田卫堂,韩尚柱,郭永晨,魏 飒
(1.河北省水土保持工作总站,河北 石家庄 050011; 2.河北省水利厅,河北 石家庄 050011;3. 河北省水利科学研究院, 河北 石家庄 050051)
白草坪水库位于槐河上游赞皇县城西部20 km处, 1970年11月开工兴建,1973 年6月竣工,是一座以防洪、灌溉为主的中型水利枢纽工程,控制流域面积 230 km2。工程建筑物主要有主坝、副坝、正常溢洪道、非常溢洪道、输水洞等。水库总库容4 492万m3,调洪库容1 641万m3,兴利库容2 387万m3,死库容120万m3,设计标准为100年一遇,校核标准为1 000年一遇,汛限水位288 m,校核水位296.16 m。目前水库常年蓄水量2 497万m3,水位287.98 m,属于高水位运行。
白草坪水库上游涉及嶂石岩、虎寨口、三六沟、黄北坪、长阴沟、段里沟、上桃坡、小吕等8条小流域。
一是水土流失面积大。 库区上游有大面积水土流失面积急需治理,流失的泥沙随地表径流入库,造成水库淤积,减少了水库的调节库容,影响防洪、蓄水、灌溉等效益的发挥,并且对城乡供水和水环境构成直接威胁,不利于水资源的可持续利用和人们生活质量的提高。库区土地利用结构不合理,坡耕地和荒山荒坡面积大是造成水土流失的主要原因,沟道工程措施偏少也是水土流失不能得到根本控制的一个主要因素。
二是库区水质遭受面源污染威胁。 面源污染的主要来源为耕地施用的化肥和农药、水土流失产生的入库泥沙、农村生活污水和固体废弃物。水土流失加剧了面源污染,使水源地水质营养化程度提高,如果不加以保护和控制,那么水质有进一步恶化的趋势,将对用水安全造成威胁。
从2006年开始,先后对白草坪水库上游8条小流域实施了水土保持综合治理,其中嶂石岩、长阴沟和小吕等3条小流域2007年通过了省水利厅验收。各小流域的主要工程建设内容如下。
(1)嶂石岩小流域。修筑水平梯田13.33 hm2,营造水保林480 hm2,建设沟坝地10 hm2、谷坊坝50道、扬水站3座,封禁治理600 hm2,共治理水土流失面积11 km2。
(2)虎寨口小流域。建设梯田6.66 hm2、沟坝地5.33 hm2、谷坊坝20道,营造水保林和经济林480 hm2,封禁治理866.67 hm2,共治理水土流失面积13.6 km2。
(3)三六沟小流域。建设沟坝地2 hm2、谷坊坝8道、扬水站1座,营造水保林400 hm2,封禁治理700 hm2,共治理水土流失面积11 km2。
(4)黄北坪小流域。建设沟坝地3.33 hm2、谷坊坝10道、扬水站7座,营造经济林600 hm2,封禁治理600 hm2,共治理水土流失面积12.03 km2。
(5)段里沟小流域。建设沟坝地13.33 hm2、谷坊坝10道,封禁治理580 hm2,营造水保林600 hm2,共治理水土流失面积12 km2。
(6)上桃坡小流域。建设沟坝地3.33 hm2、水窖10座、谷坊坝12道,营造水保林300 hm2,封禁治理400 hm2,共治理水土流失面积7 km2。
(7)长阴沟小流域。修筑水平梯田53 hm2、反坡梯田262.26 hm2、水平阶405.62 hm2,大小鱼鳞坑整地分别为55.94 hm2和10.56 hm2,修筑干砌石谷坊坝10道、水池3座、扬水站3处,栽植乔木林9.32万株,封禁治理993.7 hm2,累计治理水土流失面积17.81 km2。
(8)小吕小流域。修筑水平梯田8.96 hm2、反坡梯田87.26 hm2、水平阶125.48 hm2,大小鱼鳞坑整地分别为54.76和12.76 hm2,修筑干砌石谷坊坝6道、水池2座、扬水站1处,栽植乔木林18.25万株、灌木林6.38万株、经济林30.6万株,封禁治理295.16 hm2,累计治理水土流失面积5.84 km2。
在小流域综合治理基础上,为加强白草坪水库水源地及其设施的保护和管理,有效发挥水库工程功能,防止水体污染,保障饮用水源安全,根据《中华人民共和国水法》《中华人民共和国水污染防治法》等有关法律法规,2011年赞皇县人民政府颁布实施了《白草坪水库水源地保护管理办法》。该管理办法将水库水源保护区划分为水域一、二级保护区和陆域一、二级保护区、准保护区,并提出水源保护区要实行封山育林、退耕还林,发展水源涵养林和水土保持林,增强森林植被涵养水源功能,防治水土流失,改善生态环境;该办法明确规定了县级水利、环保、林业、农业、国土、公安、交通、建设等有关部门应履行的职责及其法律责任。
(1)蓄水保土,涵养水源。据统计,2006年底,白草坪水库上游8条小流域水土流失总面积尚有120.51 km2。通过实施小流域治理工程,到2010年底,累计治理水土流失面积达90.28 km2,治理程度达到75%。其中嶂石岩、虎寨口、段里沟、上桃坡等4条小流域保护区,通过实施梯田、谷坊坝、水池、扬水站等工程措施和封山育林、种树种草等植物措施,植被覆盖率达到90%以上,基本实现了小雨不下山、大雨缓下山的防治目标。
(2)水源保护与水质改善效果显著。白草坪水库上游水源保护区小流域治理工程项目的实施,对库区水源保护和水质改善有显著效果。对库区水质检测结果表明,库区水质基本达到了《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)的Ⅰ类水质标准,并符合国家《生活饮用水卫生标准》(GB 5749—2006)的规定(表1)。
(3) 经济效益和生态效益明显提高。白草坪水库上游小流域治理产生直接经济效益800多万元。白草坪水库在实施小流域治理措施后,水污染治理费用和运行成本明显降低;水质处理效果好,对各种污染物去除率较高,不利用化学治污手段,防止了二次水污染,降低了费用;治理与景观建设密切结合,营造了人水融合的优美环境,达到了一种费用投资双向利用的效果,解决了多年来国内许多水库水污染治理投资大、运行费用高等老大难问题。
表1 库区水质取样化验结果 mg/L
(1)白草坪水库上游8条小流域通过实施梯田、谷坊坝、水池、扬水站等工程措施和封山育林、种树种草等植物措施,基本实现了小雨不下山、大雨缓下山的防治目标;库区水源得以保护,水质明显改善,达到地表水环境质量Ⅰ类水质标准,在河北省众多中小型水库中实为鲜见,为库区及库区上游水质改善与环境保护提供了一个成功的“白草坪模式”。
(2)河北省水库型水源地众多,库区及库区上游水土流失十分严重,水质面临进一步恶化的趋势,控制泥沙和面源污染是保护水源地水质安全的当务之急,推广白草坪水库小流域治理的经验具有现实意义。