渭北塬区恢复生态涝池建设初探
2019-08-02
(陕西省岐山县水电工作队,陕西 宝鸡 722499)
“望得见山,看得见水,记得住乡愁”是生态文明建设的总基调。党的十九大报告提到了“乡村振兴战略”,强调要坚持农业农村优先发展,按照产业兴旺、生态宜居、乡风文明、治理有效、生活富裕的总要求,加快推进农业农村现代化。恢复生态涝池成了建设生态宜居、乡风文明的重要一环,宝鸡最近几年建设的百湖千池万顷水面工程中的恢复生态涝池项目对乡村振兴尤为重要。
1 生态涝池建设技术要点
1.1 涝池的定义、组成
涝池是在干旱、半干旱地区,为充分利用地表径流、蓄洪排涝、防止水土流失、构建生态文明、调节联通水系而修筑的小型蓄水工程。它能恢复蓄水排涝,修复自然生态,惠及民生需求,传承历史人文,持续安全管护。
涝池由进水工程、池体工程、排水工程、附属工程组成。涝池的水源主要由降雨径流和经过初级处理的生活污水组成。
1.2 恢复生态涝池应注意的技术要点
1.2.1 生态涝池的分类
生态涝池按功能可分为防洪排涝型、人文景观型、生态湿地型、蓄水灌溉型和水系连通型五种。渭河以南川道区,水资源丰富,多建设防洪排涝型、人文景观型、生态湿地型、水系连通型涝池;渭河以北,特别是渭北塬区水资源紧缺区,应建设集蓄水、排涝、生态及人文景观于一体的生态涝池。排涝功能即在暴雨季节拦截降雨地面径流,蓄水功能即涝池应能蓄住降雨径流及部分经自然沉淀过滤后的生活污水。配以生态人文景观,可使农村环境整洁,生态优美。
1.2.2 涝池的选址
恢复生态涝池应首先选择原有涝池进行修复改造。因为原有涝池是村庄的低洼地带,是全村雨季降雨径流汇集的地方,也是实践证明了能蓄得住水、利于村庄排涝的地方,原则上恢复生态涝池应不改变涝池的位置。
如果是新建涝池应选择地势低洼、土质抗蚀性较好、有足够水源的地方;距沟头、沟边不应小于10m,距民宅不应小于5m;尽量利用村庄内或村庄附近的荒沟、荒滩等未利用地,尽量少占耕地;宜优先选择进水和排水工程易布设的地段;应避开填方、易塌陷或易滑坡地段。
1.2.3 渭北塬区生态涝池设计技术要点
渭北塬区水资源短缺,恢复生态涝池最主要的目的是能蓄得住水,水源为降雨径流和经过初级处理的生活污水。应注意:ⓐ蓄水容积满足所在村组汇水面积产生水量5年一遇的标准;ⓑ应布设在村庄较低位置,以汇集村庄降雨径流,大多应在原址修建;ⓒ深度应满足排涝、蓄水要求,兼顾生态,水深不大于1.5m,涝池深度以不超过2m为宜;ⓓ需考虑水分渗漏消耗,应布设防渗设施,池底应做防渗,采用3∶7灰土30cm厚防渗,或铺设一层土工膜、土工布,之上覆盖30cm黄土碾压防渗;ⓔ边坡以1∶2~1∶2.5为宜,一般为土质边坡,也可干砌,设计水位以下最好用3∶7灰土或土工膜防渗,水位线以上绿化防护;ⓕ周围设置防护栏,防护栏采用仿木形式;ⓖ涝池周围可以布置景观工程,设健身广场、亭台楼阁;ⓗ进水应设引水渠、拦污栅、沉沙池、消力池;ⓘ应设排水系统,将涝池溢水排到低洼地带,保证涝池安全;ⓙ有条件的地方,可与能补水的其他水源相连;应尽可能突出当地文化传承,如周秦文化、三国文化、民俗文化、村史传说、民间工艺美术、乡规民约等,四周建筑应设置以人文、村史、乡俗为主题的文化墙。
2 渭北塬区恢复生态涝池建设应注意的问题
2.1 选址
恢复生态涝池原则上应在原址修建,因为原址是村庄经多年实践证明了的集排涝蓄水为一体,且地势低洼,能充分将宝贵的降雨径流汇集起来的地方。但是实际建设中,有的村庄摒弃了原址,以原址偏僻为由,另辟蹊径,将生态涝池建在显亮的地方,比如与村史馆等公用设施建在一起,虽然有有利的一方面,但与整个村庄的排水系统不协调,起不到蓄水排涝作用。
2.2 规模
有些村庄生态涝池在原址修建,且原址处于自然村中心,将原涝池规模压缩将近1/3,而把涝池周围的广场设施增大。人为压缩涝池规模,可能与水文气候因素有关,担心雨季雨量不足,产生不了地面径流,但是经过近些年的发展,村庄变大了,原来村庄道路是泥泞路面,现在是水泥路面,家家户户把农家院子由土院子改为水泥院子(利于晾晒谷物),几乎每个村子都通了自来水,下垫面条件变了,更利于汇集雨季暴雨径流。宝鸡地处内陆,属暖温带季风型半湿润气候,四季冷暖干湿分明,以渭北的岐山县为例,多年平均降雨量615mm,年极端降水量最多为992.3mm,年极端降水量最少为377.6mm,7—9月降水量268mm,主要以短时暴雨为主,占全年降雨量的42%,而涝池汇集的雨水,主要是7—9月暴雨形成的径流。渭北暴雨径流产流以超渗产流为主,采用下渗曲线法,降雨产流的条件是降雨强度超过下渗率,下垫面条件改变,由原来满足下渗率到不需要下渗(例如混凝土路面),从而使径流综合系数提高。以渭北地区宝鸡市岐山县京当镇贺家村为例,该村集流区面积0.03km2,现状调查,集流区内主要土地利用类型为宅地基和道路,此外,还有部分菜园、人工草地,废弃宅基地,村庄内房屋为砖混结构,庭院、道路也基本实现硬化。各种屋面、混凝土或沥青路面面积0.027km2,径流系数0.90,非铺砌土路面0.001km2,径流系数0.30,绿地面积0.002km2,径流系数0.15,加权平均综合径流系数0.83;而在20世纪50年代,各种瓦屋面面积0.009km2,非铺砌土路面0.019km2,绿地0.002km2,加权平均综合径流系数0.47,径流综合系数提高了56.6%,产流就会提高。因此涝池的规模要根据水文气象条件综合考虑。
2.3 水系连通
应将村庄的排水系统利用排水渠连接成一个整体,使降雨径流及农村初级污水与涝池进水渠连接起来,以保证来水。目前个别村涝池是涝池,没有排水系统,散排,乱排,这也影响了村庄卫生环境;避免涝池干涸,还应与其他水源以渠道或管道连接起来。
2.4 资金
宝鸡2018年采取以奖代补政策,大力恢复生态涝池建设,加快了涝池建设进度,但是由于资金问题,个别涝池压缩了规模。应以水土保持补偿费资金为依托,改变项目管理程序和模式,通过“自由申报、公开公示、资金切块、以奖代补”的方式,把自愿出资投劳参与涝池建设的农户、集体、涉农企业等建设主体纳入奖补对象,鼓励和引导社会力量参与农村涝池水生态修复整治,持续做好江河库渠联通联控联调,并按照“谁申报、谁建设、谁受益、谁管护”的原则,落实管护责任,确保涝池持续发挥效益。由于涝池建设是公益性项目,应加大资金整合力度,尤其是涉农资金,同时应加大地方财政补贴[1]。
3 工程实例
3.1 项目概况
宝鸡市岐山县京当镇贺家村涝池生态修复整治工程位于岐山县贺家村朱家组西南角。根据贺家村涝池现状、村庄历史人文情况,将贺家村涝池定位为人文景观型涝池,兼具蓄水排涝、污水自净功能。贺家村涝池集流面积为0.03km2,根据现状调查,集流区内主要土地利类型为宅基地和道路,此外还有部分菜园、人工草地、废弃宅基地。房屋基本为砖混结构,庭院、道路也基本实现硬化,村庄内排水渠系也已配备完善。贺家村已实现自来水入户,家家有淋浴设备,厕所基本为旱厕。涝池集流区涉及人口为500人,人均日用水量60L,产污率60%,日平均生活污水排放量为18m3,污水经村庄排水渠网汇流至涝池,无污水净化处理设施。
3.2 工程设计
贺家村涝池集流区面积0.03km2,按5年一遇6h暴雨标准进行设计,按照《宝鸡地区水文手册》,查年最大1h,3h,6h点暴雨量,经点面系数转化为面雨量,设计洪峰流量采用公式Q=0.278KIF,洪量采用公式W=0.1KRF,经水文计算,涝池设计洪水流量Q=0.065m3/s,设计洪水总量W=1395m3。
贺家村涝池定位为人文景观型涝池,兼具蓄水排涝、污水自净功能。工程设计应以生态涝池技术特点为主,结合贺家村现有涝池的具体情况,在涝池深度设计、边坡与池底防渗处理设计、边坡防护材料使用,以及休闲广场人文景观设计方面,除满足基本结构及功能需求外,还要充分体现生态理念。
涝池容积由调洪容积和蓄水容积两部组成,涝池深度由蓄水水深、滞洪水深、安全超高三部分组成。贺家村涝池按照功能定位为人文景观型涝池,蓄水水深设计为1m,蓄水面积687m2,蓄水容积687m3;根据水文计算结果设计洪水总量1395m3,生活污水量按照当地用水定额的60%进行计算,集流区涉及人口为500人,人均日用水量60L,则生活污水总量为18m3,设计洪水时涝池总来水量为1433m3,涝池蓄水容积687m3,多余来水量726m3,需要修筑排水管涵,将其引排至村边沟道中。排水管涵采用DN400预制钢筋混凝土管涵,按照明渠均匀流公式拟定泄流曲线与入库洪水进行调洪,计算出调洪库容123m3,滞洪水深0.15m,安全超高0.5m,这样贺家村涝池容积为809m3,涝池总深度为1.65m。
涝池内坡坡比1∶2,边坡采用预制混凝土空心砖护坡,池底和池壁防渗采用30cm厚3∶7灰土防渗,灰土防渗层上覆盖30cm厚黄土保护层。
进水修建沉沙池1座,与引水渠相连,排水DN400管涵170m,补水渠道65m。
贺家村位于岐山县东北部的京当镇,东临佛教圣地法门寺,曾因出土过青铜器窖藏闻名于中国考古史。贺家村具有厚重的历史文化,是西周肇兴之地,也是青铜器之乡,贺家村以周原遗址闻名于世,因此贺家村涝池的景观设计突出生态性、文化性原则,结合村实施“村庄绿化,道路硬化,环境净化,家园美化”四大工程,以“小涝池,大生态”理念,充分挖掘周原遗址文化,打造富有地域文化特色的景观涝池。规划在涝池北面建休闲广场,集绿化种植、健身锻炼和群众集会功能于一体,在广场北边修建一道含有如周公吐哺、甘棠遗爱、文王访贤、武王伐商西周文化元素的文化墙,再配些健身器材;南部生态涝池周围,以自然布局为主,在涝池外围设置园路。园路与涝池之间的绿地种植绿化植物,涝池驳岸边坡以六边形空心嵌草砖铺设并种植水生植物,园路外设置绿化区域,用乔灌木结合绿化美化。涝池周围设置仿木防护栏。使涝池周边成了村民茶余饭后的休闲之地、老人晨练的健身地和文化活动中心。涝池总体设计见图1。
图1 涝池总平面图
4 结 语
在渭北塬区恢复生态涝池是乡村振兴,建设“家园美、产业美、风光美、生态美、生活美、乡风美”六美乡村的重要举措。诗情画意的涝池给美丽乡村带来宜居宜业、怡情怡人的诗意栖居,应与本村实际结合起来,采取措施恢复生态涝池,形成一村一池一景一文化的特色。