森林公园中的生态清洁小流域建设技术措施探讨——以北安河生态清洁小流域综合治理工程为例

杨之恒，李丹雄，周连兄，武亚南，赛 硕，胡 雪

(北京林丰源生态环境规划设计院有限公司，北京 100083)

自20世纪80年代初以来，我国先后对上万条小流域进行了综合治理，治理总面积达38万km2[1]。北京市小流域治理起步较早，经过多年的不懈努力，北京山区小流域综合治理取得了巨大成效[2]。截至2013年底，北京市在1 085条小流域中共建成了253条生态清洁小流域，累计治理水土流失面积6 758 km2[3]。

山区是首都的天然生态屏障和主要的水源涵养及供给源地，也是居民的休闲旅游度假胜地[4]。森林公园主要位于山区，是“具有一定规模和质量的森林风景资源和环境条件，可以开展森林旅游，并按法定程序申报批准的森林地域”[5]。森林公园内的植被具有较好的改良土壤、提高土壤持水与蓄水能力的功能[6]，但目前在森林公园内进行生态清洁小流域建设的尚不多见。我们以北安河生态清洁小流域综合治理工程为例，探讨森林公园区域内生态清洁小流域建设中应注意的问题，并提出对应的治理措施，以期为今后在森林公园内部建设生态清洁小流域提供参考。

1 生态清洁小流域治理技术

1.1 生态清洁小流域概念

在我国，小流域是指以水力侵蚀为主，流域面积一般为5～30 km2，最大不超过50 km2的集水单元[7]。生态清洁小流域是指流域内水土资源得到有效保护、合理配置和高效利用，沟道基本保持自然生态状态，行洪安全，人类活动对自然的扰动在生态系统承载能力之内，生态系统良性循环，人与资源和谐，人口、资源、环境协调发展的小流域[7-8]。2003年，北京率先在山区推行生态清洁小流域治理理念[9-10]，探索出了一条水土流失治理和水源保护齐头并进的新路子。2006—2008年，水利部在全国30个省(自治区、直辖市)的81条小流域开展了生态清洁小流域建设试点[10]。自此，建设生态清洁小流域成为我国生态环境治理的重要手段，并在全国陆续推广。

2008年北京市在全国率先发布并实施了《生态清洁小流域技术规范》(DB11/T 548—2008)地方标准，取得了良好的效果；大连市于2012年编制完成了《大连市水务现代化规划》，并于2014年基本完成了《大连市生态清洁型小流域规划》与典型小流域设计工作；2013年1月水利部发布了《生态清洁小流域建设技术导则》(SL 534—2013)，解决了各地对生态清洁小流域的认识局限、工程建设过程中遇到的问题，以及生态清洁小流域建设如何科学开展等疑问，用以指导和规范生态清洁小流域的建设和管理工作[10]。生态清洁小流域建设思路与习近平提出的“山水林田湖草是一个生命共同体”“对山水林田湖草进行统一保护、统一修复是十分必要的”有着高度的契合点。

1.2 生态清洁小流域治理原则

《生态清洁小流域建设技术导则》(SL 534—2013)指出，生态清洁小流域建设的原则是：以小流域为单元，以水源保护为中心，以控制水土流失和面源污染为重点，坚持山、水、田、林、路、村、固体废弃物和污水排放统一规划，预防保护、生态自然修复与综合治理并重[11]。钟莉等[3]认为生态清洁小流域治理的原则为生态安全、统筹规划、分区防治、依法监管、科技保障。《生态清洁小流域技术规范》(DB11/T 548—2008)中指出，以水源保护为主要目标，根据地形地势及人类活动情况，将小流域划分为生态修复区、生态治理区和生态保护区[8]。祁生林、杨进怀等[7,12]提出了三道防线的划分标准及相应的治理措施，他们提出的划分标准为：第一道防线为坡度>25°的坡上和山顶人烟稀少区域，植被盖度>30%，土地利用类型以林地和草地为主，土壤侵蚀以溅蚀和面蚀为主；第二道防线为坡度≤25°的滩地、坡中和坡下人类活动频繁区域，植被盖度≤10%，土地利用类型以耕地和建设用地为主，土壤侵蚀以面蚀和沟蚀为主；第三道防线为坡度≤8°的河(沟)道、滩地区域，植被盖度≤30%，土地利用类型以水域、未利用地和草地为主，土壤侵蚀以沟蚀和重力侵蚀为主。王姣等[13]也给出了相似的划分标准。

然而，生态清洁小流域分区治理的区域划分并不完全一致。大连市将生态清洁小流域划分为生态自然修复区、综合治理区、河道及湖库周边整治区[10]，各分区与生态修复区、生态治理区和生态保护区相对应并各有相似之处。张洪江等[1]在总结我国多年的小流域治理经验和实践后认为，在新时期小流域综合治理不能够仅仅局限于原有的思路框架中，要在继承治理经验的基础上，注重当地群众需求、因地制宜布设防治体系，逐步调整综合治理内容、治理措施和综合治理目标，例如可根据小流域主导功能定位，将小流域划分为水源涵养型(区)、土壤侵蚀控制型(区)、观光旅游型(区)、绿色产业型(区)、经济林果型(区)和种养(加)经济型(区)等。

1.3 生态清洁小流域治理关键技术

根据生态清洁小流域治理三道防线的新思路，以保护水源为中心，将小流域从山顶到山谷依次划分为生态修复区、生态治理区和生态保护区三道防线。根据三道防线确定的区域，目前常用的生态清洁小流域治理措施如下：生态修复区主要措施为设置封禁标牌和拦护设施；生态治理区的主要措施为梯田整修、树盘砌筑、水保造林、水保种草、土地整治、节水灌溉，砌筑谷坊、拦沙坝、挡土墙、护坡措施、排水工程，进行村庄美化、垃圾处理、污水处理和农路建设；生态保护区的主要措施为建设防护坝，进行河(库)滨带治理、湿地恢复和沟道清理[8,13]。

改善小流域的环境条件是生态清洁小流域综合治理规划的重要内容之一[13]。生态清洁小流域的建设重点包括库(河)滨带建设、乡村生活污水处理、生活垃圾处理、改水改厕、截污治污、农田面源污染控制、地埂生物化等[4]。例如永康市生态清洁小流域治理开展“三清”(清污、清障、清垃圾)、“四改”(改水、改厕、改路、改环境)工程[14]。

简而言之，生态修复区主要措施概括为封、移、补，生态治理区概括为节、治、调，生态保护区概括为清、育、保，具体见表1。各区技术措施对应到点位，因地制宜，形成防治体系。

表1 生态清洁小流域各分区特点及措施内容

2 在森林公园中建设生态清洁小流域应注意的问题

2.1 景观提升与水土流失治理相结合

森林公园建设本身注重景观效果，因此在森林公园区域内进行生态清洁小流域治理时，应结合森林公园的建设内容，在治理措施的选择上同时考虑水土流失控制和景观美化。通过小流域治理，既能使项目区的水土流失得到控制和减少，又能提升项目区景观环境，达到吸引更多游客到此游玩的目的。

2.2 引入降雨蓄渗措施，加强水资源利用

北京市为严重缺水城市，山区水资源更为紧缺。森林公园大多位于山区，属于流域上游，本身植被丰富，具有良好的保水保土能力。刘霞等[6]在山东省邹城市刘庄小流域调查9种森林植被类型的土壤入渗和土壤贮水特征时，发现混交林和单纯林的平均土壤饱和贮水量分别为荒草坡的1.54和1.33倍，森林植被的土壤入渗速率(3.02～5.73 mm/min)均高于荒草坡(1.25 mm/min)。因此，在森林公园内进行生态清洁小流域建设还应重点考虑蓄渗措施，例如坑塘、生物滞留池等。

2.3 注重生态和景观效果，实施近自然治理

森林公园建设注重生态、自然，在其范围内进行生态清洁小流域治理时应本着生态优先的原则，在保证工程安全的前提下，尽可能做到近自然治理，多考虑生态为主的措施，使得森林公园内各项生态清洁小流域治理措施实施后与周边环境相协调，整体更趋于自然，水系更加完善、安全，动植物种类和数量增多，人与自然和谐共处，以最大程度地发挥区域生态效益。

2.4 涵养水源与保持水土相结合

森林公园本身植被丰富，植被覆盖度较高，具有较强的涵养水源功能。因此，在森林公园内进行生态清洁小流域建设更需注重水源涵养与水土保持的结合，要注意对原有植被的保护，尽量减少对原有植被的破坏，减轻施工扰动造成的水土流失，在保障涵养水源、保持水土功能的同时，改善生态环境。

3 技术措施及其分区布局

3.1 研究区概况

北安河小流域位于北京市海淀区西北部的苏家坨镇，紧连太行山和燕山山脉，属于北运河水系，总占地面积40.56 km2。小流域采取分期治理，本期治理面积7.0 km2，全部位于鹫峰国家森林公园内。鹫峰国家森林公园是北京郊区重要的国家级森林公园之一，是集教学、科研、科普教育、休闲游憩为一体的综合型森林公园，保障其健康持续发展对维护首都生态环境及城镇周围居民的休闲游憩起着重要作用[15]。公园内以山地为主，土壤为褐土，成土母质富含石灰，森林覆盖率达96.4%，主要植被为落叶阔叶林[15]。

3.2 各区技术措施布局

因鹫峰国家森林公园承担着涵养水源、保护地下水、维护当地水资源可持续利用等生态功能，同时兼具水土保持措施展示、示范和宣传功能，所以北安河小流域治理技术措施的选定应在传统清洁小流域21项措施的基础上，结合项目区现状进行适当优化和扩充，在发挥治理措施保水保土作用的同时，提升区域生态环境和景观效果，并强化水土保持措施的展示效果和科普作用。依据北京市生态清洁小流域治理中的三区划分原则，将北安河小流域划分为生态修复区、生态治理区和生态保护区。

3.2.1 生态修复区

项目区内森林覆盖率较高，按照北京市生态清洁小流域治理中的三区划分原则，项目区内大部分为第一道防线区域，即生态修复区。该区域主要位于北安河小流域西部山区的陡坡山地，其特点为坡陡、海拔较高、植被多且丰富、人为扰动少。在生态修复区内以封育保护措施为主，在人为活动频繁和主要出入口处设置了4块封禁标牌，以减少人为活动干扰破环。

3.2.2 生态治理区

第二道防线为生态治理区，该区域主要位于北安河小流域坡脚及沟道附近，其特点是人为活动频繁，大部分坡度≤25°，水土流失、面源污染和生活污水、垃圾较为集中。生态治理区采取的措施主要有：①针对项目区污水处理设施和垃圾收集配套设施不完善问题，在公园宿舍生活区、游客服务设施区及公园人员活动频繁区域修建了污水处理设施和垃圾分类、收集设施。②对园区原有混凝土停车场进行改建，在停车场排水沟下游建设生物滞留池，生物滞留池结构从下往上分别为400 mm碎石层、200 g/m2无纺布、200 mm粗砂层、800 mm种植土、50 mm树皮，生物滞留池中种植八宝景天和鸢尾等植物；新建停车场通过铺设透水砖和蜂巢格室减少地面径流、增加雨水就地入渗。透水砖规格为200 mm×100 mm×60 mm，铺设时从上到下为6 cm面层、4 cm中砂找平层、10 cm基层级配碎石，底层素土夯实；蜂巢格室型号CGGS-200-A，从下往上分别为素土夯实、200 g/m2无纺布、200 mm厚级配碎石、200 g/m2无纺布、蜂巢格室(见图1)，格室内填土种植结缕草。③对园区内供游客休憩的小广场，道路和硬化地面采取铺设透水砖、植草方格方式改造，广场内现有破损混凝土树池修整改造为防腐木座椅式树池，扩大游客休息空间，并通过种植植物提升景观效果，提高游客休闲体验感。④园区现有人工降雨模拟大厅试验用水经沉沙池沉淀后排至项目区自然沟道，经现场勘察和降雨试验用水分析，在大厅外设置了一个300 m3的PP模块蓄水池收集人工降雨试验用水和实验室屋面雨水，加强水资源的利用。⑤园区现状健身道路沿线存在部分裸露坡面，坡度在60°～85°，坡长6～7 m，雨天存在落石和滑坡隐患。在分析每处边坡坡度、坡长、岩性等的基础上采取坡面种植穴(见图2)、飘台种植槽(见图3)、坡脚仿木桩种植槽(见图4)和坡面生态棒等措施进行生态治理。

图1 蜂巢格室停车场立面结构示意

图2 坡面种植穴立面及断面示意(单位:cm)

图3 坡面飘台种植槽护坡断面示意(单位：mm)

图4 坡脚仿木桩种植槽断面示意(单位：mm)

3.2.3 生态保护区

生态保护区为第三道防线，主要位于北安河小流域沟道两侧及周边，其特点为植被盖度≤30%，坡度≤8°，土壤侵蚀以沟蚀和重力侵蚀为主。生态保护区采取的措施主要为：①园区内现有一段浆砌石沟道，长106 m、宽90 cm、深0.5～0.7 m，2016年北京“7·20”暴雨时局部受损，从景观提升和沟道生态角度出发，坚持少挖少破坏的原则，采用仿木桩护岸，护岸外侧种植迎春花(见图5)。②在园区下游自然沟道出口处有一不规则坑塘，平均深1 m，占地920 m2，已淤满泥土和石块，坑塘底部现状高程72.33 m，出水涵洞底部高程72.38 m，基本不能存水，设计首先对此坑塘进行清淤处理，底部铺设土工膜，周边码放土工石笼袋并对岸边进行绿化美化，改造后的坑塘可以有效拦截和集蓄项目区上游雨季来水。

图5 仿木桩护岸立面示意(单位：mm)

4 结 论

(1)通过对北安河生态清洁小流域综合治理工程进行分析，并对森林公园内生态清洁小流域建设中的一些问题进行了探讨，发现在森林公园内进行生态清洁小流域建设应因地制宜，根据森林公园的特殊需求及实际情况，适时制定和调整生态清洁小流域建设中各分区内所对应的技术措施及布局。

(2)在森林公园内进行小流域建设应多考虑景观效果，多考虑近自然、生态型的治理措施，以达到在有效保持水土、涵养水源、改善生态环境的同时，最大程度地突出森林公园的景观效果，发挥森林公园应有的作用。