密云水库上游生态清洁小流域建设技术体系研究

白鹤岭，刘慧勤，高计生

(1.河北省水土保持工作总站，河北 石家庄 050011； 2.河北省水利科学研究院，河北 石家庄 050051)



密云水库上游生态清洁小流域建设技术体系研究

白鹤岭1，刘慧勤1，高计生2

(1.河北省水土保持工作总站，河北 石家庄 050011； 2.河北省水利科学研究院，河北 石家庄 050051)

生态清洁小流域；技术体系；密云水库上游

密云水库上游的河北省张承两地(张家口、承德)是密云水库重要的供水水源地和生态屏障，其功能定位是“京津冀水源涵养功能区”。围绕这个核心定位的密云水库上游生态清洁小流域建设技术体系是：在人类生产、生活活动较少的山地采取封育治理措施进行生态修复；在水土流失严重区搞好小流域综合治理；做好农村生活污水处理；严控化肥农药施用量，防治农业面源污染；通过“清污、清障、清垃圾”和“改水、改厕、改路、改环境”整治农村人居环境；在河道两侧建设植物保护带。在具体工作中必须坚持以下两条：一是政府牵头，相关部门共同参与，在全社会广泛开展生态清洁小流域宣传教育, 鼓励和支持社会公众参与水源保护的各项活动；二是要进一步探索生态清洁小流域建设措施体系，争取早日形成多目标、多功能、高效益的综合防治体系。

1 密云水库上游建设生态清洁小流域的必要性

生态清洁小流域概念的提出始于2003年，当时水少、水脏已经成为北京市生态建设和经济社会可持续发展所面临的首要问题。为保障首都水资源安全和绿色奥运目标的实现，北京市率先在全市范围内开展了集生态修复、生态治理、生态保护为一体的生态清洁小流域建设，并逐步构建了水源保护、休闲观光、绿色产业、和谐宜居4种生态清洁小流域治理模式。北京市生态清洁小流域建设在治理水土流失的同时，有效保护了水源，改善了水质，美化了环境，促进了当地产业结构调整和经济发展，带动了全国生态清洁小流域的建设。随着生态清洁小流域建设工作的深入开展，其重要性和效果受到了全社会的广泛关注，生态清洁小流域建设也成了国家水源保护的重要举措。

密云水库是北京市重要的饮用水水源地之一，而河北省张承两地(张家口、承德)的丰宁县、滦平县、兴隆县、沽源县、赤城县等，是密云水库重要的供水水源地和生态屏障。由于经济技术等方面的原因，密云水库上游流域生态清洁小流域建设严重滞后，主要表现在密云水库库区及上游河道内水体水质为中营养状态，全氮(TN)正逐渐向轻度富营养状态发展。

2014年2月26日，中共中央总书记习近平在北京主持召开京津冀协同发展座谈会，明确提出了京津冀协同发展重大战略，他指出“张承两地要定位于京津冀水源涵养功能区，同步考虑解决京津周边贫困问题”。这是国家顶层设计层面对张承地区提出的功能定位。目前，密云水库上游流域生态环境现状与其功能定位有很大的差距。为推进京津冀协同发展，在密云水库上游流域开展生态清洁小流域建设，对保护水源、提高水源涵养能力、改善生态环境、促进地方经济发展等是十分重要的。

2 密云水库及上游流域水环境现状

密云水库流域的潮河发源于河北省承德市丰宁县黄旗镇哈拉海湾村，与滦河流域相邻，流经滦平县，于密云区高岭镇入密云水库；白河发源于河北省张家口市沽源县小厂镇红旗滩，流经赤城县、北京市延庆区和怀柔区，于密云区石城镇入密云水库。

密云水库水源主要为降水和上游流域的来水。据密云水库水质水量监测结果，近年来由于水库上游干旱少雨，年平均降水量已由20世纪50年代的701 mm下降到现在的500 mm左右，年入库水量已由20世纪50年代的近30亿m3下降到现在的3亿m3左右，库区表现为中营养状态，TN正逐渐向轻度富营养状态发展。密云水库上游的潮河、白河流域，大部分支流基本上处于干涸状态，水质均是劣V类，主要是TN含量超标，且TN含量在绝大多数断面呈逐年上升趋势，氮主要来源于生产生活污水和环境污染，白河流域水质好于潮河。

3 密云水库上游流域环境影响因素分析

3.1 水土流失严重

密云水库上游自然条件恶劣，生态环境脆弱，水土流失严重。密云水库上游流域水土流失面积4 200 km2，土壤侵蚀类型以水蚀为主，局部有风蚀，土壤侵蚀表现形式主要有面蚀、沟蚀。水土流失强度以中度、强烈为主，主要分布在荒草地、坡耕地和经济林地。水土流失造成土壤表层破坏、肥力降低、地力下降、河道泥沙淤积严重，同时作为一个载体，将水中的氮、磷等营养物质输入到下游水体中，造成水体中氮、磷等营养物质超标。

3.2 生活污水、生活垃圾处理率低

密云水库上游流域负有保护首都水源和生态环境的特殊使命，国家对这一地区实行限制开发政策。区域内各县大多是国家级贫困县，2013年农民人均纯收入不足3 000元，农村基础设施建设薄弱，道路毁坏严重、垃圾随意堆放、生活污水处理率低、村容村貌差，农民抗御自然灾害的能力较低。

密云水库上游流域农村污水有以下特征:①面广、分散。村庄分散造成污水难以收集和处理。②来源多。有来自人畜粪便、厨房产生的污水，还有家庭清洁、生活垃圾堆放渗滤而产生的污水。③增长快。随着农民生活水平的提高及农村生活方式的改变，生活污水的产生量也随之增长。④处理率低。未经处理的生活污水肆意排放，严重污染了农村的生态环境，直接威胁到广大农民群众的身体健康及农村的经济发展 。

密云水库上游流域仅县城和少数乡镇建有垃圾填埋场，其他乡镇、村庄的生活垃圾绝大部分堆放在村边、河道内，对农村生活环境影响比较大。

3.3 村容村貌差

密云水库上游流域的村庄基础设施较差，村庄内缺少统一的排水设施，村内道路凹凸不平，“三堆”无序堆放，村庄周边植被较少，农民环保意识比较差。每户都有一个简易旱厕，没有防渗措施，任由尿液渗入地下，粪便则堆放在田间地头。规模养殖企业少，大部分牲畜养殖以各家各户散养为主，牲畜粪便随街可见。

3.4 农业生产管理粗放

密云水库上游的河流两岸全部为农田，主要种植蔬菜、玉米、马铃薯等作物，为保证作物高产，化肥、农药施用量较大，一遇降雨，残留在土壤中的农药随径流流入河道中，进而造成河道水质污染。

3.5 河道水生态退化

由于干旱，上游主要河道中只有南部兴隆、滦平县主要河道、沟道常年流水；一般主川河段有浆砌石防洪堤，但因年久失修，无法抵御5年一遇以上洪水，其他河段均没有防护工程。

4 密云水库上游生态清洁小流域建设思路

围绕建设“京津冀水源涵养功能区”这个核心定位，以小流域为单元，在维系上游生态好转和农业农村基础设施条件改善的同时，实施“山水田林路村”统一规划，“拦蓄灌排节”综合治理，使小流域环境更美、水更清。

生态清洁小流域建设涉及的内容很多，是对传统小流域的提高和完善，是新型的小流域治理，除了常规的水土保持工程措施、植物措施和耕作措施，还为适应经济发展和群众生活质量日益提高的需求，增加了以下建设内容：把农村生活垃圾纳入了治理规划内容；把生活污水纳入了治理范围；在水系周边要建设生物缓冲带和过滤带保护水质；调整种植结构，以减少化肥、农药施用量；实施封禁保护、生态移民，促进自然修复；绿化美化农村庭院，发展庭院经济，改善人居环境等。

5 生态清洁小流域建设技术体系

5.1 水土保持生态修复

密云水库上游流域年平均降水量300～600 mm，具有生态修复的基本条件。基于此，对人类生产、生活活动较少的山区林地进行生态修复，采取封育治理措施，充分依靠大自然的力量加快植被恢复和生态系统的改善，以降低区域土壤侵蚀强度，减少入河入库泥沙，改善水质。与其他方式相比，生态修复具有投资少、适应面广、绿化效率高等优势。

5.2 水土流失综合治理

水土流失在输送大量泥沙的同时，也输送了大量的农药、化肥，导致下游水体富营养化，水质变差。应针对水土流失分布特点，通过水土保持造林、坡改梯、坡面径流调控、裸露面治理、沟道治理等一系列水土保持措施，改变原来土地的立地条件， 增加植被覆盖度，改善农业生产条件，减少化肥、农药等有害物质随水土流失进入水体，控制农业面源污染对水体的危害。

(1)营造水土保持林。森林是陆地生态系统的主体，在涵养水源、调节地表径流、保持水土、调节气候、维持生态平衡等方面有着巨大的综合作用。林木的树冠可阻滞雨滴下落，避免雨滴直接击溅土壤, 减小降雨的侵蚀力。应依据适地适树原则积极营造水土保持林、水源涵养林，使其吸收、吸附、降解水体中的有毒、有害物质和营养物质，从而达到有效防治水土流失、提高水源涵养能力的效果。

(2)坡改梯工程。坡耕地是农业生产活动频繁又极易产生水土流失的土地利用类型。坡地开垦过程中，在降雨和径流的作用下，土壤水分与营养物质大量流失，致使土壤肥力及土地生产力下降，不利于作物生长。对25°以上和25°以下但土层较薄的坡耕地应退耕还林还草并进行封禁治理，提高植被覆盖度；对25°以下坡耕地中土层较厚的可改为梯田，用于种植农作物或发展经果林等。

(3)坡面径流调控工程。通过改变坡面径流形态，降低坡地尤其是经济林种植区的水土流失，同时通过径流调控达到蓄水保土的效果。除整地措施外，调控工程还包括截水沟、排水沟、蓄水池、沉沙池等小型蓄排工程。通过合理设置，控制降水形成的地表径流，减少汛期下泄的水量，增强防洪抗旱及保水保土能力，增加蓄水量，提高土地产出率。

(4)沟道治理工程。在沟底下切严重、沟底比降较大、集水面积较小的支毛沟布设石谷坊、铅丝笼谷坊等措施，巩固并抬高沟底侵蚀基准面，制止沟底下切，同时稳定沟坡，防止沟岸扩张。

5.3 农村生活污水处理

目前，农村生活污水处理的方式很多，有MBR 膜处理、地埋式无动力处理、人工湿地、氧化塘、生态水沟(渠)等。由于村庄分布广，污水分散，难以收集，对农村生活污水的处理应根据人口分布密度、自然环境和经济条件，采用人口密集区集中处理和农村分散处理的方式，尽可能做到投入少、效果好。根据近年来生态清洁小流域的建设经验，对人口较少的村庄宜采用户用生态污水处理池的处理工艺, 以减少生活污水收集管网的工程量和投资；对人口较多的村庄可考虑单村或联村建设无动力的污水处理设施，以减少建成后污水处理站的后期管理、运行费用。

5.4 农业面源污染防治

农业生产过程中，部分化肥、农药会通过地表径流或下渗进入水体，给河道、水库水质造成一定污染。一般情况下化肥利用率只有30%～35%，土壤中残留的化肥养分约30%，流失在水体中的养分高达30%以上；农药中有10%～20%附着在农作物上，而80%～90%则流失到土壤、水体中(少部分散发于大气中)。为了控制流域内水体污染，必须加强对化肥、农药的控制，提高作物对化肥、农药的利用率；可采用免耕和其他农田保护技术(缓冲带和生态沟渠)，减少因土壤侵蚀导致的磷酸盐和农药损失。同时改进农业生产技术，推广先进的农业节水技术，在农田与沟渠间建立缓冲林带，以减少、截留和净化土壤径流中的N、P 等物质，降低水体污染物，达到保护水源，确保饮用水安全，改善生态环境的目的。

5.5 农村人居环境整治

为更好地改善农村环境质量, 保护农村生态, 在密云水库上游流域开展“清污、清障、清垃圾”和“改水、改厕、改路、改环境”工作。

“清污”是指农村生活污水处理和农村工业污染处理。

“清障”是指清除农村田头地角堆放的杂物和道路上的障碍物，解决排水问题。

“清垃圾”是指采取“户集、村收、镇运、市处理”的方式全面清理农村生活垃圾。

“改水”是指改善农村饮用水条件, 让农民群众饮水安全得到保障。

“改厕”是指对农村厕所进行无臭、无蝇、无蛆、粪便无害化处理。

“改路” 是指在原有道路基础上，改善农村道路环境，以村内主干道路硬化为主，路两侧安装路灯亮化，道路两侧栽植行道树绿化。

“改环境”是指改善农村治安环境和美化环境, 努力实现村风文明, 提高农民群众的安全感和文明素质。

5.6 河道建设植物保护带

对河道两侧及河床内零散的建筑垃圾、生活垃圾及河道淤积物等进行清理，减少入库河水泥沙含量；对部分溪沟和河道进行护岸、驳坎建设，防止土壤侵蚀，满足村民亲水、用水需求。

6 结 论

生态清洁小流域建设是传统小流域治理的发展和拓展，是把治理水土流失、改善农业生产条件和水源保护、面源污染控制、人居环境改善、新农村建设等有机结合起来，在达到传统小流域治理目标的基础上还能为人们提供洁净的水源，优美的生态环境和良好的休闲、观光和旅游场所。在密云水库上游流域开展生态清洁小流域建设，必须坚持以下两条：一是政府牵头，相关部门共同参与，在全社会广泛开展生态清洁小流域建设宣传教育, 鼓励和支持社会公众参与水源保护的各项活动；二是要进一步探索生态清洁小流域建设措施体系，争取早日形成多目标、多功能、高效益的综合防治体系。

(责任编辑 张培虎)

S157.2

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1000-0941(2016)10-0043-03

白鹤岭(1970—)，男(满族)，河北乐亭县人，高级工程师，硕士，长期从事水土保持管理工作。

2016-04-07