水庫上游小流域規(guī)劃建設(shè)思路探析
時間:2022-09-17 03:02:49
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摘要:以北京市境內(nèi)密云水庫上游小流域為例,梳理了小流域建設(shè)情況,分析存在問題及建設(shè)原則,并運(yùn)用空間分析及群眾座談等手段,科學(xué)選取了規(guī)劃治理區(qū)域,并針對具體問題提出了工程和管理措施,為小流域規(guī)劃治理提供借鑒。
關(guān)鍵詞:密云水庫;生態(tài)清潔;小流域
密云水庫是首都北京重要的地表水源地,事關(guān)城鄉(xiāng)安全供水、城市平穩(wěn)運(yùn)行、市民安居樂業(yè)和經(jīng)濟(jì)社會可持續(xù)發(fā)展,在保障水源安全方面發(fā)揮著重要作用[1-3]。特別是2014年后,密云水庫還承擔(dān)了南水北調(diào)來水的調(diào)蓄任務(wù),密云水庫水源地保護(hù)對于保障首都水源安全、水源地生態(tài)保護(hù)對保障首都水源安全及北京市生態(tài)和城市可持續(xù)發(fā)展具有不可替代的作用。
1北京市密云水庫上游基本情況
北京市境內(nèi)密云水庫上游流域面積3512km2,主要河流有白河、天河、黑河、湯河、菜食河、潮河、白馬關(guān)河、牤牛河、安達(dá)木河等。共有小流域179條,截至2018年底,共建成生態(tài)清潔小流域94條,未治理小流域85條。上游涉及22個鄉(xiāng)鎮(zhèn)、397個行政村,總?cè)丝?0.1萬人。根據(jù)2018年水土流失動態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù),水土流失總面積595km2。
2規(guī)劃治理原則
2.1統(tǒng)籌兼顧的原則。綜合考慮規(guī)劃設(shè)計(jì)、工程建設(shè)、運(yùn)行管護(hù)等生態(tài)清潔小流域建設(shè)全過程;統(tǒng)籌農(nóng)村污水處理、垃圾收集處置、美麗鄉(xiāng)村建設(shè)等其他相關(guān)工程,綜合施策。2.2保護(hù)優(yōu)先的原則。按照生態(tài)修復(fù)、生態(tài)治理、生態(tài)保護(hù)“三道防線”的思路,優(yōu)先實(shí)施自然恢復(fù)。生態(tài)紅線面積占到70%以上的小流域、以及坡度大于25°的區(qū)域,原則上不安排工程措施,以封禁保護(hù)、自然修復(fù)為主。2.3突出重點(diǎn)的原則。優(yōu)先實(shí)施主要河流沿線、面源污染嚴(yán)重、水土流失嚴(yán)重、污水垃圾污染突出、人口密度較大、地方政府和群眾積極性高的小流域。2.4按需投資的原則。針對小流域內(nèi)點(diǎn)、面源污染狀況、水土流失特點(diǎn)等實(shí)際情況,根據(jù)山水林田湖草系統(tǒng)保護(hù)綜合治理的思路,按照“缺什么補(bǔ)什么”的原則,打破以往65萬/km2的標(biāo)準(zhǔn),有針對性地采取措施,實(shí)施按需投資。
3規(guī)劃治理區(qū)域現(xiàn)狀分析
通過分析生態(tài)紅線、淺山區(qū)、密云水庫二級保護(hù)區(qū)、重要主要河流沿線及村莊治污情況與小流域的關(guān)系,確定規(guī)劃治理重點(diǎn)區(qū)域[4-5]。3.1生態(tài)紅線與小流域的關(guān)系。生態(tài)紅線和坡度在25°以上區(qū)域是本次規(guī)劃優(yōu)先保護(hù)區(qū)域,應(yīng)充分借助自然力量,減少工程干預(yù),以生態(tài)保護(hù)和修復(fù)為主。小流域內(nèi)生態(tài)紅線面積1819.2km2,為喇叭溝門生物多樣性維護(hù)、延慶北部生物多樣性維護(hù)、軍都山水源涵養(yǎng)與水土流失防治、密云水庫上游水源涵養(yǎng)、北京東部水源涵養(yǎng)與水土保持和重要河流濕地生態(tài)保護(hù)紅線6種類型,占總面積51.8%。3.225°坡與小流域的關(guān)系按照北京市水保條例要求,坡度在25°以上區(qū)域要進(jìn)行封禁保護(hù)。運(yùn)用Arcgis軟件提取北京市DEM坡度圖并進(jìn)行重分類,未治理小流域坡度在25°以上面積294.1km2,占總面積20%。3.3淺山區(qū)與小流域的關(guān)系。淺山區(qū)是山區(qū)、平原生態(tài)系統(tǒng)的交錯區(qū),是首都最重要的水源涵養(yǎng)地和生態(tài)屏障,淺山區(qū)人為擾動較大,水土流失嚴(yán)重,作為規(guī)劃水土流失治理的重點(diǎn)。未治理小流域中,淺山區(qū)小流域有24條,總面積421.9km2。3.4密云水庫二級保護(hù)區(qū)與小流域的關(guān)系。密云水庫二級保護(hù)區(qū)直接影響密云水庫水質(zhì),是治理重點(diǎn)。二級保護(hù)區(qū)范圍涉及到的14條小流域尚未達(dá)到生態(tài)清潔小流域標(biāo)準(zhǔn),總面積236.9km2。3.5主要河流沿線與小流域的關(guān)系。9條主要河流沿線未治理小流域有66條,總面積1158.7km2,該66條小流域是入河污染物影響重要區(qū)域,優(yōu)先安排治理任務(wù)。3.6小流域內(nèi)村莊污水情況。未治理小流域內(nèi)有28條小流域內(nèi)未建污水處理設(shè)施,盡快與村莊污水治理三年行動實(shí)施方案對接,加快治理進(jìn)度。3.7小流域影響因素綜合分析。生態(tài)紅線面積大于70%的小流域原則上不安排工程措施以封育保護(hù)為主,如地方政府和群眾反映強(qiáng)烈,環(huán)境亟需治理,可適當(dāng)考慮;小流域內(nèi)生態(tài)環(huán)境良好,已達(dá)到清潔標(biāo)準(zhǔn),本次規(guī)劃不安排治理任務(wù)。對生態(tài)紅線、淺山區(qū)、密云水庫二級保護(hù)區(qū)、重要河流沿線及村莊治污情況5種因素進(jìn)行賦值,重點(diǎn)考慮地方政府和群眾意愿,優(yōu)先安排影響因素多、地方政府和群眾意愿強(qiáng)烈、綜合打分高的小流域。
4主要技術(shù)措施
4.1生態(tài)河流治理技術(shù)。主要河流沿線小流域以點(diǎn)面源污染防治為主,通過開展植草溝及植被緩沖帶建設(shè)、水系連通、生態(tài)岸線修復(fù)、生物多樣性恢復(fù)、入河入庫口濕地建設(shè)等措施,減少村莊、農(nóng)田排水對密云水庫水質(zhì)影響,減少入庫污染物,切實(shí)改善密云水庫水質(zhì)[6-10]。4.1.1防洪空間擴(kuò)展技術(shù)。進(jìn)行洪峰流量計(jì)算,保證拓展后的河流達(dá)到防洪目標(biāo)的要求;一般包括河堤改移、生態(tài)護(hù)岸、河流水文地貌構(gòu)建和親水措施等;改移后的河堤線應(yīng)該蜿蜒自然,避免直線化,盡量采取緩坡植物護(hù)岸的形式,選用當(dāng)?shù)氐泥l(xiāng)土植物種;坡腳水流易沖刷的部位可采取碼石、活體柳木樁或喬灌木護(hù)腳;河床地形應(yīng)自然多樣,急流、緩流、深潭、淺灘和島嶼共存,構(gòu)建小水位時徑流聯(lián)通的子槽,子槽應(yīng)蜿蜒自然;在急流、深潭和子槽凸凹易沖刷部位采取碼石護(hù)坡腳;常水位以上高程部位可點(diǎn)綴種植少量喬木,增加景觀效果;可修建汀步等親水步道,北方由于凍脹等問題,不建議修建混凝土不道。4.1.2河流水質(zhì)改善技術(shù)。主要包括截污、清除溝道垃圾及在溝道兩岸配置植物過濾帶等。4.1.3河流水文地貌修復(fù)技術(shù)?;謴?fù)溝道平面與斷面形態(tài)多樣性,恢復(fù)多樣的生存與棲息環(huán)境。溝道形態(tài)宜寬則寬、宜彎則彎,蜿蜒自然,深潭、淺灘、急流和緩流交替出現(xiàn),溝床微地形起伏多樣。防洪空間足夠大時,可配置溝道子槽,并盡量恢復(fù)子槽自然蜿蜒。在有常流水的溝道,宜利用水流自然的沖刷淤積變化實(shí)現(xiàn)水文地貌多樣性修復(fù)。盡量自然恢復(fù)植被,創(chuàng)造適宜自然植被恢復(fù)的水土條件,給自然植被的自我修復(fù)留時間,適應(yīng)當(dāng)?shù)氐乃?、土、氣條件,維護(hù)成本低。4.1.4河流連通性修復(fù)技術(shù)。河流縱向連續(xù)性技術(shù)主要對橫向攔水建筑物的拆除或改建,一般將露出河床部分的漿砌石拆除或降低高度,改為透水的碼石散水壩形式,散水壩在上下水位之間要形成緩坡,壩上設(shè)計(jì)小水位時的流水子槽。根據(jù)河流流速,確定單塊石頭的大小,位于上游的石塊要大于下游的石塊,碼放要自然,自然塊石咬合碼砌。多座攔水壩同時改造時,相鄰兩座散水壩上子槽的位置要錯開,實(shí)際形成整段河道蜿蜒曲折的子槽,在子槽的凹凸部位要碼石防沖。河流橫向連通性修復(fù)技術(shù)開發(fā)與整合了柳樁碼石護(hù)岸、碼石護(hù)岸、硬質(zhì)邊坡綠化、坡腳碼石防護(hù)和堤腳堤坡穩(wěn)定等多項(xiàng)生態(tài)護(hù)岸技術(shù)。4.2水土流失與面源污染防治技術(shù)。水土流失嚴(yán)重的小流域以面源污染防治和土壤侵蝕模數(shù)控制為主,開展生態(tài)治理工程,有效控制水土流失[11-13]。利用RUSLE模型模擬的方法,確定了密云水庫水源地2000—2016年間時空分布特征,確定了8°~25°坡度為水土流失關(guān)鍵源區(qū),土地利用是影響關(guān)鍵源區(qū)的主導(dǎo)因素,坡地經(jīng)濟(jì)林下水土流失對關(guān)鍵源區(qū)貢獻(xiàn)可達(dá)54%,是密云水庫水源地坡面水土流失防控的重點(diǎn)核心,其中板栗林可占經(jīng)濟(jì)林面積的80%,是密云水庫水源地水土流失防控的重中之重。(1)水平林地(0~5°)水土流失防治:水平林地土壤侵蝕模數(shù)466.8t/(km2•a),屬于輕度水土流失,且林下土壤肥沃,加上板栗林郁閉度較小,因此在考慮生態(tài)環(huán)境的基礎(chǔ)上,應(yīng)充分利用土地資源。采用林糧復(fù)合模式,選擇具備水保效益的農(nóng)作物,發(fā)掘其經(jīng)濟(jì)效益,以耕代撫。防控關(guān)鍵技術(shù)為林糧復(fù)合模式,選擇病蟲害少、土地覆蓋率高、不用或少用農(nóng)藥的農(nóng)作物進(jìn)行輪作,盡量減少施肥量,并盡量使得作物的生長季節(jié)與降水期同步,降低庫區(qū)面源污染。(2)緩坡林地(5°~8°)水土流失防治:緩坡林地土壤侵蝕模數(shù)為1166.5t/(km2•a),屬于輕度侵蝕。由于坡度較緩,治理難度小,該區(qū)以工程措施為主,植物措施為輔。該區(qū)土壤較為肥沃,在有效防治水土流失的基礎(chǔ)上可以盡可能的發(fā)揮土地的作用,生態(tài)效益與經(jīng)濟(jì)效益兼顧。防控關(guān)鍵技術(shù)為工程措施(坡改梯措施+坡面蓄排水措施+修筑樹盤措施)+林藥復(fù)合模式。坡改梯措施:就地取材修成石坎梯田,一次性修筑為水平梯田。坡面蓄排水措施:在坡面增設(shè)水平截水溝、縱向排水溝、蓄水池、沉沙池等配套蓄排水工程,將坡面徑流分層攔截在水平截水溝內(nèi),經(jīng)縱向主排水溝導(dǎo)出坡面。修筑樹盤措施:修筑樹盤即在每株板栗樹根部,增加板栗林下土層厚度、保水增肥、增產(chǎn)增收、減少水土流失的優(yōu)點(diǎn)。林藥復(fù)合模式:種植具備水保功能,同時適應(yīng)性較強(qiáng)的經(jīng)濟(jì)作物。(3)較陡林地(8°~25°)水土流失防治:較陡林地土壤侵蝕模數(shù)為2533.3t/(km2•a),屬于中度侵蝕。該區(qū)土壤多為粗骨礫,土壤抗蝕性差,土地貧瘠,生產(chǎn)力低下,加上坡度較陡,土壤侵蝕治理難度大。由于水土保持工程措施在較陡坡上實(shí)施難度和成本將顯著增加,維護(hù)費(fèi)用高,且土地的損失量大,因此該區(qū)不宜大面積推廣,主要應(yīng)以植物措施為主,工程措施為輔。防控關(guān)鍵技術(shù)為工程措施(水平階帶狀防護(hù))+植物措施(植物綠籬+林草復(fù)合模式)。水平階帶狀防護(hù):水平階是山區(qū)沿等高線自上而下內(nèi)切外墊,修成一外高里低的臺面,同時結(jié)合直坡型石坎截坡開階蓄滲技術(shù),在土石山區(qū)、坡度較大的坡面上采用具有良好的蓄水保土的功能。植物綠籬:每兩行板栗林植株之間,種植一排陰性、半陰性低灌(叢)密植經(jīng)濟(jì)植物,經(jīng)過1~2年生長,形成一道水平植物綠籬屏障。林草復(fù)合模式:選擇具備良好水土保持功能以及可用于家禽家畜飼養(yǎng)的草本植物,在林下播撒或培育種植,待其生長到一定程度后(幼苗期不宜放牧),可將其刈割用以直接做牛羊等牲畜飼料,抑或加工為干粉后用作飼料。(4)陡坡林地(>25o)水土流失防治:陡坡林地土壤侵蝕模數(shù)為12160.9t/(km2•a),應(yīng)封禁治理,逐步將板栗經(jīng)濟(jì)林改為生態(tài)林。防控關(guān)鍵技術(shù)為封禁治理:對大于25o的板栗林地實(shí)行半封,即在林木主要生長季節(jié)實(shí)施封育,其它季節(jié)在不影響森林植被恢復(fù)的前提下,有計(jì)劃、有組織的進(jìn)行采摘、割草等活動。植被快速生長,并有效成活是植被恢復(fù)的關(guān)鍵,可以采用生根粉、保水劑等來保障植被的成活率。4.3構(gòu)建農(nóng)戶“參與式”生態(tài)治理管理體系。保障農(nóng)戶在“項(xiàng)目前期、工程實(shí)施、建后管護(hù)”全過程的參與,有效了提高了農(nóng)戶參與的積極性,有效實(shí)現(xiàn)了生態(tài)保護(hù)和增收致富的雙贏[14-15]。4.3.1農(nóng)戶參與項(xiàng)目前期決策與策劃。為持續(xù)促進(jìn)密云水庫水源地生態(tài)治理工程和生態(tài)保護(hù)技術(shù)的順利實(shí)施,持續(xù)發(fā)揮生態(tài)治理效益,項(xiàng)目建設(shè)前期,引入農(nóng)戶參與,對項(xiàng)目的決策與策劃提供了寶貴的建議。項(xiàng)目前期建設(shè)方案聽取項(xiàng)目所在地相關(guān)單位和個人的意見,方案確定后予以公布,在集體土地上建設(shè)的工程,與當(dāng)?shù)卮迕裎瘑T會和農(nóng)戶協(xié)商一致,村委會和農(nóng)戶可按照規(guī)定承接工程建設(shè)和設(shè)施管護(hù)等工作。4.3.2建立“四權(quán)一責(zé)”機(jī)制。為鼓勵農(nóng)戶參與密云水庫水源地生態(tài)治理工程,構(gòu)建了“四權(quán)一責(zé)”農(nóng)戶參與的激勵機(jī)制,保障農(nóng)戶在參與生態(tài)保護(hù)治理工程過程中的知情權(quán)、參與權(quán)、決策權(quán)、監(jiān)督權(quán),同時明確其管護(hù)責(zé)任,有效地調(diào)動了農(nóng)戶參與水源地生態(tài)治理工程的積極性,有效地保障了生態(tài)保護(hù)關(guān)鍵技術(shù)的示范與應(yīng)用。4.3.3基于農(nóng)戶參與的流域運(yùn)行管護(hù)。按照“誰受益、誰管護(hù)”的原則,明確管理責(zé)任單位和個人,簽訂管護(hù)協(xié)議,明確責(zé)任主體、管護(hù)標(biāo)準(zhǔn)、管護(hù)內(nèi)容,落實(shí)管護(hù)責(zé)任。根據(jù)移交的工程措施,列出管護(hù)清單,作為管護(hù)對象。管護(hù)清單由項(xiàng)目建設(shè)單位、設(shè)計(jì)單位、監(jiān)理單位、施工單位和管護(hù)責(zé)任主體共同填寫,報(bào)市級審批單位備案。管護(hù)清單內(nèi)容包括工程措施名稱、單位、數(shù)量、管護(hù)責(zé)任主體、管護(hù)責(zé)任主體代表及聯(lián)系方式等。對于參與生態(tài)保護(hù)管理的村民委員會和農(nóng)戶進(jìn)行技術(shù)指導(dǎo)和培訓(xùn),安排專項(xiàng)資金選聘農(nóng)戶為管護(hù)員進(jìn)行管護(hù),解決了工程重建設(shè)輕管理的問題,保證設(shè)施正常持續(xù)運(yùn)行。
5結(jié)語
隨著生態(tài)清潔小流域建設(shè)制度體系的不斷完善,新時期水土保持工作對生態(tài)清潔小流域建設(shè)提出了更高的要求。小流域建設(shè)前期應(yīng)充分做好分析評價(jià)工作,找到水土流失、點(diǎn)面源污染等方面的關(guān)鍵問題并提出治理措施,措施布局上應(yīng)更多考慮過新技術(shù)和新方法,用生態(tài)的辦法解決生態(tài)的問題,提高生態(tài)清潔小流域建設(shè)科技含量,建設(shè)全過程要鼓勵農(nóng)戶參與,保障農(nóng)戶“四權(quán)一責(zé)”,特別是小流域建設(shè)完成后,應(yīng)加強(qiáng)后期管護(hù)工作。
作者:劉可暄 王冬梅 常國梁 單位:1.北京林業(yè)大學(xué) 2.北京市水科學(xué)技術(shù)研究院
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