浅析生态清洁型小流域设计要点——以山西省平顺县梯后村为例

常丹东

(水利部 水土保持监测中心，北京 100055)

党的十八大和十八届三中全会都对大力推进生态文明建设作出了战略部署，生态清洁型小流域建设作为沟通水土流失综合治理与生态文明建设的桥梁与媒介[1-2]，受到全社会的普遍关注。自2006年生态清洁型小流域建设启动至今，全国几乎所有省份都开展了该项工作[3]。新形势下，山西省把生态清洁型小流域建设作为全省水利水保工作的重中之重，力争集中力量打造一批示范工程，为后期水土保持生态建设工作树立样板和典型。笔者从国家对生态清洁型小流域建设的要求出发，结合山西省平顺县梯后村实际情况，经过系统调查、分析、研究，认为详实的基础数据、准确的问题分析、客观的治理目标、科学的措施配置，是生态清洁型小流域设计的4个要点。

1 基础数据收集与处理

小流域调查工作是基础数据收集的基础工作，是开展生态清洁小流域设计的前提和基础。基本情况调查是根据地形、地貌和水土流失状况划分调查单元，进行自然条件、社会经济、地块、沟河道、村庄和企事业单位调查[4]。

1.1 自然和社会经济调查

梯后村隶属山西省平顺县虹梯关乡，地理坐标113°33′04″E、36°12′06″N，距县城38 km，位于海河流域苤兰岩河下游。项目区总面积324.12 hm2，海拔770—1 350 m。项目区属温带大陆性半干旱气候区，多年平均降水量为620 mm，平均温度为10.7 ℃[5]。

根据土地利用类型统计，该村有居住用地3.49 hm2，农地22.78 hm2，园地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。

项目区内自然植被类型是暖温带阔叶落叶林和常绿针叶林混交林，主要树(草)种为核桃、花椒、柿树、国槐、杨、柳、连翘、黄栌、黄刺玫、皂角、白草等，植被覆盖率为50.4%。

项目区劳动力共135个，人均耕地为0.1 hm2，农村各业总产值为88.11万元，年人均收入仅2 622元。

1.2 地块调查

根据土地利用和坡度特征，采用ArcGIS软件中的3D Analyst模块，以等高线矢量数据为底图，创建小流域DEM图，将坡度按照0°—7°、7°—15°、15°—25°、25°—35°、35°以上等5个坡度等级划分形成坡度图。将坡度图和土地利用类型图进行叠加，并对相同坡度和土地利用类型的地块进行合并，经地块分析后最终将项目区划分为100个地块，其面积、位置、土壤类型、土层厚度、植物类型和植被盖度等见表1。

1.3 沟(河)道调查

项目区共有3条多样化自然弯曲沟道，且沟道内无植物。项目组调查了沟口的海拔、沟道枯水季节的水面宽度、10年一遇过洪水面、水质和主要水生植物种类(表2)。

1.4 村庄调查

梯后村临河修建，面积3.49 hm2，村庄距本清洁小流域出口断面3 000 m。村民共76户224人，其中劳动力135人，占总人口的60.3%。经调查，村内建厕所48个，均为旱厕。生活垃圾没有收集和处理设施，村民随意倾倒至河边或直接倒入河道。村庄污水排放现状见表3，目前没有污水收集和处理装置。

表1 坡面地块现状

表2 沟道特征

表3 村庄污水排放现状

2 现状分析

2.1 生态自然修复区

该区生态环境良好，植物种类多，覆盖率高。然而部分区域受到人为因素影响，长年进行薪柴砍伐，造成地貌和植被的破坏。

2.2 综合治理区

2.2.1 农业生产问题

(1)农业生产道路不完善。项目区耕地主要是石坎水平梯田，进入梯田区需由居民区经田间小路才能到达。其田间小路最宽处仅1 m，累计长度为300 m，农机无法进入。

(2)梯田田埂存在水毁、垮塌现象。经现场调查，梯田较为平整，田面宽度5～30 m，有5%～10%的田埂垮塌，减少了耕作面积，将直接影响作物产量和农民收入。

2.2.2 植被问题

该地区植被自然生长状况较差，树干细而分枝多，树形散而矮小。流域内植被长期遭受自然和人为因素影响，开发建设项目建设破坏了原有地貌和植被，导致部分区域沦为疏林地、荒山荒坡、弃渣场，并占用良田和沟道4.2 hm2，当地生态环境受到了严重影响，形成了水土流失。

2.2.3 排水问题

梯后村排水系统基本未建设，未能实现雨污分流，污水不经处理随意排放现象突出。从实地调查资料来看，梯后村主要靠路面自流排水，并且生活污水亦通过该方式排放。

2.2.4 污染问题

(1)面源污染。项目区无生产加工企业等具有较大污染性的厂矿，面源污染源主要是农村生活垃圾和农药、化肥。

据统计，该村日产垃圾224 kg，就地倾倒在道边、沟渠、河道，严重影响了居民区的环境卫生，进而污染土壤、地表水和地下水，也对居民饮用水和生活用水的安全造成不利影响。

项目区年化肥施用量为300 kg/hm2，农药施用量为8 kg/hm2。粉剂农药附着在植物体上的有10%左右，液体农药附着在植物体上的有20%左右。目前，项目区无农膜使用，农业面源污染产生的危害普遍存在，大部分多余的农药通过各种渠道进入水体，使各种污染物含量超标，长期积累会影响到水体、土壤的质量和作物的产量，对村民的生产生活造成威胁。

(2)点源污染。项目区厕所多为旱厕，化粪池均为群众自行修建。“一个土坑两块砖，三尺石墙围四边，捏着鼻子踮脚尖，蝇蛆成群臭熏天。”这段顺口溜形象地描述了当地厕所的情形。脏臭的厕所不仅造成环境的污染，亦是疾病的潜在传染源。

2.3 沟(河)道及周边整治区问题

一是占用和开挖河道现象导致河道中段居民区附近河床变低、变窄；河道护堤基础外露，水面线下降；水流长期冲刷护堤基础与河底衔接处，容易造成淘蚀，致堤坝稳定性和防洪能力下降，并形成安全隐患，进而威胁居民安全。

二是河道水质污染。村民直接向河道倾倒垃圾和生活污水，均会污染该村及下游水质。

三是河道内建筑垃圾堆积、沉积严重，遇大洪水时将严重影响河道的行洪能力并对该村及下游村庄生命财产形成潜在威胁。

四是河道两岸部分地段边坡有冲刷展宽趋势，缺乏河岸的防护措施。

3 治理目标确定

项目建设的总体目标是通过全面规划、综合治理，形成多目标、多功能、高效益的综合防治体系，在继续做好治理水土流失、改善农业生产条件的基础上，把生态自然修复、水源保护、面源污染控制、人居环境改善、新农村建设(河岸两侧绿化美化)等有机结合起来[6]，使梯后村成为能为人们提供洁净水源、优美生态环境和良好居住环境的生态清洁型小流域。依据《生态清洁小流域建设技术导则》(SL 534—2013)[4]，结合梯后村实际情况、存在问题，提出项目建设目标如下：

(1)土壤侵蚀强度相应下降为轻度，新增保土能力28 t/ (hm2·a)，年化肥使用量≤250 kg/hm2，农药种类和用量符合GB 4285—89规定；

(2)水土流失综合治理度达到75%以上，项目区的林草覆盖率提高至50%以上，林草保存面积占宜林宜草面积的比例达85%以上；

(3)固体废弃物集中堆放，定期清理和处置，无垃圾随意堆放情况，无垃圾直接污染水质现象，生活垃圾无害化处理率达90%；

(4)建设排水设施，有效改善人居环境，污水收集率达90%，为集中处理污水提供基础条件；

(5)通过综合治理，使居民点绿化率提高5百分点，改善人居环境，人为水土流失得到有效控制；

(6)通过疏浚河道、生态护岸等进行河道及周边整治，维护河道内水质，保证下游居民饮水安全，形成景观式生态河道，美化当地生产生活环境；

(7)修建田间道路，实现当地农业机械化作业零的突破，改善农业生产条件，提高生产工作效率。

4 措施布置

项目区紧邻5A级景区通天峡，苤兰岩河是沿线乡镇农业生产和城镇居民生活的重要水源，基于此，将项目区小流域建设的功能定位为城郊生态清洁小流域。

根据区域内资源条件和生态功能定位，主要建设思路是加强天然植被的封育保护，依靠自然力量进行生态修复；合理利用当地水、土等自然资源和条件，开展农业基础设施建设，促进当地种植产业的发展；开展村庄绿化美化、垃圾清理、水土保持林和经济林营建；开展河道治理、河道生态修复及河道水环境建设，改善当地的生态环境，促进区域内旅游业发展。

4.1 生态自然修复区

在生态自然修复区采取全封、季封或轮封轮放的方式，并布置封禁标牌和护栏。在自然植被较差的地方，采取补植、抚育措施后进行全年封禁。在自然植被较好、植被恢复较快的地方，实行季封或轮封。此外，对疏林地进行苗木补植，加大树木病虫害防治，并建立封山育林技术档案。

4.2 综合治理区

4.2.1 农业生产

(1)为了解决农田的交通问题，拟新建2段田间生产道路。一处位于河流左岸农地附近，道路与原县道连接，由农地东北侧的荒地处接入农地；一处位于河流右岸农地附近，道路沿地块走向向东北延伸至沟底然后盘旋回转至南侧主要耕地平台。

(2)梯田整修遵循就地取材、挖填方平衡、随山就势的原则；对水土流失严重的地形进行整治，按不同地形大弯就势、小弯取直的原则布设。

4.2.2 水土保持林和经济林

水土保持林主要分布在原土地利用类型为荒地或位置偏远的坡面宜林地上，其立地条件为坡度15°—25°、海拔800—1 000 m、土层厚度50 cm以下。根据适地适树的原则，选择地径0.2 cm、高0.3～0.5 m的一年生优良乡土灌木树种连翘，品字形栽植。

经济林选择在交通方便、避风向阳(阳坡或半阳坡)、土质好、坡度较缓的立地上营造，品种为棉核桃。该核桃树耐寒，7～8年挂果，口感好，销量大，市场前景广阔。栽植苗规格为：二年生、地径2 cm、高1 m。栽植密度为500株/hm2。

4.2.3 污水收集与处理

经调查测算，梯后村2016年总取水量约为68.08 t/d，总排水量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，总磷排放量0.14 g/d。

针对本流域污水水质特征，设计排水管网由干管网和主干管网构成。管道设计走向为家庭和餐馆、宾馆的污水排入干管网，经检查井汇入主干管网，流入新建两座公共厕所的化粪池过滤，最终接排水管进入县级统一规划并实施的污水收集管网。

4.2.4 面源污染治理

(1)生活垃圾收集与处理。生活垃圾主要通过村落里设置的垃圾收集点收集，其建设符合以下原则：①设置在便于居民投放和垃圾车收集清运的公共用地及道路两侧，与周边建筑物间隔原则上不少于5 m，服务半径不超过70 m。②生活垃圾收集容器按照服务人口、最大月平均垃圾日产生量及方便使用、满足密闭化和分类要求的原则配置。③在村庄美化、人流量较多的地点，按照设计原则设置生活垃圾收集点15个。垃圾收集与处理过程为： 村民自行选用垃圾收集容器收集清理垃圾，并每日将生活垃圾放至距离最近的公共垃圾箱中；村中卫生清洁员或其他负责垃圾清运人员负责每日将村中所有垃圾箱中的垃圾转运至垃圾集中点；县环保局进村收集并清运垃圾至县垃圾填埋场压缩填埋； 县环保局无法完成垃圾清运工作时，由村卫生清洁人员根据村生活垃圾处理办法进行临时垃圾清理工作。

(2)面源污染。减少化肥和农药的使用种类和数量，控制化肥使用量少于250 kg/hm2，农药的使用符合GB 4285—89规定。同时，对梯田采取生产管理技术措施，提高土壤的保水能力，减少径流形成的田面冲刷和面源污染等问题。

4.2.5 点源污染治理

为改善项目区的生活条件，规划设2座公用厕所和81处家庭室内卫生间。

公共厕所位于梯后村小学附近、临近道路(村南)的地方，除满足本村村民需要外，还能满足由梯后进入景区的游客需求。每座约30 m2。

家庭室内卫生间按照家庭数量共设计81处，规格是1.5 m×2 m。卫生间排水管道与家庭生活废水同管排放、输送到公共厕所的化粪池。

4.3 沟(河)道及周边整治区

通过人工或机械将河道内阻水的淤泥、砂石、垃圾等清理出河道，以恢复或扩大过水断面，提高行洪排涝能力，增强水体流动性，改善水质等，并将清理出的大块砂石，分级分层堆至弯道外侧及护堤基础外露处，提高堤坝及河岸的稳定性。同时，充分考虑河流地形的自然特点，通过护岸工程将河道治理和景观水文化建设相结合，注重河道自然景观的恢复，除迎流顶冲段涝水位以下外，均采用生态护岸，栽植菖蒲与水葱进行河道生态修复，改善河道生态景观。

5 结 语

生态清洁型小流域建设跳出了生态建设“头痛医头，脚痛医脚”的传统思路，打破了行业“各自打拼”的固有局面，找到了解决流域一系列水问题的突破口，是推动生态文明建设的有效载体、统筹新农村建设的有效途径、整合区域生态资源实现高效开发的有效平台。项目的实施是对“生态建设—景区发展—农民致富”新模式的初步探索，以提高自然风光旅游价值为目标，可保护水源清洁安全，保障旅游食品卫生安全；可解决流域污水、垃圾等污染问题，创造良好旅游观光环境；可改造村内乱堆乱放等不良村容村貌，加强梯后村水土保持生态建设，改善流域内村民的生产生活条件，提高村民收入。在项目的建设过程中，随着项目区农户的参与和工程推进，设计思路和具体措施根据实际情况或有调整，但会紧紧围绕梯后村生态清洁型小流域建设的主旨开展，力争打造出示范工程、样板工程，服务国家生态文明建设大局。

[参考文献]

[1] 刘宁.提高认识 真抓实干 全力推动生态清洁型小流域建设新发展[J].中国水土保持，2012(11)：1-3.

[2] 刘宁.认真贯彻中央水利工作会议精神 扎实推进生态清洁型小流域建设[J].中国水土保持，2012(1):1-3,23.

[3] 刘震.适应经济社会发展要求 积极推进生态清洁型小流域建设[J].中国水土保持，2007(11)，7-10.

[4] SL 534—2013，生态清洁小流域建设技术导则[S].

[5] 胡建忠.生态清洁型小流域建设：绿化、美化、净化、产业化[J].中国水土保持科学，2011(1):104-107.

[6] 赵永军，常丹东.水土保持综合治理项目设计与管理[M].北京：中国水利水电出版社，2013：15-35.