农村涝池水生态修复建设研究

2018-08-04权伟

陕西水利 2018年4期

权伟

（陕西省乾县水利局，陕西乾县 713300）

关中水系联通，是陕西“十三五”重要的战略决策，坚持“能恢复蓄水排涝，能修复自然生态，能联通区域水系，能惠及民生需求，能传承历史人文，能持续安全管护的涝池、塘坝先行先试，公共基本设施补助测算，工程非工程措施结合，水域岸线接近自然，当地资源充分利用”的总体思路和“聚集水、留住水、涵养水、利用水”的目标要求，统一规划，先行试点，稳步推进，2016年在宝鸡市扶风、岐山、凤翔等县区，实施了10多处农村涝池水生态修复整治试点工程。

随着经济的快速发展，农村水利基础设施的改善，涝池的排涝等功能逐渐丧失，大量涝池被废弃，涝池或成为垃圾的堆集场，或成为生活污水的臭水坑。新时期中央提出了建设美丽乡村的建设规划，涝池已经成为影响美丽乡村与生态文明建设的障碍。如何对涝池进行生态修复，使其变废为宝，开展了乾县农村涝池现状和如何进行修复的调研，对涝池池体和涝池进排水、附属及配套工程设计进行探讨。

1 农村涝池的基本现状

1.1 乾县水利概况

乾县位于关中平原中段、渭北高塬南缘,地处关天经济区和西咸半小时经济圈核心地带，毗邻杨凌国家农业高新技术产业示范区和工业重镇宝鸡，是古丝绸之路上的重镇，也是欧亚大陆桥的重要节点，具有依南带北、承东启西的区位优势。

乾县自古以来有“干县”之称，干旱缺水是制约县域经济社会发展的主要因素。全县水资源可利用总量22198万m3，其中，地表水资源总量13401万m3，地下水资源总量8797万m3。县境内有泔河、漠谷河、漆水河三条主要河流，境内全长为102.75 km。辖宝鸡峡引渭、羊毛湾水库、泔惠渠和乾陵水库四大灌区。目前，全县耕地面积为118.14万亩，水利设施灌溉面积67.95万亩，有效灌溉面积51.5万亩；已建成大中小型水库14座，抽水站235座，机电井1304眼；水土流失面积908 km2，治理面积580 km2；自来水供水普及率达到93%，是国务院确定的商品粮生产基地县和省政府命名的“水利建设大县”。

1.2 涝池的基本情况

2017年先后对姜村、大杨、阳峪、梁山等11个镇办的16个贫困村和美丽乡村涝池进行了调研。以前每个村民小组都有1～2座涝池，群众洗衣、饮牲口、给果树、蔬菜打药、瓜果蔬菜点种都用涝池水。下雨时涝池蓄下雨水，雨水不下沟了，减少了对沟道的冲刷，保住了水土，保护了农田，特别是沟头地坍塌减少。这些涝池过去发挥了大作用。随着土地承包到户，涝池逐渐被侵占，有些恢复了耕地，有些做了宅基地，现在农村涝池的数量在逐年减少，一到雨季洪水冲向沟头、路边，冲毁道路，沟头滑塌也时有发生，危害和损失较大。

近年来，随着农村经济的发展，生活居住条件的不断改善，农村道路、农户庭院硬化比例逐年提高，降雨形成径流比例增大，汇流时间缩短。总体上农村防汛设防标准降低，在原面、川道、低洼地带形成内涝的概率大大提高，农村防内涝形势不容乐观。而涝池在村庄发生暴雨洪水时可以起到排涝蓄水的作用，减少瞬间村庄发生内涝的压力，这在多年的农村生活中已经得到了印证。目前，许多农村由于没有了涝池，家庭排雨水又成为一个难题。很多人家重新回到过去，将雨水引向村外农田，升高自家院落地基也成了许多农户的无奈之举。废弃涝池不只浪费了水资源，还形成了大大小小的水涝灾害区。上千年前就已经靠自然解决了的问题，现在有些地方由于涝池的消失却给人们的生产生活带来了不便[2]。

2 生态修复重建涝池的必要性

涝池在我国西部农村已有几千年历史，利用水窖和涝池收集雨水是个传统的好办法。乾县多年平均降水量537.9 mm，年自产地表径流量3873万m3,多集中在7、8、9三个月，占全年总量的51.3%，汛期雨洪量3148万m3,可集蓄利用量约1850万m3。应充分利用这些水资源，在农村建涝池，在多雨季节，把需要排放的雨水收集进涝池。农村人口众多，目前正处在产业结构调整的关键时期，不论种植、养殖、加工、基建等方面都需要水，都能利用雨水，这既节约了水资源，还节省了电能。

涝池既是村庄防汛排涝设施，又能起到蓄水作用，还可作为非饮用水应急水源。经调查，目前农村综合用水量为30 L/人·天，生活饮用水（包括喝水、做饭用水等）仅占10L左右，其余20 L为洗衣裳、洗浴、家畜饮水及庭园作物用水等。在干旱情况下，涝池蓄水可满足人均20 L的非饮用水水源。尤其是在旱塬地区用水不充裕的地方，沉淀后涝池的清洁水可供日常洗衣之用，田间劳作归来可洗手脚泥土，也可饮家畜家禽，可浇灌庭园花草树木。

目前正是新农村建设的关键时期，新农村建设了群众健身休闲娱乐场所，村镇绿化美化工程也在增多，农村涝池平时既作为水生态环境的一部分，也可浇灌村庄公共树木花草，又可灌溉庭园蔬菜；同时，涝池也可美化环境，种植莲花或养鱼，以改变农村的生态环境，发挥多重作用。建设涝池一是有利于农村村庄防洪排涝；二是有利干旱时取水用于农民非饮水的生活生产用水，发生严重干旱或突发事件，使生活用水不能保障时，也可净化处理后作为生活饮用水源；三是有利于防止水土流失，提升地下水位，涵养水源的功效；四是有效改善了人们的生态居住环境。

农村生态环境能否得到改善，涝池恢复重建也是一个十分重要的方面，可以说小涝池中有大课题，对当前新农村建设中涉及生态环境的改善具有十分重要的作用。

3 涝池池体设计

3.1 涝池容积确定

涝池容积由调洪容量和蓄水容量两部分组成。即：

式中：V 为涝池容积，m3；V蓄为涝池蓄水容积，m3；V调为涝池调洪容积，m3。

由水文计算可知，在设计标准条件下，设计洪水总量即为涝池调洪容积（V调）。

3.2 涝池深度确定

涝池总深度H由蓄水水深h蓄、滞洪水深h滞和安全加高△h三部分组成，即：

式中：H为涝池深度，即涝池容积对应的水深，m；h蓄为蓄水水深，即蓄水容量对应的水深，m；h调为滞洪水深，也叫调洪水深，即滞洪容量对应的水深，m；△h为安全加高，一般取0.2～0.5 m。

根据地形条件布置和量算，当调洪水深h调=h0时，V调=V0，可满足调蓄一次10年一遇6小时降雨径流。即调洪水深取h0m。

3.3 涝池边坡设计

（1）根据土质情况，确定合理的边坡坡度，边坡坡度以1∶1.5～1∶2.5为宜。

（2）边坡防护形式主要有工程护坡、生态护坡、绿化防护技术和自然护坡4种形式。

3.4 涝池防渗设计

涝池底部和池壁需有防渗要求。池壁防渗高度根据池内蓄存水体水深要求确定，池壁防渗高度可取景观水深。常见防渗技术有胶泥防渗、混合土防渗、土工膜衬砌防渗、沥青玻璃布油毡、塑膜防渗、砼硬化防渗和浆砌石防渗等。一般情况多采用胶泥防渗、混合土防渗和土工膜防渗技术。

涝池防渗处理前，先对涝池进行基础清理，清除地表的腐殖土等不合格土，露出新土层。清除草坡、树根、建筑垃圾等杂物，开挖至涝池基础。

地基清除完毕对涝池基础进行夯实，下部采用50 cm厚3∶7灰土夯填作为涝池防渗层，采用机械机械翻拌人工配合，不少于3遍，使其达到均匀，颜色一致，含水量控制为14%～18%。3∶7灰土防渗层检测合格后方可进行黄土保护层施工，保护层为30 cm素土回填夯实。

4 涝池进排水、附属及配套工程设计

4.1 进水工程设计

进水工程一般由进水渠（涵）、陡坡段和消力池组成。进水渠进入涝池前先通过陡坡段和消力池经拦污格栅，后进入沉砂池和涝池连通。

进水渠设计流量可参照排水工程设计规范。进水渠一般均采用矩形砼渠道，按照明渠均匀流分别计算其断面尺寸。

4.2 排水工程设计

涝池排水采用涵管排水连接至地势低处排水沟，水位到达安全超高后来多少排多少。排水工程一般采用明渠式和涵管式两种形式。

排水进入沟渠时，应保证排水与沟道底部的衔接，避免由于水流冲刷，造成沟道扩张。如涝池距离沟边较近时，应防止对沟坡下切，可采取悬臂式、台阶式或陡坡式跌水消能处理。

4.3 附属工程设计

（1）步道：涝池周边布设自然流畅的青砖透水步道与村道相通，形成环形道，方便群众休闲游憩。步道宽以1.0～1.5 m为宜，路面高出周围绿地10～20 cm。

（2）防护栏和警示牌：为保证人畜安全，防止人畜误入和涉水事故发生，设立警示牌和防护栏。防护栏高1.2 m，布设长度按涝池周长确定。在醒目位置设立警示牌1～2个。

4.4 附属及配套工程施工技术要求

（1）乔木栽植技术：栽植的乔木必须选择无病虫害、生长健壮的苗木或树木。栽植时间为每年3～5月份，栽植深度比原土深3 cm，栽植后需立即浇一次透水。具体要求为：①从起苗到栽苗最好不要超过12 h；②如果遇到移植时，气候太干燥，每隔3 h进行一次喷水，同时要喷适量的蒸腾抑制剂；③起苗前4 d灌足水，根系周围的土壤吸足水分后易挖掘，土球运输中不易破裂，土球直径为树木直径的8倍，土球一般80 cm；④把根系修剪平整并涂生根粉，对光线敏感的树种（如油松）应在树干上标记移栽前树冠的朝向，按原方向移栽。

（2）灌木栽植技术：栽植的灌木必须选择无病虫害、生长健壮的苗子。栽植时间尽量选择阴雨天进行，栽植深度比原土深1 cm左右，栽苗时做到“三埋两踩一提苗”，栽植后需立即浇一次透水。具体要求为：①做到随起苗、随分级、随运送、随修剪、随栽植、随浇水，土球大小为30 cm，必须保持土球湿润，切勿暴晒；②从起苗到栽苗最好不要超过12 h，如果不能及时移栽必须在假植区暂时进行假植；③如果遇到移植时温度过高，气候太干燥，每隔3 h进行一次喷水。

（3）绿篱栽植技术：栽植的绿篱选择无病虫害、生长健壮、长势一致、略高于设计高度的营养钵苗。

根据栽植宽度设计为单排、双排及多排，绿篱栽植多排绿篱的工程量按照成片绿篱执行。全面整地，栽植时先栽植外围的苗木，株行距基本一致，种植坑的深度略大于苗木的根系长，栽植深度与原土深一致或略低，填土埋实。

（4）地被植物及草坪栽植技术：草坪为满铺，铺植的草坪必须选择无病虫害、生长健壮、长势一致的植物。需全面整地。

草坪尽量选阴雨天铺植，采用满铺技术，将草皮以2 cm的间隙铺植在整好的场地。铺设完毕浇透水一次，之后依墒情而浇。

（5）路面铺设技术要求：透水砖物理性能应符合JC/T945-2005《透水砖》优等品要求，最小抗压强度不小于35 MPa，单块最小抗压强度不小于31 MPa，抗折强度平均值不小于3.5 MPa。透水砖在具备一定的透水性的同时，还必须具备良好的防滑功能和装饰效果。透水砖规格采用250 mm×150 mm×60 mm。

路面铺设工序为：基层处理→弹出标高→砂浆找平→表面清理

2017年以来，先后通过水土保持治理和涝池水生态修复项目试点，已取得了成功经验值得推广，见图1。

图1 乾县梁山镇庄子塬村涝池全景

5 生态修复重建涝池的建议

涝池是农村水环境、水文化、水生态建设的重要组成部分[3]。这些涝池在排除内涝、农村非饮水用水、改善农村生态环境等方面将会发挥一定的作用。据调查了解，目前全县有涝池120余座，这些涝池在每年的干旱时节和汛期都发挥了重要作用。在全县173个行政村近628个自然村中，有90%的群众都要求恢复涝池。

5.1 科学规划，统筹安排

规划前要全面调查，对实施村组地形、地貌进行勘察，涝池一般选在村庄周围低洼处或村口路旁低于路面，土质较好、暴雨中有足够地表径流汇集的地方。在涝池周边栽植树木，进行绿化，把涝池恢复建成集防汛排涝、应急抗旱、群众洗涤、村庄景观为一体的生态湿地。涝池修复整治要坚持“四个结合”，即与水土流失综合治理、与农村环境综合整治和美丽乡村建设、与农业产业结构调整和农民脱贫致富以及与关中水系联调联通联控建设相结合。

5.2 因地制宜，分类指导

由于各镇办村庄社会经济环境和自然地理条件存在差异，恢复新建涝池必须要因地制宜，分类指导，决不能搞“一刀切”。要坚持生态优先，按照顺应自然、生态环保的要求，遵循规律，因势利导，依山就势，依地造型，随势建设，借势造景，依托生态涝池建设，注重打造错落有致的景观小品，深入挖掘富有特色的村落文化内涵，有效改善农村生态居住环境、休闲观光、文化宣传等创新功能。

5.3 技术把关，确保效益

涝池主要功能是拦蓄雨洪水。按蓄水用途，主要分两个类型，一是土涝池，不采取防渗措施拦蓄雨洪水，长期渗入地下，补充地下水资源。二是采取防渗措施，不致所蓄水渗入地下，达到为群众生产生活服务的目的。涝池既不能让水渗掉，也不能隔绝了地气，这样才能做到既积聚了雨水，又不会使水发臭。涝池设计以恢复为主，对原有涝池进行生态修复，按照涝池建造技术和规范要求，对涝池底进行防渗处理，对涝池周边进行砌护处理，增设进、出水口，提高蓄水能力[4]。

5.4 加强管护，保证清洁

涝池恢复建成后决不能成为农村排污及蚊蝇孽生场所，且由于果园的普遍，农药使用的频繁，农药机具的洗涤，以及机动车辆等油污的洗涤，都会造成涝池的污染，超越涝池自净能力。因此恢复或新建涝池的同时，应建立完善工程长效运行管护机制，落实管护主体，明确管护责任，加强运行管护，确保长期发挥效益。同时加大宣传力度，教育村民要爱护涝池，共同维护涝池的环境卫生，使涝池对改善周边环境产生积极的影响。