縣小流域進(jìn)行三級(jí)分類，分類結(jié)果較客觀反映了小流域的基本情況，為制定下一步建設(shè)生態(tài)清潔小流域建設(shè)目標(biāo)及方向提供了依據(jù)。修文縣屬于典型的西南巖溶山區(qū)，本研究分類系統(tǒng)對(duì)指導(dǎo)西南巖溶山區(qū)縣域生態(tài)清潔小流域建設(shè)規(guī)劃有一定的通用性。

參考文獻(xiàn)：

[1] 中華人民共和國(guó)水利部.中華人民共和國(guó)水利行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)：生態(tài)清潔小流域建設(shè)技術(shù)導(dǎo)則（SL534-2013）[M].北京：中國(guó)水利水電出版社，2013.

[2] 畢小剛.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，2011.

[3] 李建華，袁 利，于興修，等.生態(tài)清潔小流域建設(shè)現(xiàn)狀與研究展望[J].中國(guó)水土保持，2012（6）：11-13.

[4] 蒲朝勇，高 媛.生態(tài)清潔小流域建設(shè)現(xiàn)狀與展望[J].中國(guó)水土保持，2015（6）：7-10.

[5] 張樹華.北京市生態(tài)清潔小流域綜合治理研究[D].北京：北京林業(yè)大學(xué)，2007.

[6] 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(guó)水土保持科學(xué)，2007，5（4）：18-21.

[7] 郝咪娜.浙江省生態(tài)清潔小流域建設(shè)措施研究[D].陜西楊凌：西北農(nóng)林科技大學(xué)，2013.

[8] 李忠魁，高發(fā)全，張 爽，等.北京市生態(tài)清潔小流域建設(shè)的環(huán)境效益評(píng)估[J].水土保持通報(bào)，2014，34（5）：196-200.

[9] 楊 坤，李世榮.北京市生態(tài)清潔小流域分類分級(jí)建設(shè)對(duì)策研究[J].中國(guó)水土保持，2012（2）：7-9.

[10] 許麗利.聚類分析的算法及應(yīng)用[D].長(zhǎng)春：吉林大學(xué)，2010.

[11] 黃辛果.貴州西部巖溶山區(qū)水土流失背景與生態(tài)環(huán)境治理對(duì)策分析[D].貴陽：貴州大學(xué)，2008.

[12] 余新曉，畢華興.水土保持學(xué)[M].第三版.北京：中國(guó)林業(yè)出版社，2014.

[13] 畢小剛，楊進(jìn)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(shí)踐[J].中國(guó)水土保持，2005（1）：18-20.

[14] 徐 勇，孫曉一，湯 青.陸地表層人類活動(dòng)強(qiáng)度：概念、方法及應(yīng)用[J].地理學(xué)報(bào)，2015，70（7）：38-42.

[15] 吳傳鈞，郭煥成.中國(guó)土地利用[M].北京：科學(xué)出版社，1994.