山东省生态清洁型小流域建设及关键技术研究

王明森，耿灵生，周士勇

（山东省水利科学研究院，山东 济南 250014）

山东省生态清洁型小流域建设及关键技术研究

王明森，耿灵生，周士勇

（山东省水利科学研究院，山东 济南 250014）

水生态文明建设对生态清洁型小流域建设提出了更高目标和要求，本文在分析山东省建设实践的基础上，提出了新时期建设生态清洁型小流域的关键技术，以期对进一步深化生态清洁型小流域建设起到积极借鉴作用。

山东省；水土保持；水生态；清洁；小流域

1 建设背景

生态清洁型小流域的概念始于2003年，源于小流域综合治理及坡地农业现代化的不断深入，对小流域景观系统的改造也在加大，随之带来了生态退化、非点源污染、水质恶化等一系列问题。为根本解决以上问题，北京市以保障首都水源安全和绿色奥运为目标，率先开展了集生态修复、生态治理、生态保护为一体的清洁小流域治理，建设水土保持“三道防线”，取得了明显成效。2005年，根据经济社会发展的新形势，在总结北京经验的基础上，水利部明确提出控制面源污染是我国水土保持工作的6大任务之一，并首批安排北京密云水库等全国10座水库（水源区）开展面源污染水土保持防治试点工作，其核心内容就是生态清洁型小流域建设。2006年水利部又在全国30个省（自治区、直辖市）的81个县（市、区）开展了生态清洁型小流域试点工程建设，其中山东省有7条小流域入选，为所有省（自治区、直辖市）中数量最多。

2011-03-01实施的新《水土保持法》明确规定，在饮用水水源保护区要开展清洁小流域建设，严格控制化肥和农药的使用，减少水土流失引起的面源污染，保护饮用水水源。2011年中央一号文件和中央水利工作会议都对生态清洁型小流域建设工作做出明确部署，要求搞好农村水环境整治和生态清洁型小流域建设，维护河湖健康生态，改善城乡人居环境。

党的十八大报告中首次单篇论述生态文明，首次把“美丽中国”作为未来生态文明建设的宏伟目标，把生态文明建设纳入社会主义事业五位一体的总体布局的高度来阐述。这也对新时期水土保持生态文明建设提出了新的、更高的要求，作为水土保持生态文明建设中最高标准的清洁小流域建设技术也需要提升到一个新的层次。

2 山东省建设实践

山东省结合生态文明建设要求和全省水利改革发展实际，创造性地在全国率先提出了大力建设水生态文明的思路。建设水生态文明，水土保持生态文明建设是其中最重要的抓手。水是生态之基，土是生存之本，建设生态文明、保障经济社会可持续发展，必须大力做好保水保土保生态的文章。在水生态文明建设精神的指引下，为进一步把清洁型小流域建设推向深入，加快推动和建设一批体现山东特色、高起点、高标准的精品小流域，2012年山东省提出在全省开展“生态清洁型、生态经济型、生态景观型、生态安全型”的“四型”小流域建设活动。总体上以小流域功能定位为目标，按“统一规划、分步实施、稳步推进”的原则和“生态修复、生态治理、生态保护、经济发展、先后有序”的思路统筹规划。对于自身条件先天不足、经济条件有限的，应量力而行地将生态清洁小流域等级提至适宜等级，梯次推进，由低级到高级逐步治理；对于先天条件好、经济条件允许的应一步到位，将生态清洁小流域等级提至最高等级。

在治理方向上，要因地制宜，突出重点，在一、二级水源保护区建设生态清洁型小流域，以优先保护水源为前提，整治农村面源污染和生活污水、垃圾，改善人居环境。在特色林果种植区大力建设生态经济型小流域，旨在与经济结构调整紧密结合，发展特色产业，

提高农民收入。在具有山水、民俗旅游资源的小流域建设生态景观型小流域，旨在发挥资源环境优势，将经济活动影响控制在流域资源环境承载力范围内开展生态旅游，使生态保护与旅游产业发展良好结合；在村庄集中、人口密集的小流域推进生态安全型小流域建设，保障环境脆弱区群众居住环境安全。“十二五”期间，全省计划基本建成“四型”示范小流域50条。

3 生态清洁型小流域建设和研究思路

当前，随着经济社会的发展，山东省对土地的依赖正逐年降低，水土保持工作面临的形势和任务逐渐发生变化，能否提供良好生态环境和人居条件已成为人们关注的焦点。通过清洁型小流域建设，实现资源环境的综合整治，使小流域环境更美，水更清，同时也使水土资源发挥到最大效能以保护生态。因此可以说，生态清洁型小流域建设是水土保持事业发展新方向和新领域中的重要目标，也是水土保持事业发展新的内在要求。

然而从总体来说，生态清洁小流域建设在全国还处于起步阶段，实践中出现了诸多问题亟待解决。如：未根据小流域资源赋存和功能要求进行分类；治理措施针对性不够强；建设标准不够高；技术支撑体系不够完善等。要解决上述问题，需要全面吸收、优化、组合、嫁接现有技术，并进行再创新，形成系统全面的生态清洁小流域建设技术体系，从而避免建设过程中出现大的起伏，减少不必要的损失，有效保障生态清洁小流域建设进程。

4 生态清洁型小流域建设布局及其防治重点

生态清洁型小流域的水土保持建设布局应体现生态和清洁两大功能，从区域水土流失现状和水土保持需要出发，按照分区、分类和突出重点的原则，综合建设布局“设计科学、层次清晰、措施完备、功能齐全”的包括生态保护、生态修复和生态治理等内容的水土保持综合防治体系。

4.1 水土保持核心保护区

主要是指已经划定为自然保护区、林场或者受人类活动干扰较少、土壤侵蚀速率较少的小流域上游地区。该区应以水源涵养为主要目的，严禁砍伐林木、开矿、采石，禁止使用农药、无机化肥，制止耕种、养殖等人为扰动，采取切实保护措施，封育保护现有的水土资源及地表植被，主要依靠生态系统的自我修复能力，恢复和维持良好的小流域生态环境质量。即水保布局措施要以自然修复和生态保护为主，重点进行“封山育林、涵养水源”。

4.2 高岗陡坡面状侵蚀区

主要是指发生层状面蚀、细沟状面蚀的高岗陡坡地带。水保建设布局应以人工造林与封育治理相结合，保护并人工抚育天然次生林和灌木林为主，扩大林草覆盖度；改造坡耕地，构建坡地植物缓冲带，修建雨水集蓄工程及排水渠系，建立完善的坡面径流“拦蓄排”体系。即重点进行“退耕还林还草”和“坡改梯”。

4.3 沟谷河道沟蚀和山洪侵蚀区

主要是指具有集中地表径流冲刷和产生洪水淘蚀、淤积过程的沟谷河道地区。水保建设应以拦截泥沙、拦蓄洪水为目的，进行谷坊、拦沙坝的修建，并配之以沟底沟坡植物防护的沟道综合治理布局。即重点进行“沟道拦蓄”、“沟底植护”。

4.4 河湖库塘周边冲蚀区

主要是指河流、湖泊、水库、塘坝周边易于发生冲蚀和水质污染的水陆交汇边缘地带。水保建设布局应通过植树植草、湿地构建和保护等滨岸防护措施，进一步处理保护水质、防止水岸冲蚀。即重点进行“生态滨岸防护”。

4.5 村居农田人为水土流失区

主要是指人类活动较强的易于发生水土流失的村居和农田地区。村居水保建设布局应开展污水、垃圾集中处理和村容村貌整洁工程，改善人居环境；农田应发展生态农业和水保措施耕作，减轻水土流失。即重点进行“人居环境综合整治”和“生态农业建设”。

5 水生态文明要求下亟待研究的重点

水生态文明要求下的小流域水土流失治理应以打造生态清洁型小流域为核心，主要治理措施除传统小流域治理基础上的梯田、沟道拦蓄工程、水保林、经济林、蓄水池、生产路以外，需要重点打造生态河流沟道、沟口生态湿地、高标准梯田、风光电提蓄水、道路生态护坡、村居环境美化等工程，并全面加强管理措施、面源污染防治和宣传设施建设，使小流域全面提升为水源涵养能力强、人居环境优良、种植结构合理、生态功能完善的水土保持生态清洁型小流域。为此，目前阶段需要重点解决好以下技术研究。

5.1 河（沟）道生态保护和修复技术

河（沟）道是小流域内唯一连续的水生生态环境。自然环境下，陆源污染物只有通过河（沟）道才能远距离输移进入下游水库水域，因此建设生态清洁型小流域的首要目标为建设生态河（沟）道。不同于传统人工河道，生态河（沟）道的主要特征表现在：1）形态

结构稳定。河（沟）道的平面形态上避免摆动，横断面形态上保证河滩地和堤岸的稳定；纵断面形态上不发生严重的冲刷或淤积，或保证冲淤平衡。2）生态系统完整。动、植物及浮游微生物构成河（沟）道生态系统的各要素齐全，生物相互依存，相互制约，发挥生态系统整体功能，具备良好的自我调控和自我修复功能。3）生态功能多样化。生态河（沟）道应具备栖息地功能、过滤屏蔽功能、廊道功能和汇源功能。4）体现生物本地化和多样性。生态河（沟）道生物本地化和多样性，有助于河流生物有稳定的基因遗传和食物链，维持生态系统的动态平衡。

研究河（沟）道生态保护与修复技术，包括规划方法、设计方法、施工方法以及技术措施等各个环节，涉及河（沟）道的河槽形态、结构设计、防洪空间、水质、最小生态流量、河道纵横向的连续性、自然形成的水文形态特征、生物多样性及其休闲娱乐功能等多方面。在单项技术方面，重点研究河（沟）道岸坡生态防护技术、河（沟）道生物栖息地修复技术、河（沟）道水环境生态修复技术等。

5.2 小流域农村分散污水处理技术

将污水处理放在小流域水环境整体改善系统中考虑，把污水处理与山区地形条件、村落微环境生态修复、生态河（沟）道建设、林草拦污缓冲带建设、农田灌溉和景观用水需求等有机结合，筛选、集成成熟可靠又适合山区农村特点、实际的生态处理技术和设备化、模块化生物处理技术，研究厌氧-人工湿地、强化混凝处理、臭氧活性炭联用处理、生物活性炭、光催化氧化、生物膜法等新型实用小流域农村分散污水处理优化组合技术，以解决小流域污水处理问题。

以厌氧-人工湿地处理组合技术为例，该组合技术具有以下特点：1）可解决传统单一处理工艺难以实现达标排放的弊端。生活污水有机负荷太高，应用该组合技术可大幅降低污水中有机物含量，减少人工湿地负荷，使处理后污水达到农田灌溉水质标准。2）传统人工湿地占地面积太大，而该组合技术由厌氧处理单元减少了人工湿地的压力，从而大大缩小人工湿地的占地面积。3）该组合技术厌氧处理单元可去除污水中大量悬浮物，避免人工湿地长期运行造成的堵塞现象。4）单独的厌氧处理技术，出水产生恶臭气味，采用潜流式人工湿地可完全杜绝该现象。5）实现处理和回用一体化。利用污水处理过程，合理选配水生或湿生植物，营造生态景观。

5.3 小流域生态防洪技术

现在许多亲水设施均建在小流域河（沟）道的防洪堤内，并且为了突出效果，有的亲水设施投资往往较高，而防洪标准却较低。随着全球气候变化造成极端降水事件频率增加，当发生较高标准洪水时，亲水景观设施的防洪安全就会受到严重威胁，洪水发生后的洪灾损失就会加大。

生态清洁型小流域建设中必须解决防洪安全与生态河（沟）道建设的相互制约问题。应以防洪安全为前提，合理确定防洪堤内景观工程的防洪标准，要求所有的景观设施不能阻洪，且具备一定的防洪、防冲能力。同时要按照美观、实用、经济的原则布设各种景观设施，使发生洪水后的洪灾损失能降到最低程度，洪水消退后生态及景观设施能迅速修复。同时，重点研究小流域山洪灾害危险性评价和分洪技术，为生态清洁小流域治理中土地的科学规划与利用、工程的防洪设计、群众建房、舍的合理布局主动避险提供技术指导。

5.4 小流域水资源开发利用与保护技术

生态清洁型小流域建设首先离不开水资源的开发利用及保护。从定量研究水资源与小流域内人口、社会经济发展和生态环境建设的匹配状况出发，分析小流域水资源供需平衡和水资源承受能力，从而规划水资源开发利用方向及保护技术措施。

雨水资源化是小流域水资源开发利用技术中重要的研究内容之一。通过不同区域特征的小流域雨水资源潜力分析，规划该地区小流域雨水资源开发利用方向。研究雨水集蓄与高效利用工程（如水窖、集流梯田、涝池等）的应用；研究实现雨水径流的就地利用、叠加利用和异地利用的工程技术；研究如何调整小流域种植业内部结构，以提高雨水资源的利用率和利用效率等。

6 结 语

建设生态文明社会，水生态文明建设要先行，随着水生态文明建设的不断深入推进，生态清洁型小流域的内涵和外延不断丰富，涉及到的行业和部门众多，这就需要在生态清洁小流域建设过程中强化政府统筹力度，重点做好两个方面的工作：一是加强行业和部门协作，整合各行业、各部门力量，在政策保障、投资机制、建设管理、运行服务等方面强化支持力度；二是整合相关行业科研人员和科研资金，对水生态文明要求下的清洁小流域建设理论和技术难题进行全面系统地攻关研究，形成融各行业生态文明建设先进理论和技术为一体的综合技术体系，为清洁小流域建设提供人才和技术保障。

（责任编辑黄晞淳）

S157

B

1009-6159（2013）-06-0002-03

王明森（1964—），男，研究员