北京市大西沟生态清洁小流域建设探析

刘 婕

(北京大有天成工程咨询有限公司,北京 102488)

从20世纪50年代,我国开始探索并逐步形成了较为成熟的小流域治理方法[1]。2003年,北京市在实施小流域治理的基础上,率先开展以保护水源为主的生态清洁小流域建设;2006年,水利部在全国遴选了81条小流域开展生态清洁小流域建设试点;2013年,水利部颁布实施了《生态清洁小流域建设技术导则》(SL 534—2013),并指出:生态清洁小流域是在传统小流域综合治理基础上,将水资源保护、面源污染防治、农村垃圾及污水处理等结合到一起的一种新型综合治理模式,其建设目标是沟道侵蚀得到控制、坡面侵蚀强度在轻度(含轻度)以下、水体清洁且非富营养化、行洪安全,生态系统良性循环的小流域。

截至2021年5月,北京市共建成466条生态清洁小流域,涉及水源保护、休闲观光、绿色产业、增收致富等不同类型。随着生态清洁小流域的建设,城乡人居环境逐步改善,乡村产业随之振兴,“人居山水画卷”“钱袋慢慢鼓起”等梦想,一步步变为现实。依据《北京城市总体规划(2016年—2035年)》,结合相关政策要求,北京市房山区大西沟小流域要通过生态清洁小流域建设,使流域内生态环境得到明显改善,村容村貌得到改观,坡面水土流失得到有效治理,植被覆盖率得到大幅度提高,生态环境更加自然和谐。同时,将生态恢复、治理效果逐步融入当地旅游业中,为推动流域生态旅游业发展作出重要贡献,从根本上促进农民增收,实现生态、经济、社会和谐发展。笔者希望通过对北京市房山区大西沟生态清洁小流域建设的探讨分析,为后期生态清洁小流域建设提供一些借鉴。

1 小流域概况

1.1 小流域地理位置

大西沟小流域位于房山区中部山区南窖乡境内,地理位置为东经115°47′33.50″～115°49′44.08″、北纬39°45′15.36″～39°47′56.19″,属房山北麓低山区,东接水峪小流域,南与大草岭小流域相邻,西邻贾峪口和下石堡小流域,北与贾峪口和北窖小流域相接。大西沟小流域涉及大西沟村、南窖村、水峪村3个行政村,流域内总人口2 700人,周边交通便利。流域类型为完整型,流域汇水面积8.12 km2,主沟道总长4.76 km。

1.2 生态建设定位

大西沟小流域属于山区小流域。依据《北京城市总体规划(2016年—2035年)》,房山区的山区按照生态涵养区的总体要求,着力建设首都西南部生态屏障,构建高品质的特色历史文化旅游和生态休闲区。

本次小流域建设从2018年开始,至2019年结束,以统筹山水林田湖草系统治理为出发点,结合小流域地形地貌特点及流域内现有资源优势,将生态清洁小流域建设与山水林田湖草系统治理的理念相融合,以发展林果采摘为核心,以绿色安全的生态种植业为发展方向,加强沟道生态治理和景观建设,充分利用小流域内的自然资源,加强水土流失治理力度和配套基础设施建设,提高村民收入水平;同时加强村庄环境整治力度,改善人居环境。

1.3 建设思路

依据《生态清洁小流域建设技术导则》(SL 534—2013)和《生态清洁小流域技术规范》(DB11/T 548—2008),生态清洁小流域建设原则包括:①应以小流域为单元,以水源保护为中心,以控制水土流失和面源污染为重点,山、水、林、田、路、村综合治理;②应以小流域内污染总控为原则,综合减污,科学布设流域内污水、垃圾、化肥、农药等各类污染源防治措施;③应预防保护与综合治理并重,各项防治措施的布局应做到因地制宜、因害设防;④各项措施应与当地景观相协调,体现人水和谐和生态优先;⑤应服务于山区生态涵养发展区的功能定位。

结合现场调查成果,从小流域出口地表水环境质量、土壤侵蚀强度、林草面积占宜林宜草面积比例、化肥施用强度、农药施用、沟道形态特征、沟道生态特征、村庄生活污水处理率、村庄生活垃圾无害化处理率、村庄防洪达标率、规模养殖污水处理率等共计13个指标,分别评价小流域治理前状况。

综上,本次大西沟小流域建设以发展林果采摘、保护原生生态、美化村庄环境等为目标,逐步完善村内配套基础设施,为发展流域内种植、观光等多位一体的旅游业打下基础。

2 措施设计

根据国家、北京市相关政策背景及上位规划,大西沟小流域的功能定位为生态旅游型小流域,建设目标为改善生态环境、提升流域景观、减少水土流失、振兴农村经济、促进农民增收。为适应经济社会发展对水土保持生态建设的新要求,满足人民群众对良好人居环境和清洁生态的迫切需要,配合社会主义新农村建设,改善新农村整体环境,提高流域资源利用效率,增强区域可持续发展能力,促进人与自然和谐,实现小康社会目标,以建设生态清洁小流域为指导思想,以改善流域内生态环境和提高村民的经济收入为中心,确定对大西沟小流域进行治理,治理面积8.00 km2。结合新农村产业发展的重点,综合防治流域内的水土流失,以沟道、边坡等生态综合治理措施为主,通过加强基础设施建设和改善流域生态环境,为山区流域农村经济和生态的良性循环发展创造基础条件[2]。

在进行小流域治理时,以水源保护为主要目标,根据“三道防线”的要求,将项目区分为生态修复区、生态治理区和生态保护区三个功能区进行设计。

2.1 生态修复区设计

大西沟小流域生态修复区为沿主沟道两侧人烟稀少的区域,面积0.66 km2。区域内山高坡陡,土层浅薄,植被经破坏后恢复较难,为减少人为活动对该区域的影响,对其进行封育保护。

根据房山区小流域治理经验,原有治理工程中生态修复区的封禁标牌采用过木质和浆砌石形式,但在后期使用与管护过程中,存在如下问题:①木质标牌容易受到野外动物的破坏,同时随着使用年限的增加,标牌本身容易受降雨腐蚀,标牌上的文字容易剥落;②木质标牌通常规格较小,在生态修复区不够醒目,无法发挥警示作用;③浆砌石形式人为痕迹太过明显,与自然景观不相协调。故本次采用自然石砌筑封禁标牌(见图1),自然石长×宽×高为(0.8～1.0) m×0.6 m×1.5 m,下部埋入地下20 cm,周边用M10水泥砂浆砌筑,以维持底部稳定,正面局部凿平,正中注明封禁内容。

图1 封禁标牌示意(单位:mm)

2.2 生态治理区设计

生态治理区措施以生态治理和生态恢复为主,面积5.54 km2。大西沟小流域生态治理区位于农田、村庄及道路周边,存在水土流失严重、道路边坡挂渣、村内裸露空地较多等问题。该区域建设方向为农业基础设施配套和村庄美化,主要措施包括梯田整修、护坡修复、节水灌溉等。

2.2.1 梯田整修

大西沟村东北侧山坡上有梯田约10 hm2,种植食用百合、百日草等,由于建成年代久远(20世纪70年代)且受到汛期暴雨影响,因此局部区域田坎损坏较严重,部分区域现状为土坎,梯田内极易发生水土流失,不仅给生产带来不便,而且不利于保水保墒,影响作物生长,降低作物的产量。

根据现场调查,10 hm2梯田中田坎长度约6 500 m,破损田坎长度约1 200 m,破损率约为18.46%,田坎修复高度在1～2 m之间。

本次田坎修复全部采用干砌石结构。田坎整修基础深55 cm,干砌石间相互咬合,田坎外边坡坡比1∶0.3,内坡采用直墙式,顶宽60 cm(见图2)。施工时,砌体要分层进行,层间竖缝要错开,每层以大石块为骨干,大面朝下,不平稳部位要用小石块垫稳,不得有松动石块。层面应经常用薄厚不同的石块调整高度,以便始终保持各层呈基本水平上升。砌石应表里一致,不得以大石块砌外缘而内填碎石、河卵石,外砌石块要互压1/2以上。本次新建田坎高度(H)根据现状田坎情况分为1.0、1.5、2.0 m三种规格,相应的底宽(B)分别为0.90、1.05、1.20 m。

图2 干砌石田坎剖面(单位:mm)

2.2.2 节水灌溉

山坡上种植作物有食用百合、花卉(百日草)等,原采用管灌,需配套节水灌溉,提高水资源利用率。本次拟在种植作物较集中处设节水灌溉措施,灌溉面积3.67 hm2,土地为集体所有。根据当地居民需要,选择半固定式喷灌系统,其具有设备利用率较高、投资相对较低的优点。

2.2.3 护坡修复

大西沟村主干道、田间道路和森林防火道路边坡破损,靠近梯田一侧土体裸露,边坡坡比1∶0.4～1∶0.6,坡度较陡,存在安全隐患,易产生水土流失,同时也不能满足流域内发展旅游产业的需求。综合考虑安全性和景观效果,本次边坡修复采用浆砌石结构(见图3～图5)。

图3 村内主干道边坡治理前、后效果

图4 田间道路边坡治理前、后效果

图5 森林防火道路边坡治理前、后效果

2.3 生态保护区设计

本次生态保护区面积1.92 km2,治理范围主要在村内现有沟道两侧。工程建设需以控制土壤流失、提升流域景观为准则,以提高居民生活环境和服务村庄旅游发展为目的,通过对村内现有沟道进行治理,提升小流域村庄景观质量,其设计形式应与村庄周边环境相协调。

本次村内现有沟道两侧的绿化美化工程面积为1 500 m2,主要是种植乔灌草和花卉等,应遵循适地适树(草)的原则,选择兼具景观效果的乡土树(草)种。乔灌木树种选择黄栌(株高2.0～2.5 m)、栾树(直径8.0～8.9 cm)、金叶榆(直径6～8 cm)、紫叶李(直径8.0～8.9 cm)、黄刺玫(株高1.5～1.8 m)、丁香(株高1.5～1.8 m)等;绿篱选用紫叶小檗(株高0.5～0.8 m)和金叶女贞(株高0.5～0.8 m);花卉选用月季(4 a生丰花月季)、二月兰;草种选用披碱草。沟道两侧治理的平面布置情况见图6。

图6 沟道两侧治理的平面布置

人行步道:在绿化区域内布设1.5 m宽的人行步道300 m,便于行人通行。为了与周边环境协调,人行步道采用块石铺装。

石桌凳:为了满足人们休闲、娱乐、观赏、体验等多种需求,同时结合小流域的治理改善农村人居环境,使生产、生活和生态和谐发展,通过改善公共服务设施使村民生活品质提升,本次布设石桌凳2套。

宣传标牌:布设宣传标牌1套,宣传大西沟小流域的旅游特点。

3 效益分析

通过修复田坎,改善了梯田立地条件,提高了控制水土流失的能力;通过封育保护和绿化美化工程,提高了区域植被覆盖率,有效减少了水土流失量,在保护土地资源的同时,也改善了流域的自然条件。

结合村内地形条件及发展规划,从民生角度出发,对村内现有沟道两侧空闲地进行绿化美化,为村民提供了休闲娱乐的场所;通过景观小品设计,提供了休闲娱乐设施和人行步道等,为今后沟域内经济发展及旅游业发展打下了坚实的基础。

通过对大西沟小流域进行综合治理,有效减少了水土流失,提高了土地利用率,优化了农村产业结构及土地利用结构,改善了项目区生态、社会环境,百姓得到切实利益的同时,深切感受到保护水土资源、保护生态环境的重要性,从而为调动社会力量参与水土保持做了很好的宣传。

治理前、后大西沟小流域各项指标评价达标情况见表1。

4 结论与建议

4.1 结论

在新阶段水利高质量发展的要求下,生态清洁小流域建设要和乡村振兴战略紧密结合起来,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,建立健全城乡融合发展体制机制和政策体系,加快推进农业农村现代化。生态清洁小流域的建设要始终坚持山水林田湖草沙是一个生命共同体的理念,将防治水土流失与沟道治理、水源地保护、农田建设等有机结合起来,切实为当地乡村振兴提供抓手,改善生态环境,为当地的旅游发展提供山清水秀的田园风光。

4.2 建议

1)根据小流域所在区域,结合区域发展规划、区域位置,将生态清洁小流域建设与美丽乡村建设有机结合起来,切实为乡村振兴助力。

2)在有条件的小流域内,可增设雨洪利用措施,既可以有效利用当地雨水、洪水等非常规水源,又可以减轻小流域内沟道行洪压力。

3)加大管理和宣传力度,吸引更多的社会资本、民间资本参与生态清洁小流域建设。