甘肅省生態(tài)清潔小流域建設(shè)技術(shù)體系研究

劉 燕，孫浩峰

(甘肅省水土保持科學(xué)研究所，甘肅 蘭州 730020)

甘肅是全國水土流失最嚴重的省份之一，不僅水土流失面積占土地面積比例大，而且涉及多種水土流失類型，水土流失強度也較高。根據(jù)第一次全國水利普查，甘肅省水土流失面積高達28.33萬km2，占土地總面積的66.53%，強烈及以上侵蝕面積占水土流失總面積的38.69%[1]。長期的水土流失導(dǎo)致土壤肥力下降、河道等泥沙淤積、水質(zhì)嚴重污染、區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展受限。經(jīng)過長期治理，甘肅省水土保持工作取得了較好的成效，但水土流失治理工作依然任重道遠。全國水土流失治理的實踐表明，生態(tài)清潔小流域建設(shè)是新時期水土保持工作的重要舉措。

近年來，甘肅省通過以保護水源和植被、控制面源污染和水土資源流失、結(jié)合農(nóng)村人居環(huán)境綜合整治和美麗鄉(xiāng)村建設(shè)等為主要內(nèi)容的生態(tài)清潔小流域建設(shè)，開啟了水土流失治理的新時代[2]。但如何建立生態(tài)清潔小流域建設(shè)技術(shù)體系，包括建設(shè)目標、建設(shè)措施的選擇等等，加強相關(guān)研究對甘肅省生態(tài)清潔小流域建設(shè)及水土流失防治工作具有非常重要的意義。

1 甘肅省生態(tài)清潔小流域建設(shè)現(xiàn)狀

甘肅省處于黃土高原、蒙古高原、青藏高原交會地帶，地域呈西北—東南延伸的狹長帶狀，境內(nèi)分屬不同流域，包含黃河流域、長江流域和河西內(nèi)陸河流域，各流域氣候類型不同，水文、土壤、植被等自然條件均相差較大。我國的生態(tài)清潔小流域建設(shè)始于北京市，獲得較大成效后逐漸在全國廣泛開展[3]。2013年，甘肅省率先在長江流域嘉陵江水系水資源和植被條件相對較好的隴南市開展了生態(tài)清潔小流域試點工程建設(shè)。近年來，甘肅省把生態(tài)清潔小流域建設(shè)作為水土流失治理的重要手段，建成了兩當縣馬家溝、喬河，康縣花橋溝、中節(jié)河，徽縣店子河，成縣浪溝門等一批生態(tài)清潔小流域亮點工程。

受自然條件限制，在甘肅省黃河流域和內(nèi)陸河流域開展生態(tài)清潔小流域建設(shè)是個難點。在各方面努力下，選擇水資源相對豐富的平?jīng)鍪?、慶陽市等地也開展了試點工作，但建設(shè)成效相對隴南欠佳。河西內(nèi)陸河流域尚未開展生態(tài)清潔小流域建設(shè)，但在積極探索當中，2020年全省生態(tài)清潔小流域規(guī)劃中，河西內(nèi)陸河流域武威市、張掖市、酒泉市等地均有規(guī)劃。

目前，甘肅省生態(tài)清潔小流域建設(shè)小有成效，但仍然存在一些不足。一是試點和建設(shè)工作不平衡。甘南高原、祁連山地、河西走廊等地尚未開展試點工作，因而全省項目試點和建設(shè)很不平衡。二是規(guī)范化、標準化建設(shè)無據(jù)可循。甘肅自然條件差異大，尤其是在地形地貌、氣候(主要是降水和干燥度)、植被、水土流失等方面表現(xiàn)特別突出，從而影響到設(shè)計標準、目標等的確定，目前全省還沒有一個生態(tài)清潔小流域建設(shè)標準或規(guī)范，這將影響這項工作的正常實施。三是建設(shè)完成后管護措施不到位。由于沒有落實穩(wěn)定的管護資金，涉及后期管理維護的設(shè)施只能移交給當?shù)卮逦瘯w管理，致使效益發(fā)揮不充分[4]。

2 甘肅省生態(tài)清潔小流域建設(shè)技術(shù)體系

2.1 甘肅省生態(tài)清潔小流域建設(shè)目標

(1)水源得到有效保護，區(qū)域水資源得到合理利用，治理后小流域出口水質(zhì)符合流域所屬區(qū)域標準。

(2)水土流失得到有效控制，水土流失綜合治理程度達到85%以上。

(3)面源污染得到有效治理，固體廢棄物、垃圾集中處理，農(nóng)田使用化肥和農(nóng)藥符合相關(guān)規(guī)定[5]。

(4)農(nóng)村人居環(huán)境得到明顯改善，實現(xiàn)溝(河)道、污水、垃圾、廁所和人居環(huán)境同步整治，推進生產(chǎn)生活生態(tài)協(xié)調(diào)發(fā)展，建設(shè)山清水秀的美麗流域、美麗鄉(xiāng)村[6]。

2.2 甘肅省生態(tài)清潔小流域建設(shè)區(qū)劃

以甘肅省涉及《全國水土保持區(qū)劃》的北方風(fēng)沙區(qū)、西北黃土高原區(qū)、西南紫色土區(qū)和青藏高原區(qū)4個一級區(qū)為依據(jù)[7]，分別對應(yīng)內(nèi)陸河地區(qū)、隴中隴東黃土高原區(qū)、隴南土石山地區(qū)和甘南高原區(qū)。根據(jù)甘肅省實際情況，借鑒省內(nèi)的隴南市，以及省外的北京市、江蘇省等地經(jīng)驗，因地制宜地實施水源保護型、綠色產(chǎn)業(yè)型、生態(tài)休閑型、美麗鄉(xiāng)村型、防災(zāi)減災(zāi)型等分類治理模式，建設(shè)生態(tài)清潔小流域綜合防治措施體系。根據(jù)小流域群眾生活、生產(chǎn)發(fā)展情況，結(jié)合當?shù)刈匀缓徒?jīng)濟社會條件稟賦，生態(tài)清潔小流域建設(shè)原則上劃分為生態(tài)區(qū)、生產(chǎn)區(qū)、生活區(qū)[8]。根據(jù)全國各地生態(tài)清潔小流域建設(shè)的經(jīng)驗，圍繞生態(tài)區(qū)、生產(chǎn)區(qū)、生活區(qū)布設(shè)生態(tài)修復(fù)、生態(tài)治理、生態(tài)保護 “三道防線”治理模式。

2.3 甘肅省生態(tài)清潔小流域分區(qū)布局

2.3.1 內(nèi)陸河地區(qū)

本區(qū)涉及甘肅省河西走廊內(nèi)陸河流域的武威、張掖、酒泉、金昌和嘉峪關(guān)五市，土地總面積21.87萬km2。這里降水量少、氣候干燥、風(fēng)大沙大、植被匱乏，水土流失類型以風(fēng)力侵蝕為主，局部地區(qū)水蝕風(fēng)蝕并存，土地沙漠化嚴重，主要地貌有高原、山地、盆地，分布有大面積的戈壁、沙漠和沙地，祁連山地區(qū)分布有森林，是甘肅省主要的畜牧業(yè)生產(chǎn)區(qū)和綠洲糧棉生產(chǎn)基地，城鎮(zhèn)農(nóng)村集中分布在綠洲區(qū)[9]。本區(qū)生態(tài)清潔小流域建設(shè)以祁連山水源保護與水源涵養(yǎng)，綠洲農(nóng)地與工農(nóng)業(yè)水源保護，整治村容村貌、建設(shè)美麗鄉(xiāng)村、治理面源污染為主，努力建設(shè)以水源保護型、綠色產(chǎn)業(yè)型、美麗鄉(xiāng)村型為主的生態(tài)清潔小流域。

2.3.2 隴中隴東黃土高原區(qū)

本區(qū)涉及甘肅省黃河流域的白銀、蘭州、平?jīng)觥c陽市的全部和天水、定西、臨夏等市(州)的部分縣區(qū)，土地總面積10.18萬km2。該區(qū)氣候為半干旱到半濕潤，植被類型為荒漠草原到森林草原；水土流失類型以水力侵蝕為主，北部地區(qū)水蝕風(fēng)蝕并存；地貌類型以黃土丘陵溝壑和黃土梁峁溝壑為主；黃土特有的顆粒性、粉砂性和疏松性導(dǎo)致河(溝)道內(nèi)水體含沙量大，實現(xiàn)生態(tài)清潔小流域建設(shè)的水質(zhì)目標難度較大。本區(qū)應(yīng)以保護水環(huán)境、改善人居環(huán)境為目標，建設(shè)以水源保護型、綠色產(chǎn)業(yè)型、美麗鄉(xiāng)村型為主的生態(tài)清潔小流域。

2.3.3 隴南土石山地區(qū)

本區(qū)涉及隴南市全部和甘南州、定西市的部分縣區(qū)，土地總面積4.05萬km2，水土流失類型以水力侵蝕為主，部分地區(qū)存在重力侵蝕。該區(qū)處于青藏高原、黃土高原與西秦嶺交會地帶，境內(nèi)地形復(fù)雜多樣，海拔相差懸殊，氣候類型是亞熱帶向暖溫帶過渡型氣候，雨量較多，森林植被類型多樣[10]。該區(qū)的隴南市兩當縣、康縣、徽縣和成縣已經(jīng)建成了多條生態(tài)清潔小流域。本區(qū)應(yīng)根據(jù)當?shù)匦×饔蜃匀缓徒?jīng)濟社會條件，借鑒當?shù)匾呀椖拷?jīng)驗，突出良好生態(tài)、田園風(fēng)光、美麗鄉(xiāng)村、自然和人文景觀融合等特點，努力建設(shè)以水源保護型、綠色產(chǎn)業(yè)型、生態(tài)休閑型、美麗鄉(xiāng)村型、防災(zāi)減災(zāi)型、旅游觀光型為主的生態(tài)清潔小流域。

2.3.4 甘南高原區(qū)

本區(qū)涉及甘南州大部和臨夏州的少部分縣區(qū)，土地總面積6.48萬km2，水土流失類型主要是水力侵蝕，兼有凍融侵蝕。該區(qū)屬青藏高原與黃土高原過渡地帶，氣候類型為溫帶半濕潤半干旱氣候，植被主要是高山灌叢與高山草甸草原。本區(qū)應(yīng)以水源涵養(yǎng)、草原治理、河湖和濕地保護、侵蝕溝治理、農(nóng)村居民區(qū)人居環(huán)境改善為重點，突出少數(shù)民族特色與青藏高原草原風(fēng)光、自然和人文景觀融合等特點，努力建設(shè)以水源保護型、草原風(fēng)光型、民俗特色型為主的生態(tài)清潔小流域。

2.4 甘肅省生態(tài)清潔小流域配套治理措施

2.4.1 綜合治理工程

梯田和水土保持林草措施配套實施，改善生態(tài)環(huán)境，兼顧經(jīng)濟效應(yīng)和景觀效應(yīng)。甘肅省大部分地區(qū)為典型的雨養(yǎng)旱作農(nóng)業(yè)區(qū)，梯田的建設(shè)可改善山丘區(qū)小流域農(nóng)田耕作條件，以梯田為平臺，發(fā)展集雨工程和節(jié)水灌溉，是生態(tài)清潔小流域農(nóng)業(yè)發(fā)展和水土保持治理的基礎(chǔ)。根據(jù)地面坡度不同，將梯田分為陡坡區(qū)梯田與緩坡區(qū)梯田；根據(jù)田坎建筑材料不同，分為土坎梯田和石坎梯田，可根據(jù)當?shù)貙嶋H選擇修筑[11]。水土保持林草包括水土保持林、經(jīng)濟林、四旁林和村鎮(zhèn)綠化。

2.4.2 封育保護

封育保護是利用大自然的力量，充分發(fā)揮生態(tài)自我修復(fù)能力改善生態(tài)環(huán)境，是清潔小流域建設(shè)中第一道防線。在山高坡陡、人煙稀少的地區(qū)及泥石流易發(fā)區(qū)，采取封育保護措施，通過封、移、補、管理等人為活動，促進生態(tài)的自我修復(fù)[12]。

綜合考慮建設(shè)區(qū)地形地貌、氣候、植被、社會經(jīng)濟、發(fā)展方向等條件，明確封禁治理區(qū)范圍，在其周界明顯處設(shè)置封禁標牌、圍欄、管護房等，禁止人為活動和干擾破壞，禁墾禁牧禁樵，加強林草植被的保護。封禁圍欄根據(jù)流域具體情況可選擇鋼絲網(wǎng)圍欄、植物圍欄等。

2.4.3 溝(河)道治理及護岸工程

甘肅省的生態(tài)清潔小流域建設(shè)主要集中在山區(qū)，屬于溝(河)道上游段，總體上季節(jié)性明顯、縱坡較大，溝(河)道治理的目標主要是滿足防洪要求，保證溝(河)道縱橫斷面的連續(xù)，盡量恢復(fù)自然生境。溝(河)道的治理措施包括溝道治理和岸坡治理兩方面。常見的溝道治理工程有溝道清淤清障、生態(tài)谷坊和碼石散水壩；岸坡治理的主要措施是生態(tài)護岸工程，具體的有植物護岸、木樁護岸、梢料護岸、干碼塊石護岸、石籠護岸、植生毯護岸、植生袋護岸、生態(tài)磚護岸等。

2.4.4 人居環(huán)境綜合整治工程

人居環(huán)境綜合整治工程包括農(nóng)村生活垃圾和生活污水的處理兩個方面。生活垃圾通過設(shè)置垃圾收集車、垃圾房、小型垃圾轉(zhuǎn)運站等收集設(shè)施，對村莊居民生活垃圾進行集中處理，避免垃圾到處堆放影響村莊美化和居民生活環(huán)境，并防止降雨沖刷造成流失，污染環(huán)境[13]。污水收集包括分散式收集、集中收集和接入市政管網(wǎng)三種，對干旱半干旱地區(qū)人口居住不集中、經(jīng)濟發(fā)展落后的小流域，可采用分散式收集；對人口居住集中、經(jīng)濟發(fā)展迅速、建有污水排放基礎(chǔ)設(shè)施的連片村莊，可集中收集；對于城鎮(zhèn)周邊具備條件的小流域可接入市政管網(wǎng)。

甘肅大部分地區(qū)氣候干旱，日照時間長，污水處理應(yīng)盡量與資源化利用相結(jié)合，有條件的地區(qū)，污水處理的動力可以考慮太陽能等新能源。根據(jù)甘肅省小流域污水排放分散、水質(zhì)水量波動大的特點，重點采用的污水處理技術(shù)包括：污水預(yù)處理技術(shù)(化糞池、沼氣池等)、生物處理技術(shù)(厭氧生物膜反應(yīng)器、生物接觸氧化、氧化溝等)和生態(tài)處理技術(shù)(人工濕地、穩(wěn)定塘、土地濾滲)等。

2.4.5 面源污染防治工程

面源污染主要來自農(nóng)田面源污染，包括農(nóng)藥化肥、秸稈廢棄物、畜禽養(yǎng)殖廢棄物和農(nóng)田薄膜等，農(nóng)田面源污染的防治從源頭控制、過程控制、末端控制三方面進行。

源頭控制是指在進行合理的土地利用規(guī)劃和空間布局基礎(chǔ)上，采取化肥農(nóng)藥減量化和殘留控制、種植制度優(yōu)化、土壤耕作制度改善、合理使用土壤改良劑、節(jié)水灌溉、農(nóng)田廢棄物處理等技術(shù)措施，保證面源污染得到控制。

農(nóng)田面源污染過程阻斷包括農(nóng)田內(nèi)部攔截和污染物離開農(nóng)田后的攔截阻斷技術(shù)兩類，具體措施有生態(tài)田埂、生態(tài)攔截帶和生態(tài)溝渠控制技術(shù)等[14]。

末端控制是指在農(nóng)田面源污染物質(zhì)離開農(nóng)田、溝渠后的匯流被收集的基礎(chǔ)上，再進行末端強化凈化與資源化處理，可采取前置庫、生態(tài)排水匯流系統(tǒng)滯留攔截、人工濕地等技術(shù)措施進行處理。

3 結(jié)論與展望

甘肅省地貌類型復(fù)雜，氣候、植被等自然條件均相差較大，建設(shè)生態(tài)清潔小流域只能分區(qū)布局。全省按照《全國水土保持區(qū)劃》劃分為內(nèi)陸河地區(qū)、隴中隴東黃土高原區(qū)、隴南土石山地區(qū)和甘南高原區(qū)4個類型區(qū)。其中，內(nèi)陸河地區(qū)和隴中隴東黃土高原區(qū)均適宜建設(shè)以水源保護型、綠色產(chǎn)業(yè)型、美麗鄉(xiāng)村型為主的生態(tài)清潔小流域；隴南土石山地區(qū)適宜建設(shè)以水源保護型、綠色產(chǎn)業(yè)型、生態(tài)休閑型、美麗鄉(xiāng)村型、防災(zāi)減災(zāi)型、旅游觀光型為主的生態(tài)清潔小流域；甘南高原區(qū)適宜建設(shè)以水源保護型、草原風(fēng)光型、民俗特色型為主的生態(tài)清潔小流域。

甘肅省生態(tài)清潔小流域建設(shè)起步較晚，且發(fā)展不平衡，如何因地制宜，選擇合適的建設(shè)類型和治理措施還需要進一步研究。建議甘肅省積極開展不同類型的生態(tài)清潔小流域建設(shè)試點，創(chuàng)新性探索適合本省不同地形、氣候的治理措施；加強建后管護保障措施，加大資金投入，使已建成的生態(tài)清潔小流域長久地發(fā)揮效益和宣傳示范效應(yīng)。