淺析生態(tài)清潔型小流域設計要點
——以山西省平順縣梯后村為例

常丹東

(水利部 水土保持監(jiān)測中心，北京 100055)

黨的十八大和十八屆三中全會都對大力推進生態(tài)文明建設作出了戰(zhàn)略部署，生態(tài)清潔型小流域建設作為溝通水土流失綜合治理與生態(tài)文明建設的橋梁與媒介[1-2]，受到全社會的普遍關注。自2006年生態(tài)清潔型小流域建設啟動至今，全國幾乎所有省份都開展了該項工作[3]。新形勢下，山西省把生態(tài)清潔型小流域建設作為全省水利水保工作的重中之重，力爭集中力量打造一批示范工程，為后期水土保持生態(tài)建設工作樹立樣板和典型。筆者從國家對生態(tài)清潔型小流域建設的要求出發(fā)，結合山西省平順縣梯后村實際情況，經過系統(tǒng)調查、分析、研究，認為詳實的基礎數(shù)據(jù)、準確的問題分析、客觀的治理目標、科學的措施配置，是生態(tài)清潔型小流域設計的4個要點。

1 基礎數(shù)據(jù)收集與處理

小流域調查工作是基礎數(shù)據(jù)收集的基礎工作，是開展生態(tài)清潔小流域設計的前提和基礎。基本情況調查是根據(jù)地形、地貌和水土流失狀況劃分調查單元，進行自然條件、社會經濟、地塊、溝河道、村莊和企事業(yè)單位調查[4]。

1.1 自然和社會經濟調查

梯后村隸屬山西省平順縣虹梯關鄉(xiāng)，地理坐標113°33′04″E、36°12′06″N，距縣城38 km，位于海河流域苤蘭巖河下游。項目區(qū)總面積324.12 hm2，海拔770—1 350 m。項目區(qū)屬溫帶大陸性半干旱氣候區(qū)，多年平均降水量為620 mm，平均溫度為10.7 ℃[5]。

根據(jù)土地利用類型統(tǒng)計，該村有居住用地3.49 hm2，農地22.78 hm2，園地2.47 hm2，林地111.34 hm2，荒草地167.21hm2，水域4.83 hm2，其他用地10.25 hm2，未利用地1.75 hm2。

項目區(qū)內自然植被類型是暖溫帶闊葉落葉林和常綠針葉林混交林，主要樹(草)種為核桃、花椒、柿樹、國槐、楊、柳、連翹、黃櫨、黃刺玫、皂角、白草等，植被覆蓋率為50.4%。

項目區(qū)勞動力共135個，人均耕地為0.1 hm2，農村各業(yè)總產值為88.11萬元，年人均收入僅2 622元。

1.2 地塊調查

根據(jù)土地利用和坡度特征，采用ArcGIS軟件中的3D Analyst模塊，以等高線矢量數(shù)據(jù)為底圖，創(chuàng)建小流域DEM圖，將坡度按照0°—7°、7°—15°、15°—25°、25°—35°、35°以上等5個坡度等級劃分形成坡度圖。將坡度圖和土地利用類型圖進行疊加，并對相同坡度和土地利用類型的地塊進行合并，經地塊分析后最終將項目區(qū)劃分為100個地塊，其面積、位置、土壤類型、土層厚度、植物類型和植被蓋度等見表1。

1.3 溝(河)道調查

項目區(qū)共有3條多樣化自然彎曲溝道，且溝道內無植物。項目組調查了溝口的海拔、溝道枯水季節(jié)的水面寬度、10年一遇過洪水面、水質和主要水生植物種類(表2)。

1.4 村莊調查

梯后村臨河修建，面積3.49 hm2，村莊距本清潔小流域出口斷面3 000 m。村民共76戶224人，其中勞動力135人，占總人口的60.3%。經調查，村內建廁所48個，均為旱廁。生活垃圾沒有收集和處理設施，村民隨意傾倒至河邊或直接倒入河道。村莊污水排放現(xiàn)狀見表3，目前沒有污水收集和處理裝置。

表1 坡面地塊現(xiàn)狀

表2 溝道特征

表3 村莊污水排放現(xiàn)狀

2 現(xiàn)狀分析

2.1 生態(tài)自然修復區(qū)

該區(qū)生態(tài)環(huán)境良好，植物種類多，覆蓋率高。然而部分區(qū)域受到人為因素影響，長年進行薪柴砍伐，造成地貌和植被的破壞。

2.2 綜合治理區(qū)

2.2.1 農業(yè)生產問題

(1)農業(yè)生產道路不完善。項目區(qū)耕地主要是石坎水平梯田，進入梯田區(qū)需由居民區(qū)經田間小路才能到達。其田間小路最寬處僅1 m，累計長度為300 m，農機無法進入。

(2)梯田田埂存在水毀、垮塌現(xiàn)象。經現(xiàn)場調查，梯田較為平整，田面寬度5～30 m，有5%～10%的田埂垮塌，減少了耕作面積，將直接影響作物產量和農民收入。

2.2.2 植被問題

該地區(qū)植被自然生長狀況較差，樹干細而分枝多，樹形散而矮小。流域內植被長期遭受自然和人為因素影響，開發(fā)建設項目建設破壞了原有地貌和植被，導致部分區(qū)域淪為疏林地、荒山荒坡、棄渣場，并占用良田和溝道4.2 hm2，當?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境受到了嚴重影響，形成了水土流失。

2.2.3 排水問題

梯后村排水系統(tǒng)基本未建設，未能實現(xiàn)雨污分流，污水不經處理隨意排放現(xiàn)象突出。從實地調查資料來看，梯后村主要靠路面自流排水，并且生活污水亦通過該方式排放。

2.2.4 污染問題

(1)面源污染。項目區(qū)無生產加工企業(yè)等具有較大污染性的廠礦，面源污染源主要是農村生活垃圾和農藥、化肥。

據(jù)統(tǒng)計，該村日產垃圾224 kg，就地傾倒在道邊、溝渠、河道，嚴重影響了居民區(qū)的環(huán)境衛(wèi)生，進而污染土壤、地表水和地下水，也對居民飲用水和生活用水的安全造成不利影響。

項目區(qū)年化肥施用量為300 kg/hm2，農藥施用量為8 kg/hm2。粉劑農藥附著在植物體上的有10%左右，液體農藥附著在植物體上的有20%左右。目前，項目區(qū)無農膜使用，農業(yè)面源污染產生的危害普遍存在，大部分多余的農藥通過各種渠道進入水體，使各種污染物含量超標，長期積累會影響到水體、土壤的質量和作物的產量，對村民的生產生活造成威脅。

(2)點源污染。項目區(qū)廁所多為旱廁，化糞池均為群眾自行修建。“一個土坑兩塊磚，三尺石墻圍四邊，捏著鼻子踮腳尖，蠅蛆成群臭熏天。”這段順口溜形象地描述了當?shù)貛那樾巍ＥK臭的廁所不僅造成環(huán)境的污染，亦是疾病的潛在傳染源。

2.3 溝(河)道及周邊整治區(qū)問題

一是占用和開挖河道現(xiàn)象導致河道中段居民區(qū)附近河床變低、變窄；河道護堤基礎外露，水面線下降；水流長期沖刷護堤基礎與河底銜接處，容易造成淘蝕，致堤壩穩(wěn)定性和防洪能力下降，并形成安全隱患，進而威脅居民安全。

二是河道水質污染。村民直接向河道傾倒垃圾和生活污水，均會污染該村及下游水質。

三是河道內建筑垃圾堆積、沉積嚴重，遇大洪水時將嚴重影響河道的行洪能力并對該村及下游村莊生命財產形成潛在威脅。

四是河道兩岸部分地段邊坡有沖刷展寬趨勢，缺乏河岸的防護措施。

3 治理目標確定

項目建設的總體目標是通過全面規(guī)劃、綜合治理，形成多目標、多功能、高效益的綜合防治體系，在繼續(xù)做好治理水土流失、改善農業(yè)生產條件的基礎上，把生態(tài)自然修復、水源保護、面源污染控制、人居環(huán)境改善、新農村建設(河岸兩側綠化美化)等有機結合起來[6]，使梯后村成為能為人們提供潔凈水源、優(yōu)美生態(tài)環(huán)境和良好居住環(huán)境的生態(tài)清潔型小流域。依據(jù)《生態(tài)清潔小流域建設技術導則》(SL 534—2013)[4]，結合梯后村實際情況、存在問題，提出項目建設目標如下：

(1)土壤侵蝕強度相應下降為輕度，新增保土能力28 t/ (hm2·a)，年化肥使用量≤250 kg/hm2，農藥種類和用量符合GB 4285—89規(guī)定；

(2)水土流失綜合治理度達到75%以上，項目區(qū)的林草覆蓋率提高至50%以上，林草保存面積占宜林宜草面積的比例達85%以上；

(3)固體廢棄物集中堆放，定期清理和處置，無垃圾隨意堆放情況，無垃圾直接污染水質現(xiàn)象，生活垃圾無害化處理率達90%；

(4)建設排水設施，有效改善人居環(huán)境，污水收集率達90%，為集中處理污水提供基礎條件；

(5)通過綜合治理，使居民點綠化率提高5百分點，改善人居環(huán)境，人為水土流失得到有效控制；

(6)通過疏浚河道、生態(tài)護岸等進行河道及周邊整治，維護河道內水質，保證下游居民飲水安全，形成景觀式生態(tài)河道，美化當?shù)厣a生活環(huán)境；

(7)修建田間道路，實現(xiàn)當?shù)剞r業(yè)機械化作業(yè)零的突破，改善農業(yè)生產條件，提高生產工作效率。

4 措施布置

項目區(qū)緊鄰5A級景區(qū)通天峽，苤蘭巖河是沿線鄉(xiāng)鎮(zhèn)農業(yè)生產和城鎮(zhèn)居民生活的重要水源，基于此，將項目區(qū)小流域建設的功能定位為城郊生態(tài)清潔小流域。

根據(jù)區(qū)域內資源條件和生態(tài)功能定位，主要建設思路是加強天然植被的封育保護，依靠自然力量進行生態(tài)修復；合理利用當?shù)厮⑼恋茸匀毁Y源和條件，開展農業(yè)基礎設施建設，促進當?shù)胤N植產業(yè)的發(fā)展；開展村莊綠化美化、垃圾清理、水土保持林和經濟林營建；開展河道治理、河道生態(tài)修復及河道水環(huán)境建設，改善當?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境，促進區(qū)域內旅游業(yè)發(fā)展。

4.1 生態(tài)自然修復區(qū)

在生態(tài)自然修復區(qū)采取全封、季封或輪封輪放的方式，并布置封禁標牌和護欄。在自然植被較差的地方，采取補植、撫育措施后進行全年封禁。在自然植被較好、植被恢復較快的地方，實行季封或輪封。此外，對疏林地進行苗木補植，加大樹木病蟲害防治，并建立封山育林技術檔案。

4.2 綜合治理區(qū)

4.2.1 農業(yè)生產

(1)為了解決農田的交通問題，擬新建2段田間生產道路。一處位于河流左岸農地附近，道路與原縣道連接，由農地東北側的荒地處接入農地；一處位于河流右岸農地附近，道路沿地塊走向向東北延伸至溝底然后盤旋回轉至南側主要耕地平臺。

(2)梯田整修遵循就地取材、挖填方平衡、隨山就勢的原則；對水土流失嚴重的地形進行整治，按不同地形大彎就勢、小彎取直的原則布設。

4.2.2 水土保持林和經濟林

水土保持林主要分布在原土地利用類型為荒地或位置偏遠的坡面宜林地上，其立地條件為坡度15°—25°、海拔800—1 000 m、土層厚度50 cm以下。根據(jù)適地適樹的原則，選擇地徑0.2 cm、高0.3～0.5 m的一年生優(yōu)良鄉(xiāng)土灌木樹種連翹，品字形栽植。

經濟林選擇在交通方便、避風向陽(陽坡或半陽坡)、土質好、坡度較緩的立地上營造，品種為棉核桃。該核桃樹耐寒，7～8年掛果，口感好，銷量大，市場前景廣闊。栽植苗規(guī)格為：二年生、地徑2 cm、高1 m。栽植密度為500株/hm2。

4.2.3 污水收集與處理

經調查測算，梯后村2016年總取水量約為68.08 t/d，總排水量53.34 t/d，COD 排放量72.86 g/d，BOD5排放量141.90 g/d， 氨氮排放量4.89 g/d，總磷排放量0.14 g/d。

針對本流域污水水質特征，設計排水管網由干管網和主干管網構成。管道設計走向為家庭和餐館、賓館的污水排入干管網，經檢查井匯入主干管網，流入新建兩座公共廁所的化糞池過濾，最終接排水管進入縣級統(tǒng)一規(guī)劃并實施的污水收集管網。

4.2.4 面源污染治理

(1)生活垃圾收集與處理。生活垃圾主要通過村落里設置的垃圾收集點收集，其建設符合以下原則：①設置在便于居民投放和垃圾車收集清運的公共用地及道路兩側，與周邊建筑物間隔原則上不少于5 m，服務半徑不超過70 m。②生活垃圾收集容器按照服務人口、最大月平均垃圾日產生量及方便使用、滿足密閉化和分類要求的原則配置。③在村莊美化、人流量較多的地點，按照設計原則設置生活垃圾收集點15個。垃圾收集與處理過程為： 村民自行選用垃圾收集容器收集清理垃圾，并每日將生活垃圾放至距離最近的公共垃圾箱中；村中衛(wèi)生清潔員或其他負責垃圾清運人員負責每日將村中所有垃圾箱中的垃圾轉運至垃圾集中點；縣環(huán)保局進村收集并清運垃圾至縣垃圾填埋場壓縮填埋； 縣環(huán)保局無法完成垃圾清運工作時，由村衛(wèi)生清潔人員根據(jù)村生活垃圾處理辦法進行臨時垃圾清理工作。

(2)面源污染。減少化肥和農藥的使用種類和數(shù)量，控制化肥使用量少于250 kg/hm2，農藥的使用符合GB 4285—89規(guī)定。同時，對梯田采取生產管理技術措施，提高土壤的保水能力，減少徑流形成的田面沖刷和面源污染等問題。

4.2.5 點源污染治理

為改善項目區(qū)的生活條件，規(guī)劃設2座公用廁所和81處家庭室內衛(wèi)生間。

公共廁所位于梯后村小學附近、臨近道路(村南)的地方，除滿足本村村民需要外，還能滿足由梯后進入景區(qū)的游客需求。每座約30 m2。

家庭室內衛(wèi)生間按照家庭數(shù)量共設計81處，規(guī)格是1.5 m×2 m。衛(wèi)生間排水管道與家庭生活廢水同管排放、輸送到公共廁所的化糞池。

4.3 溝(河)道及周邊整治區(qū)

通過人工或機械將河道內阻水的淤泥、砂石、垃圾等清理出河道，以恢復或擴大過水斷面，提高行洪排澇能力，增強水體流動性，改善水質等，并將清理出的大塊砂石，分級分層堆至彎道外側及護堤基礎外露處，提高堤壩及河岸的穩(wěn)定性。同時，充分考慮河流地形的自然特點，通過護岸工程將河道治理和景觀水文化建設相結合，注重河道自然景觀的恢復，除迎流頂沖段澇水位以下外，均采用生態(tài)護岸，栽植菖蒲與水蔥進行河道生態(tài)修復，改善河道生態(tài)景觀。

5 結 語

生態(tài)清潔型小流域建設跳出了生態(tài)建設“頭痛醫(yī)頭，腳痛醫(yī)腳”的傳統(tǒng)思路，打破了行業(yè)“各自打拼”的固有局面，找到了解決流域一系列水問題的突破口，是推動生態(tài)文明建設的有效載體、統(tǒng)籌新農村建設的有效途徑、整合區(qū)域生態(tài)資源實現(xiàn)高效開發(fā)的有效平臺。項目的實施是對“生態(tài)建設—景區(qū)發(fā)展—農民致富”新模式的初步探索，以提高自然風光旅游價值為目標，可保護水源清潔安全，保障旅游食品衛(wèi)生安全；可解決流域污水、垃圾等污染問題，創(chuàng)造良好旅游觀光環(huán)境；可改造村內亂堆亂放等不良村容村貌，加強梯后村水土保持生態(tài)建設，改善流域內村民的生產生活條件，提高村民收入。在項目的建設過程中，隨著項目區(qū)農戶的參與和工程推進，設計思路和具體措施根據(jù)實際情況或有調整，但會緊緊圍繞梯后村生態(tài)清潔型小流域建設的主旨開展，力爭打造出示范工程、樣板工程，服務國家生態(tài)文明建設大局。

[參考文獻]

[1] 劉寧.提高認識 真抓實干 全力推動生態(tài)清潔型小流域建設新發(fā)展[J].中國水土保持，2012(11)：1-3.

[2] 劉寧.認真貫徹中央水利工作會議精神 扎實推進生態(tài)清潔型小流域建設[J].中國水土保持，2012(1):1-3,23.

[3] 劉震.適應經濟社會發(fā)展要求 積極推進生態(tài)清潔型小流域建設[J].中國水土保持，2007(11)，7-10.

[4] SL 534—2013，生態(tài)清潔小流域建設技術導則[S].

[5] 胡建忠.生態(tài)清潔型小流域建設：綠化、美化、凈化、產業(yè)化[J].中國水土保持科學，2011(1):104-107.

[6] 趙永軍，常丹東.水土保持綜合治理項目設計與管理[M].北京：中國水利水電出版社，2013：15-35.