北京市低山丘陵區郊野公園建設項目水土保持設計

劉偉民，喻定芳

(北京良鄉藍鑫水利工程設計有限公司，北京 102488)

北京市低山丘陵區郊野公園建設項目水土保持設計

劉偉民，喻定芳

(北京良鄉藍鑫水利工程設計有限公司，北京 102488)

郊野公園；水土保持設計；低山丘陵區；北京市

近年來，伴隨著城市化進程的明顯加快，國內許多大城市正面臨著城市擴張帶來的各種“大城市病”，人居環境質量急劇下降。隨著城市居民生態意識的覺醒和閑暇時間的日益增多，人們更愿意選擇親近自然、遠離城市喧囂的場所作為休閑游憩目的地，而大量建設的郊野公園正是滿足這一需求的重要載體，也是一項改善人居環境的生態工程。以青龍湖森林公園一期工程為例，根據低山丘陵區郊野公園所處自然地形條件、建設內容和施工組織，分析其水土流失特點和成因，從公園規劃、低影響開發(LID)和生態治理理念出發，提出水土保持措施設計原則及方案，以降低公園建設和運行過程中造成的水土流失和生態破壞，提升郊野公園生態效益，解決城市發展和環境建設的矛盾，為類似工程建設提供參考。

近年來，隨著中國經濟發展與社會進步，城市居民到郊野森林公園休閑旅游成為提高生活質量的重要方式，隨之郊野森林公園的建設規劃迅速增加，然而在規劃建設過程中，水土保持意識不強和水土流失治理方案不受重視，導致在公園建設期及運行期產生嚴重的水土流失，生態環境頻遭破壞，郊野公園的社會服務功能發揮不足。因此，加強郊野森林公園建設和運行過程中的水土保持工作具有現實緊迫性和重要性。

“十二五”期間，北京市大力推進“生態園林、科技園林、人文園林”建設，完成了一批重大生態工程，建成了東郊森林公園、青龍湖森林公園、蔡家河“九曲花溪、多彩森林”等18個特色公園和500多處休閑綠地，為市民提供了更多的生態休閑空間。同時建成了11個新城濱河森林公園及158個城市休閑公園和森林公園，基本形成城市休閑—近郊郊野—新城濱河—遠郊森林的圈層式公園布局。根據《北京市“十三五”時期園林綠化規劃》，“十三五”時期，北京將大力推進休閑游憩體系建設，重點提升改造一批老舊公園，新建郊野公園20個，建設開放型郊野森林公園30個，形成布局合理、功能完備的公園體系。

1 郊野公園概念、特征及功能

郊野公園是城市建設用地以外，位于城市郊區，以自然景觀為主體，或經一定時間的生態保護、恢復后，具有良好的自然生態環境，經科學保育和適度開發，為人們提供郊外休閑、游憩、自然科普教育的開放性公園[1]。郊野公園距離市區一般在1 h車程(50 km)以內，具有公益性、原生態性、較強的可進入性等三大特征和生態環境調節、休閑游憩、康體健身、社會教育、防災避險、科學研究及城市規劃控制等功能[2]。郊野公園和城市公園的區別在于前者的自然度較高、占地面積較大、人工設施較少、生物資源豐富，以保護自然生境為目的。

2 低山丘陵區郊野公園項目建設水土流失特點及成因

郊野公園建設涉及綠化、景觀、生態、水保、環保、人文等多個專業，以綠化和景觀兩個專業為主。郊野公園建設貫穿自然生態這條主線，并體現水保、環保和人文等理念，因此郊野公園建設項目本身屬于一項生態工程，建成后可以改善當地的生態環境、減少區域水土流失。但是郊野公園建設周期長、占地面積大、建設內容多且受地形因素影響，在建設過程中仍然存在著可能產生水土流失的諸多因素，如微地形塑造、排水設施不完善等，若設置的水土保持措施不夠合理、全面，可能導致工程建設期間和運行過程中造成水土流失和生態環境破壞。

(1)地形地貌改變引起水土流失。低山丘陵區郊野公園所處區域地形坡度較緩，主要由25°以下的緩丘陵組成，但含有一定數量40°以上的陡丘陵，不同的坡度和坡面形成了連綿不斷、高低起伏的丘陵地形。而在實際建設過程中只有坡度小于40°的地形才適宜植物栽植，因此需要對40°～70°的地形進行陡坡改造和微地形塑造，而后才能進行園林綠化。郊野公園占地面積大，施工范圍廣，施工時地形地貌改變伴隨著大量的土石方挖填和搬運，這些人為擾動在丘陵區域可增大土壤侵蝕模數，若不采取系統全面的水土保持措施，其結果可想而知。

(2)管線工程建設引起水土流失。在低山丘陵區郊野公園建設中伴有大量的給水和灌溉管線工程施工，且多采用機械施工的方法進行管槽開挖。受地形影響，管線敷設區域交通道路較少，在機械開挖施工時，會對公園建設區域產生新的碾壓和擾動，引起水土流失。另外，多數會將管槽開挖土方就近堆放在管槽一側，而在分段施工縮短工期的情況下，即使管道鋪設結束后，一般也不考慮對管線施工擾動區域進行植被恢復，這就造成施工區域呈現帶狀裸露地表，不僅與郊野公園內的環境不協調，而且在降雨、大風等不利氣候條件下易產生坡面侵蝕和發生風蝕，產生新的水土流失。

(3)景觀綠化工程建設引起水土流失。對于低山丘陵區郊野公園，在綠化工程建設時需要結合當地自然氣候條件、公園建設目的功能劃分，對公園內的綠化區域進行景觀提升，營造出可供市民休閑游憩、康體健身的地方。低山丘陵區郊野公園選址區域一般生態環境較好，有大量的次生植被，但由于長期管理不善和自然無序生長，現狀林分結構較單一，景觀效果較差。建設中通常為了體現公園植物的多樣性，對現狀樹木進行大量砍伐，種植一些景觀效果好、色彩與季相變化明顯的樹種。但是對原有植物群落的破壞，會影響其現狀保水保土功能，在砍伐、整地、再植的過程中造成新的水土流失。

(4)排水設施不暢引起水土流失。低山丘陵區郊野公園與城市公園相比具有其自身的特殊性。低山丘陵區郊野公園所處區域地形高低起伏，有一定坡度，現狀排水依地勢通過地面匯流到附近自然溝道內，排水通道暢通。而在公園園路建設過程中，將大量的園路路面抬升或填溝筑路，造成原有的排水通道不暢，甚至改變了排水走向。在降雨時，園區內坡面產生的徑流無法有序排放，會產生亂流沖刷坡面而產生水土流失，對項目區周邊的生態環境和工程的安全運行產生不利影響。

(5)臨時措施不完善引起水土流失。郊野公園建設內容一般包括景觀綠化工程、園路及硬化鋪裝工程、管線工程、管理用房建設工程、游憩設施等公共服務設施，建設內容多，施工區域分散，因此造成的水土流失范圍大。通過比對分析，發現多數建設單位在水土保持工作方面存在不足，甚至無水土保持方面的設計。主要表現在以下幾個方面：①施工過程中未采取臨時措施，對裸露地表及臨時堆土未采取臨時防護措施；②坡面防護措施單一，一般結合坡腳擋墻對坡面采取植物措施，在運行期很容易受到降雨匯流的沖刷，從而導致已有措施被沖毀并產生水土流失[3]；③管理用房等公共服務設施多，建設規模小，呈點狀分布，加之施工期間的水土流失防治容易被忽視，將各服務設施基礎開挖產生的土方就近堆放，容易發生水土流失。

(6)施工組織不合理引起的水土流失。郊野公園一般建設工期在2年左右，施工組織設計合理與否引起的水土流失是不同的。分析發現，多數施工組織設計不完善、不具體，造成項目建設過程中臨時占地增多、大量土方工程汛期施工、建設區域多次擾動、綠化種植季節不合理等情況，會增加建設區域的水土流失。

3 水土保持設計原則及方案(以青龍湖森林公園一期工程為例)

3.1 公園基本概況

青龍湖森林公園一期工程項目區位于北京市房山區東北部青龍湖鎮，青龍湖水庫西側，緊鄰西南六環，距離北京市中心35 km，是房山新城良鄉組團和燕房組團上游最近的大型生態屏障和生態游憩地。公園占地483.2 hm2，其中綠化工程占地452.7 hm2。建設內容包括綠化景觀工程(含土方工程)、園路及硬化鋪裝工程、給水工程、供電工程和公共配套服務設施工程等5個方面。項目進行綠化種植400.78 hm2，建設園路68 922 m，硬化鋪裝場地44 100 m2，建設澆灌供水管道40 194 m，埋設電纜27 560 m，建設管理用房、游憩設施等公園配套設施9 520 m2，伐移長勢不良的樹木38 872株。建成后將成為一個輻射周邊、面向全市的京西南湖畔丘陵特色的郊野森林公園。公園地處太行山余脈，整體山系由西北向東南延伸。西北部山體較高，海拔140～440 m，向東南逐漸降低；中部及南部地區為典型丘陵地貌(圖1)，海拔70～140 m；東端為青龍湖水庫，西端為大石河；地形變化豐富，尤其中部及南部地區，丘陵綿延、溝壑眾多，整體場地坡度12°～24°。

圖1 青龍湖森林公園地貌模型

3.2 水土保持措施設計原則

青龍湖森林公園一期工程水土保持措施設計原則為：①預防為主、保護優先。結合現狀自然條件，優化施工組織設計，對現狀植被長勢較好區域做好保護措施，減少擾動范圍。②自然生態、因地制宜。順應自然基底條件，利用獨特的丘陵地貌特色，因地制宜，通過綠化和采取相應工程措施實現生態修復，防治水土流失。③系統全面、突出重點。根據項目建設內容，分類確定防護措施，從點線面進行系統防護，同時對水土流失嚴重區域進行重點防治、科學管理。④注重時效、綜合治理。在項目各分項工程建設過程中，根據季節變化和工期安排，合理確定水土流失防治措施的實施節點，全局把控、分區、分步實施，注重實施成效。

3.3 水土保持設計

根據水土保持措施設計原則，確定以“六項工程”為骨架的水土保持措施體系。

(1)生態清潔小流域建設工程。青龍湖森林公園位于北京市房山區青龍湖小流域內，在水土保持設計中根據項目區所處自然地形條件，結合北京市生態清潔小流域構筑“生態修復、生態治理、生態保護”三道防線的工作思路[4]，統籌布局，因地制宜進行。根據對公園建設區域現狀植被長勢情況進行的調查，劃出50.4 hm2已形成景觀效果且喬、灌木長勢良好和自然野生地被區域作為生態修復區進行封禁保護，豎立封禁標牌，建設過程中不再擾動，減少水土流失。同時對于坡度40°～70°，綠化種植難度較大的區域，進行地形改造，形成有利于植物生長的多層臺地(圖2)，并修筑貼坡式低矮干砌石擋墻，擋墻采用毛石砌筑，就地取材，頂寬0.6 m，高度不超過0.6 m。這種形式的擋墻不僅可以對現狀水土流失區域進行生態治理，而且可以與丘陵地形完美契合，形成類似梯田的景觀效果。溝道有水的區域劃為生態保護區，對臨水區域的路邊、水岸等，采用寬0.6 m無紡布植草袋擋墻防護。

圖2 40°～70°坡地改造示意

(2)集雨及節水灌溉工程。對北京市其他郊野公園規劃建設情況調查分析表明，此類建設項目林草植被面積一般占整個項目建設用地的80%以上，在養護期間耗水量大。青龍湖森林公園園區土質瘠薄、水源缺乏，為保證公園建成后的植物成活率，能夠發揮生態效益、保持水土，在水土保持措施設計中充分貫徹低影響開發[5](LID)理念。結合項目區自然地形條件，在溝道的適當區域對自然地形進行改造，順溝道建設梯級集水坑塘等自然形式的雨水收集設施10處，集雨容積3萬m3，使流域中的坡面水通過匯水區植被過濾、凈化再蓄集起來，超出部分仍沿原溝谷自然排出，這樣不僅在園內形成了一部分水系景觀效果，而且可以收集坡面雨水，補充綠化灌溉所需水源，減少對地下水的開采。

(3)排水系統工程。由于建設范圍內溝道較多，公園內的排水主要依地勢通過現狀自然溝道排至下游河道內。公園內園路建設后將造成部分區域原有的排水通道不暢，甚至改變了排水走向。為了滿足園區道路及兩側區域排水，設計在道路兩側結合園林工程設計和現狀已有水路布設生態磚排水溝60 542 m，梯形斷面，底寬0.40 m、深0.45 m。生態磚排水溝技術是水土保持工程措施與林草措施的有效結合，綜合了排水草溝和漿砌石排水溝的優點，作為一項新型水土保持技術，具有施工方便、結構相對穩定、造價相對較低等特點，同時又有利于自然生態景觀的恢復，相比傳統的排水溝，在生態、經濟效益方面具有諸多優點[6]。

(4)植被綠化工程。對于低山丘陵區郊野公園建設項目，綠化工程是項目建設的主要組成部分，因此在植物措施設計時要合理進行植物選擇與配置。在植物品種選擇方面，要根據土壤特性、地形海拔、坡向等要素，遵從生態學原理，選擇在本地表現良好、抗逆性強、管理粗放、具有較強適應性的鄉土樹種，保證苗木易得易活，在較短的自然恢復期內形成穩定的植物群落和生態系統。樹種以喬木為主，花灌木與地被植物相結合，常綠喬木與落葉喬木按適當的比例搭配種植。構建多層次復合型的種植結構，提升林地效益，實現可持續發展。

(5)硬化鋪裝生態工程。郊野公園內部園路作為公園消防、管護、游人休閑游憩的通行道路，通常按照承擔的功能會將其劃分為一級園路、二級園路等。承擔消防、管護的道路采用瀝青混凝土面層硬化，承擔游人休閑游憩的道路采用透水材料硬化鋪裝，如透水磚、碎石路等，可減少地表徑流和減弱徑流對坡面的沖刷，防止水土流失。園區的公共停車場、管理用房、休閑游憩設施等區域需要硬化，在水土保持設計時從雨洪利用角度和公園定位考慮，將這些公共硬化區域采用透水磚鋪裝。對部分青石板鋪裝區域，可以改變鋪裝方式，在石板之間預留10 cm的空隙植草，提升硬化區域的生態效果，避免大面積硬化鋪裝。

(6)臨時防護工程。郊野公園建設內容多，施工擾動面積大，施工期長，為了做好項目建設期間的水土流失防治，減輕對項目區生態環境的影響，不能重工程、植物措施，輕臨時措施。據統計，此類項目60%～80%的水土流失發生在施工期，而采取合適的臨時防治措施后，可減少90%以上的水土流失[7]。因此，要根據各項工程的建設時序，系統全面地確定施工期間的水土流失防治體系，且要突出重點，對臨時堆土區域、工程規模大、擾動程度大的區域采取攔擋、覆蓋等措施重點防治。同時對于管線、附屬設施、硬化鋪裝等施工期較短工程，要注重水土保持措施實施的時效性，避免防護措施出現空缺。

4 結 語

根據低山丘陵區郊野公園項目建設水土流失特點及成因，從低影響開發(LID)和生態治理角度出發，按照順應自然、減少擾動、不重不漏、系統全面的水土流失防治思路和小流域治理理念進行水土保持設計，采取以“六項工程”為骨架的水土保持措施體系，減少郊野公園建設和運行期間的水土流失，有效提升郊野公園的水土保持生態效益和社會效益，促進城市生態環境的改善，同時將增強園內森林植被涵養水源與凈化水質的能力，避免土壤受到雨水的直接侵蝕，提高園內森林植被保持水土的能力。

[1] 林楚燕.郊野公園的地域性研究[D].北京:北京林業大學，2006：9-10.

[2] 胡衛華.郊野公園生態環境評價及管理對策研究——以深圳市馬巒山郊野公園為例[D].長沙:中南林業科技大學,2011：6-11.

[3] 靳新紅.北京濱河森林公園建設中的水土保持[J].中國水土保持科學，2010，8(4):101-104.

[4] 劉大根，姚羽中，李世榮，等.北京市生態清潔小流域建設與管理[J].中國水土保持，2008(8):15-17.

[5] 王建龍，車伍，易紅星，等.基于低影響開發的城市雨洪控制與利用方法[J].中國給水排水，2009，25(14): 6-9.

[6] 張繼紅，孫發政，何偉，等.生物磚排水溝在開發建設項目水土保持中的應用[J].中國水土保持，2007(6):39-41.

[7] 王利軍.北京市新城濱河森林公園建設工程水土保持設計淺析[C]//中國水土保持學會規劃設計專業委員會2009年年會暨學術研討會論文集.北京:中國水土保持學會，2009:34-36.

(責任編輯 孫占鋒)

S157

C

1000-0941(2017)06-0023-04

劉偉民(1984—)，男，甘肅張掖市人，工程師，學士，主要從事水土保持、水生態和生態清潔小流域建設方面的設計工作。

2016-11-26