山東省生態清潔型小流域建設及關鍵技術研究

王明森，耿靈生，周士勇

（山東省水利科學研究院，山東 濟南 250014）

山東省生態清潔型小流域建設及關鍵技術研究

王明森，耿靈生，周士勇

（山東省水利科學研究院，山東 濟南 250014）

水生態文明建設對生態清潔型小流域建設提出了更高目標和要求，本文在分析山東省建設實踐的基礎上，提出了新時期建設生態清潔型小流域的關鍵技術，以期對進一步深化生態清潔型小流域建設起到積極借鑒作用。

山東省；水土保持；水生態；清潔；小流域

1 建設背景

生態清潔型小流域的概念始于2003年，源于小流域綜合治理及坡地農業現代化的不斷深入，對小流域景觀系統的改造也在加大，隨之帶來了生態退化、非點源污染、水質惡化等一系列問題。為根本解決以上問題，北京市以保障首都水源安全和綠色奧運為目標，率先開展了集生態修復、生態治理、生態保護為一體的清潔小流域治理，建設水土保持“三道防線”，取得了明顯成效。2005年，根據經濟社會發展的新形勢，在總結北京經驗的基礎上，水利部明確提出控制面源污染是我國水土保持工作的6大任務之一，并首批安排北京密云水庫等全國10座水庫（水源區）開展面源污染水土保持防治試點工作，其核心內容就是生態清潔型小流域建設。2006年水利部又在全國30個省（自治區、直轄市）的81個縣（市、區）開展了生態清潔型小流域試點工程建設，其中山東省有7條小流域入選，為所有省（自治區、直轄市）中數量最多。

2011-03-01實施的新《水土保持法》明確規定，在飲用水水源保護區要開展清潔小流域建設，嚴格控制化肥和農藥的使用，減少水土流失引起的面源污染，保護飲用水水源。2011年中央一號文件和中央水利工作會議都對生態清潔型小流域建設工作做出明確部署，要求搞好農村水環境整治和生態清潔型小流域建設，維護河湖健康生態，改善城鄉人居環境。

黨的十八大報告中首次單篇論述生態文明，首次把“美麗中國”作為未來生態文明建設的宏偉目標，把生態文明建設納入社會主義事業五位一體的總體布局的高度來闡述。這也對新時期水土保持生態文明建設提出了新的、更高的要求，作為水土保持生態文明建設中最高標準的清潔小流域建設技術也需要提升到一個新的層次。

2 山東省建設實踐

山東省結合生態文明建設要求和全省水利改革發展實際，創造性地在全國率先提出了大力建設水生態文明的思路。建設水生態文明，水土保持生態文明建設是其中最重要的抓手。水是生態之基，土是生存之本，建設生態文明、保障經濟社會可持續發展，必須大力做好保水保土保生態的文章。在水生態文明建設精神的指引下，為進一步把清潔型小流域建設推向深入，加快推動和建設一批體現山東特色、高起點、高標準的精品小流域，2012年山東省提出在全省開展“生態清潔型、生態經濟型、生態景觀型、生態安全型”的“四型”小流域建設活動。總體上以小流域功能定位為目標，按“統一規劃、分步實施、穩步推進”的原則和“生態修復、生態治理、生態保護、經濟發展、先后有序”的思路統籌規劃。對于自身條件先天不足、經濟條件有限的，應量力而行地將生態清潔小流域等級提至適宜等級，梯次推進，由低級到高級逐步治理；對于先天條件好、經濟條件允許的應一步到位，將生態清潔小流域等級提至最高等級。

在治理方向上，要因地制宜，突出重點，在一、二級水源保護區建設生態清潔型小流域，以優先保護水源為前提，整治農村面源污染和生活污水、垃圾，改善人居環境。在特色林果種植區大力建設生態經濟型小流域，旨在與經濟結構調整緊密結合，發展特色產業，

提高農民收入。在具有山水、民俗旅游資源的小流域建設生態景觀型小流域，旨在發揮資源環境優勢，將經濟活動影響控制在流域資源環境承載力范圍內開展生態旅游，使生態保護與旅游產業發展良好結合；在村莊集中、人口密集的小流域推進生態安全型小流域建設，保障環境脆弱區群眾居住環境安全。“十二五”期間，全省計劃基本建成“四型”示范小流域50條。

3 生態清潔型小流域建設和研究思路

當前，隨著經濟社會的發展，山東省對土地的依賴正逐年降低，水土保持工作面臨的形勢和任務逐漸發生變化，能否提供良好生態環境和人居條件已成為人們關注的焦點。通過清潔型小流域建設，實現資源環境的綜合整治，使小流域環境更美，水更清，同時也使水土資源發揮到最大效能以保護生態。因此可以說，生態清潔型小流域建設是水土保持事業發展新方向和新領域中的重要目標，也是水土保持事業發展新的內在要求。

然而從總體來說，生態清潔小流域建設在全國還處于起步階段，實踐中出現了諸多問題亟待解決。如：未根據小流域資源賦存和功能要求進行分類；治理措施針對性不夠強；建設標準不夠高；技術支撐體系不夠完善等。要解決上述問題，需要全面吸收、優化、組合、嫁接現有技術，并進行再創新，形成系統全面的生態清潔小流域建設技術體系，從而避免建設過程中出現大的起伏，減少不必要的損失，有效保障生態清潔小流域建設進程。

4 生態清潔型小流域建設布局及其防治重點

生態清潔型小流域的水土保持建設布局應體現生態和清潔兩大功能，從區域水土流失現狀和水土保持需要出發，按照分區、分類和突出重點的原則，綜合建設布局“設計科學、層次清晰、措施完備、功能齊全”的包括生態保護、生態修復和生態治理等內容的水土保持綜合防治體系。

4.1 水土保持核心保護區

主要是指已經劃定為自然保護區、林場或者受人類活動干擾較少、土壤侵蝕速率較少的小流域上游地區。該區應以水源涵養為主要目的，嚴禁砍伐林木、開礦、采石，禁止使用農藥、無機化肥，制止耕種、養殖等人為擾動，采取切實保護措施，封育保護現有的水土資源及地表植被，主要依靠生態系統的自我修復能力，恢復和維持良好的小流域生態環境質量。即水保布局措施要以自然修復和生態保護為主，重點進行“封山育林、涵養水源”。

4.2 高崗陡坡面狀侵蝕區

主要是指發生層狀面蝕、細溝狀面蝕的高崗陡坡地帶。水保建設布局應以人工造林與封育治理相結合，保護并人工撫育天然次生林和灌木林為主，擴大林草覆蓋度；改造坡耕地，構建坡地植物緩沖帶，修建雨水集蓄工程及排水渠系，建立完善的坡面徑流“攔蓄排”體系。即重點進行“退耕還林還草”和“坡改梯”。

4.3 溝谷河道溝蝕和山洪侵蝕區

主要是指具有集中地表徑流沖刷和產生洪水淘蝕、淤積過程的溝谷河道地區。水保建設應以攔截泥沙、攔蓄洪水為目的，進行谷坊、攔沙壩的修建，并配之以溝底溝坡植物防護的溝道綜合治理布局。即重點進行“溝道攔蓄”、“溝底植護”。

4.4 河湖庫塘周邊沖蝕區

主要是指河流、湖泊、水庫、塘壩周邊易于發生沖蝕和水質污染的水陸交匯邊緣地帶。水保建設布局應通過植樹植草、濕地構建和保護等濱岸防護措施，進一步處理保護水質、防止水岸沖蝕。即重點進行“生態濱岸防護”。

4.5 村居農田人為水土流失區

主要是指人類活動較強的易于發生水土流失的村居和農田地區。村居水保建設布局應開展污水、垃圾集中處理和村容村貌整潔工程，改善人居環境；農田應發展生態農業和水保措施耕作，減輕水土流失。即重點進行“人居環境綜合整治”和“生態農業建設”。

5 水生態文明要求下亟待研究的重點

水生態文明要求下的小流域水土流失治理應以打造生態清潔型小流域為核心，主要治理措施除傳統小流域治理基礎上的梯田、溝道攔蓄工程、水保林、經濟林、蓄水池、生產路以外，需要重點打造生態河流溝道、溝口生態濕地、高標準梯田、風光電提蓄水、道路生態護坡、村居環境美化等工程，并全面加強管理措施、面源污染防治和宣傳設施建設，使小流域全面提升為水源涵養能力強、人居環境優良、種植結構合理、生態功能完善的水土保持生態清潔型小流域。為此，目前階段需要重點解決好以下技術研究。

5.1 河（溝）道生態保護和修復技術

河（溝）道是小流域內唯一連續的水生生態環境。自然環境下，陸源污染物只有通過河（溝）道才能遠距離輸移進入下游水庫水域，因此建設生態清潔型小流域的首要目標為建設生態河（溝）道。不同于傳統人工河道，生態河（溝）道的主要特征表現在：1）形態

結構穩定。河（溝）道的平面形態上避免擺動，橫斷面形態上保證河灘地和堤岸的穩定；縱斷面形態上不發生嚴重的沖刷或淤積，或保證沖淤平衡。2）生態系統完整。動、植物及浮游微生物構成河（溝）道生態系統的各要素齊全，生物相互依存，相互制約，發揮生態系統整體功能，具備良好的自我調控和自我修復功能。3）生態功能多樣化。生態河（溝）道應具備棲息地功能、過濾屏蔽功能、廊道功能和匯源功能。4）體現生物本地化和多樣性。生態河（溝）道生物本地化和多樣性，有助于河流生物有穩定的基因遺傳和食物鏈，維持生態系統的動態平衡。

研究河（溝）道生態保護與修復技術，包括規劃方法、設計方法、施工方法以及技術措施等各個環節，涉及河（溝）道的河槽形態、結構設計、防洪空間、水質、最小生態流量、河道縱橫向的連續性、自然形成的水文形態特征、生物多樣性及其休閑娛樂功能等多方面。在單項技術方面，重點研究河（溝）道岸坡生態防護技術、河（溝）道生物棲息地修復技術、河（溝）道水環境生態修復技術等。

5.2 小流域農村分散污水處理技術

將污水處理放在小流域水環境整體改善系統中考慮，把污水處理與山區地形條件、村落微環境生態修復、生態河（溝）道建設、林草攔污緩沖帶建設、農田灌溉和景觀用水需求等有機結合，篩選、集成成熟可靠又適合山區農村特點、實際的生態處理技術和設備化、模塊化生物處理技術，研究厭氧-人工濕地、強化混凝處理、臭氧活性炭聯用處理、生物活性炭、光催化氧化、生物膜法等新型實用小流域農村分散污水處理優化組合技術，以解決小流域污水處理問題。

以厭氧-人工濕地處理組合技術為例，該組合技術具有以下特點：1）可解決傳統單一處理工藝難以實現達標排放的弊端。生活污水有機負荷太高，應用該組合技術可大幅降低污水中有機物含量，減少人工濕地負荷，使處理后污水達到農田灌溉水質標準。2）傳統人工濕地占地面積太大，而該組合技術由厭氧處理單元減少了人工濕地的壓力，從而大大縮小人工濕地的占地面積。3）該組合技術厭氧處理單元可去除污水中大量懸浮物，避免人工濕地長期運行造成的堵塞現象。4）單獨的厭氧處理技術，出水產生惡臭氣味，采用潛流式人工濕地可完全杜絕該現象。5）實現處理和回用一體化。利用污水處理過程，合理選配水生或濕生植物，營造生態景觀。

5.3 小流域生態防洪技術

現在許多親水設施均建在小流域河（溝）道的防洪堤內，并且為了突出效果，有的親水設施投資往往較高，而防洪標準卻較低。隨著全球氣候變化造成極端降水事件頻率增加，當發生較高標準洪水時，親水景觀設施的防洪安全就會受到嚴重威脅，洪水發生后的洪災損失就會加大。

生態清潔型小流域建設中必須解決防洪安全與生態河（溝）道建設的相互制約問題。應以防洪安全為前提，合理確定防洪堤內景觀工程的防洪標準，要求所有的景觀設施不能阻洪，且具備一定的防洪、防沖能力。同時要按照美觀、實用、經濟的原則布設各種景觀設施，使發生洪水后的洪災損失能降到最低程度，洪水消退后生態及景觀設施能迅速修復。同時，重點研究小流域山洪災害危險性評價和分洪技術，為生態清潔小流域治理中土地的科學規劃與利用、工程的防洪設計、群眾建房、舍的合理布局主動避險提供技術指導。

5.4 小流域水資源開發利用與保護技術

生態清潔型小流域建設首先離不開水資源的開發利用及保護。從定量研究水資源與小流域內人口、社會經濟發展和生態環境建設的匹配狀況出發，分析小流域水資源供需平衡和水資源承受能力，從而規劃水資源開發利用方向及保護技術措施。

雨水資源化是小流域水資源開發利用技術中重要的研究內容之一。通過不同區域特征的小流域雨水資源潛力分析，規劃該地區小流域雨水資源開發利用方向。研究雨水集蓄與高效利用工程（如水窖、集流梯田、澇池等）的應用；研究實現雨水徑流的就地利用、疊加利用和異地利用的工程技術；研究如何調整小流域種植業內部結構，以提高雨水資源的利用率和利用效率等。

6 結 語

建設生態文明社會，水生態文明建設要先行，隨著水生態文明建設的不斷深入推進，生態清潔型小流域的內涵和外延不斷豐富，涉及到的行業和部門眾多，這就需要在生態清潔小流域建設過程中強化政府統籌力度，重點做好兩個方面的工作：一是加強行業和部門協作，整合各行業、各部門力量，在政策保障、投資機制、建設管理、運行服務等方面強化支持力度；二是整合相關行業科研人員和科研資金，對水生態文明要求下的清潔小流域建設理論和技術難題進行全面系統地攻關研究，形成融各行業生態文明建設先進理論和技術為一體的綜合技術體系，為清潔小流域建設提供人才和技術保障。

（責任編輯黃晞淳）

S157

B

1009-6159（2013）-06-0002-03

王明森（1964—），男，研究員