城郊生態(tài)清潔小流域綜合治理實(shí)踐研究

朱玉紅

(肇慶市水務(wù)技術(shù)中心(肇慶市景豐聯(lián)圍管理局),廣東 肇慶 526000)

水生態(tài)文明建設(shè)是當(dāng)今社會(huì)的重要話題，由于不合理的開發(fā)和自然環(huán)境的影響，許多地區(qū)的水土流失問題十分突出[1]。小流域是水土流失修復(fù)治理的基本單元[2]，為了推進(jìn)水生態(tài)環(huán)境建設(shè)，可以通過生態(tài)清潔小流域來進(jìn)行生態(tài)修復(fù)，治理水土流失。為維護(hù)生態(tài)安全，推動(dòng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，保障飲水安全提供了良好支持，從而滿足流域內(nèi)群眾生產(chǎn)生活的需要，實(shí)現(xiàn)良好的水土流失治理效果。

長安水流域?qū)儆诔墙夹×饔?，由于受到南亞熱帶季風(fēng)的影響，該地區(qū)夏季高溫多雨，冬季干燥酷冷，再加上多年以來的采土挖石和坡地開墾，導(dǎo)致長安水流域水土流失嚴(yán)重，部分河道存在淤泥、垃圾侵占的情況。迫切需要對(duì)長安水流域進(jìn)行生態(tài)清潔治理，改善該地區(qū)的生態(tài)環(huán)境，控制水土流失。本文以長安鎮(zhèn)生態(tài)清潔小流域治理工程為背景，探討小流域的綜合治理方案，為推動(dòng)小流域生態(tài)系統(tǒng)健康、和諧和安全發(fā)展提供可靠的治理經(jīng)驗(yàn)[3]。

1 工程概況及小流域現(xiàn)狀

1.1 工程概況

長安水為金裝河的一級(jí)支流。治理小流域集雨面積83.36km2。流域涉及11個(gè)行政村，2個(gè)林場。長安水流域內(nèi)水土流失面積共24.50km2，以輕度水力侵蝕為主，需整治溝道約10.39km。工程建設(shè)具體可分為生態(tài)自然修復(fù)、綜合治理、河道整治3個(gè)方面。

在生態(tài)自然修復(fù)區(qū)，計(jì)劃封禁管護(hù)治理面積20.62km2，設(shè)計(jì)種植水保林面積17.01hm2，修建截排水溝0.79km，新建林間道路1.04km，設(shè)置蓄水池5座，同時(shí)設(shè)置20座封禁碑牌加強(qiáng)對(duì)林草植被的保護(hù)。

在綜合治理區(qū)，計(jì)種植經(jīng)果林12.0hm2，修建截排水溝0.77km，新建林間道路0.90km，設(shè)置蓄水池5座；增設(shè)垃圾防護(hù)承臺(tái)56處；新建人工濕地系統(tǒng)4處；布設(shè)親水綠道共計(jì)3.27km；新建2處景觀節(jié)點(diǎn)；改造田間道路0.93km；對(duì)寶山采石區(qū)4.26hm2進(jìn)行綜合整治，對(duì)長安面蝕擱荒地進(jìn)行復(fù)耕共22.2畝。

在河道整治區(qū)，治理河道長度2.85km，其中清淤疏浚河長2.85km；新建護(hù)岸5.46km(兩岸)；布設(shè)6處排水管涵；增設(shè)8處下河步級(jí)及6處親水平臺(tái)；新建、改建農(nóng)橋3座；改造水陂2處；新建汀步6處。

1.2 小流域現(xiàn)狀

生態(tài)自然修復(fù)區(qū)：主要位于治理區(qū)域流域中上游，現(xiàn)狀植被覆蓋總體較好，存在部分坡地開墾和退化林地，水土流失主要為面蝕，以輕度為主，水土流失強(qiáng)度較輕，危害較小，通過減少人畜破壞，輔以林草措施，生態(tài)可以得到自然修復(fù)[4]。

綜合治理區(qū)主要為人口密集區(qū)及水系周邊區(qū)域，該區(qū)域村莊垃圾集中收集防護(hù)不夠完善，存在亂丟亂棄現(xiàn)象，形成面源污染；污水直排河道，造成水域污染；部分農(nóng)村交通設(shè)施缺乏或危舊，影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與生活條件；居民區(qū)周邊缺乏休閑場所與設(shè)施，人居環(huán)境有待改善。

河道整治區(qū)主要位于人口及村莊密集的干、支流河段，溝道局部段淤積、沖刷嚴(yán)重；溝道存在一定垃圾，污染環(huán)境，影響景觀。主要對(duì)河道下游河岸凹岸(易沖刷)及人口密集區(qū)、農(nóng)田區(qū)、崩塌堤岸等進(jìn)行防護(hù)。

總的來說，長安水流域的主要問題是河道淤積，河床堵塞行洪斷面窄小，河岸掏刷嚴(yán)重。

2 河道加固工程

項(xiàng)目區(qū)內(nèi)村民居住點(diǎn)分布較分散，且大部分擇高而居，加之山區(qū)洪水“陡漲陡落”的特點(diǎn)，洪水造成的淹沒危害較小，河道加固措施主要是以防沖保護(hù)為主。

2.1 護(hù)岸工程

以“滿足河道體系的防洪功能，有利于河道系統(tǒng)生態(tài)”為設(shè)計(jì)原則[5]，結(jié)合流速、景觀等因素，因地制宜，就地取材。經(jīng)過比選，本次工程采用用格賓石籠及格賓墊護(hù)岸，護(hù)岸結(jié)構(gòu)采用A，B兩種形式，分別如圖1—2所示。

圖1 A型護(hù)岸斷面圖

圖2 B型護(hù)岸斷面圖

A型護(hù)岸適用于河床略深寬的位置，格賓石籠規(guī)格為1.0m×1.0m×1.5m，共2層，底層石籠1.5m長邊垂直水流方向擺放，頂層石籠1.5m長邊順?biāo)鞣较驍[放，基礎(chǔ)埋深0.5m。石籠背水面鋪400g/m2土工布反濾。格賓籠頂面以1∶2.5坡比坡面銜接現(xiàn)狀岸頂，坡面上設(shè)草皮護(hù)坡。

B型護(hù)岸，格賓墊規(guī)格為3.0m×1.0m×0.5m，格賓墊固腳為0.5m×0.5m，固腳基礎(chǔ)埋深0.5m。格賓墊背水面鋪400g/m2土工布反濾。格賓墊頂面以1∶1.5坡比坡面銜接現(xiàn)狀岸頂，坡面設(shè)設(shè)草皮護(hù)。

2.2 坡面工程

2.2.1截、排水溝

截、排水溝是岸坡頂部和岸坡的重要防護(hù)工程，其作用在于攔截坡面徑流，防止岸坡溯源侵蝕[6]，截、排水溝對(duì)穩(wěn)定岸坡具有不可忽視的作用。結(jié)合鎮(zhèn)水管所調(diào)查摸底情況，本工程在水土流失區(qū)共布設(shè)截排水溝1.55km。截水溝布設(shè)在岸坡頂部外沿5m左右，基本上沿等高線布設(shè)，并取適當(dāng)比降。

單個(gè)岸坡，截水溝從岸坡頂部正中向兩側(cè)延伸；多個(gè)岸坡集中區(qū)，截水溝可考慮統(tǒng)一布設(shè)，從岸坡頂部最高點(diǎn)向兩側(cè)延伸。截水溝長度以能防止坡面徑流進(jìn)入崩口為準(zhǔn)，同時(shí)連接自然溝道或當(dāng)?shù)氐呐潘疁系?，一般在區(qū)域出口外延10～20m，特殊情況下可延伸到40～50m。根據(jù)實(shí)地調(diào)查，現(xiàn)有截水溝深度一般為0.3～0.4m，寬0.3～0.4m。岸坡頂部已到分水嶺的，或由于其他原因不能布設(shè)截水溝的，應(yīng)在其兩側(cè)布設(shè)“品”字形排列的短截水溝。

根據(jù)計(jì)算出的最大徑流量，代入公式進(jìn)行試算后，確定典型斷面為等腰梯形，坡比按1∶1設(shè)計(jì)，C20混凝土襯砌厚度0.20m。

2.2.2蓄水池

在水保林、經(jīng)果林區(qū)域中設(shè)置蓄水池，用于坡面徑流收集或利用[7]。設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)宜按10年一遇24小時(shí)最大降雨標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)。蓄水池的容量按50m3考慮，池底墊層采用C15混凝土，池身采用矩形結(jié)構(gòu)，長、寬分別為4.4m，凈高為3.5m，池壁為250mm厚的C25鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，池入口、出口管道采用DN150的管。總計(jì)共設(shè)置5座蓄水池。

3 河流清淤工程

長安水及其支流尚未經(jīng)過系統(tǒng)治理，近年來出現(xiàn)植物、垃圾及淤積泥沙等侵占河道等現(xiàn)象，削弱河道泄洪過流能力，雨洪排水不暢，汛期影響洪水宣泄。因此，本次結(jié)合上游水土流失治理措施，主要對(duì)長安水干支流進(jìn)行清淤疏浚。

根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查及水文計(jì)算成果，確定本工程共清淤疏浚河道共2.85km，清除河道兩岸影響行洪的竹木及違規(guī)農(nóng)作物，并對(duì)河道及兩岸的生活及生產(chǎn)垃圾進(jìn)行清理，保證河道兩岸清潔；對(duì)河床淤積泥沙進(jìn)行適當(dāng)清理，保障行洪暢通。

本次清淤采用機(jī)械與人工相結(jié)合的方式分期分段進(jìn)行清淤，對(duì)于河床較窄的河段，采取人工輔以清淤、清障，對(duì)于河道較寬且淤積嚴(yán)重重點(diǎn)治理的河段，采取0.5～1.0m3挖掘機(jī)下河作業(yè)，清挖河道淤積土石方。根據(jù)地質(zhì)調(diào)查資料可知，淤積物主要為泥沙、砂卵石及礫石，淤積物中少量表層含有機(jī)質(zhì)較高、肥力較高的淤泥可就近鋪植與綠化區(qū)域表層，質(zhì)量較好的砂卵(礫)石可以用于護(hù)岸石料，也可以回用于施工道路填筑或護(hù)岸開挖回填，清出竹木優(yōu)先回收利用，清出垃圾及枯枝落葉就近運(yùn)至垃圾填埋場無害化處理。

4 生態(tài)綠色工程

4.1 瀝青混凝土綠道

本工程結(jié)合周邊群眾生產(chǎn)生活需要及現(xiàn)有交通情況，利用保留的施工便道布設(shè)親水綠道；在鄉(xiāng)村人口集中河段或臨河交通要道沿岸植景觀行道樹、水景植物及岸坡綠化等措施對(duì)河岸進(jìn)行綠化美化。

本工程布設(shè)瀝青混凝土綠道總長約5.61km，主要分布在長安水干流左岸、萬崗支流左岸、寶山支流左、右岸，該部分河段兩岸居民較為聚集。項(xiàng)目綠道采用瀝青混凝土路面，道路結(jié)構(gòu)由上至下分別為0.04m厚鐵紅色細(xì)粒式改性瀝青混凝土AC- 13，0.04m厚噴灑乳化瀝青油黏層，0.12m厚C20混凝土，0.1m厚6%水泥石粉墊層，墊層下路基壓實(shí)。

瀝青混凝土路面綠道寬度根據(jù)現(xiàn)狀布設(shè)，凈寬2.0m，綠道兩側(cè)種植喬灌木，增添景觀色彩，另外在部分河道兩側(cè)種植水生植物，凈化水質(zhì)，豐富河道的生態(tài)系統(tǒng)。植物選取上有觀花觀葉的，有觀體形態(tài)的，種類豐富，形態(tài)各異，色味香溢，主要有串錢柳、小葉紫薇、桂花、野牡丹、杜鵑、大葉龍船花等喬灌木，坡腳種植水生美人蕉、再力花、水蔥等水生植被。

4.2 人工濕地

目前部分鄉(xiāng)村入河口位置設(shè)有污水收集及處理設(shè)施(現(xiàn)場調(diào)查部分設(shè)施功效較差，存在一定的問題)，部分并未實(shí)施相關(guān)措施，有部分污水仍是直排入河，對(duì)水質(zhì)造成一定影響，并可能影響到下游居民用水安全。因此為整治長安水等水質(zhì)，需對(duì)沿線的部分村莊采取人工濕地等生態(tài)形式進(jìn)行處理。

考慮耕地分布，灌排系統(tǒng)布置等、地形條件、污水可接入性以及用地等實(shí)際情況，設(shè)計(jì)單座濕地凈化10t每天面源污水控制。通過現(xiàn)場查勘，本區(qū)域無面源污水收集系統(tǒng)，部分區(qū)域還存在雨水、生活污水通過溝渠直接排放至周邊河道。設(shè)計(jì)擬在長安水干流沿線灌溉排水溝位置建設(shè)4處人工濕地處理設(shè)施，工藝流程如圖3所示。

圖3 污水處理流程

根據(jù)項(xiàng)目目前條件，本面源污水處理工程單座濕地總規(guī)模為10t/d。污水收集采用管道收集，排水管擬采用采用D200HDPE雙壁波紋排水管和D300HDPE雙壁波紋排水管，污水管道依據(jù)地形坡度鋪設(shè)，坡度不小于0.3%。在管道交匯處、轉(zhuǎn)彎處、管徑或坡度改變處、跌水處以及直線管段上每隔40m處設(shè)置檢查井。

為了節(jié)約用地，本工程人工濕地采用水平潛流濕地，在填料床表層栽種耐水、且根系發(fā)達(dá)的植物，污水經(jīng)格柵池、沉淀池預(yù)處理后進(jìn)入濕地床，以潛流方式流過濾料，污水中有機(jī)質(zhì)被碎石濾料和植物根系攔截吸附過濾，被微生物與植物根營養(yǎng)吸收、分解，使污水獲得凈化。

4.3 水生態(tài)景觀

4.3.1寶山水生態(tài)

寶山村水生態(tài)主要依托現(xiàn)有周邊良好的人居環(huán)境，在寶山村南部沿河一側(cè)布設(shè)一處休閑廣場，緊鄰寶山村古橋右岸處，該休閑廣場主要由三大區(qū)塊組成，分別為休閑娛樂區(qū)、休憩區(qū)、親水觀景區(qū)等；其中休閑娛樂區(qū)為廣場的核心區(qū)域，主要作為寶山村村民休閑娛樂健身的場地，區(qū)內(nèi)設(shè)置了籃球場、兒童游樂場地、健身場、兒童塑膠跑道、弧形坐凳及乘涼樹池等，豐富村民的娛樂活動(dòng)及健身需求；休憩區(qū)以現(xiàn)有場地竹林為依托，保留原有的竹林與古樹，在其場地內(nèi)鋪設(shè)生態(tài)卵石鋪裝，并設(shè)置休閑座椅及棋牌石桌，為村民提供一處靜心休憩的場地；親水觀景區(qū)緊鄰寶山支流右岸平臺(tái)，與古橋相連接，是一處觀景的極佳位置，平臺(tái)內(nèi)主要布設(shè)一座觀景休閑長廊，以供村民觀景乘涼，為人們提供一處能夠相互交流的區(qū)域[8]。

4.3.2今寶水生態(tài)

今寶水生態(tài)節(jié)點(diǎn)位于今寶村南部，現(xiàn)狀部分場地已經(jīng)硬化，有一處當(dāng)?shù)氐撵籼眉肮艠颍瑲v史氛圍較為濃重。根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查，今寶村面積較大且人口稠密，但其周邊缺乏相應(yīng)的公共設(shè)施及供村民休閑的場地。因此，本節(jié)點(diǎn)結(jié)合實(shí)際情況，在緊鄰長安水右岸布設(shè)健身廣場及休閑場地2個(gè)區(qū)域，健身廣場主要以運(yùn)動(dòng)健身為主，設(shè)置了籃球場、羽毛球場、乒乓球場及健身器材場地，豐富人們的休閑健身活動(dòng)。休閑場地主要布設(shè)了休閑長廊、竹林棋牌、兒童游樂場、中心廣場等，在場地四周還布設(shè)植物綠化及模紋花帶，整個(gè)場地呈綠化環(huán)繞式布局，能夠很好地將周邊環(huán)境與廣場內(nèi)部隔離開，為人們提供一處優(yōu)質(zhì)的休閑場地。

5 結(jié)語

本工程屬于社會(huì)公益工程，通過采取一定的防治措施對(duì)河道進(jìn)行了加固防沖處理，采取生態(tài)保護(hù)措施對(duì)山、水、田進(jìn)行了綜合治理，提高了河流的防洪標(biāo)準(zhǔn)，使得流域內(nèi)的水土流失得到了有效改善，人民群眾的居住環(huán)境得到了整治，具有良好的社會(huì)效益。該工程構(gòu)筑了較為完整的小流域生態(tài)環(huán)境防護(hù)體系，充分發(fā)揮了林草植被等水土保持和降解面源污染的作用，極大的改善了流域的環(huán)境狀況。為群眾提供休閑娛樂等公共與公用設(shè)施，為群眾的親水活動(dòng)創(chuàng)造切實(shí)可行的有利條件，將工程項(xiàng)目區(qū)建設(shè)成為一個(gè)山清水秀，綠樹成蔭的休閑觀光型新農(nóng)村。

該小流域的綜合治理在社會(huì)、生態(tài)、環(huán)境、經(jīng)濟(jì)方面都取得了不錯(cuò)的效益。在工程建設(shè)過程中要注意對(duì)各個(gè)分項(xiàng)工程的監(jiān)督和管理[9]，制定科學(xué)規(guī)范的管理制度，出現(xiàn)問題及時(shí)糾正，保證工程建設(shè)順利完成。