城郊生态清洁小流域综合治理实践研究_朱玉红.pdf

2023 年第 2 期水利技术监督建设与管理DOI:10.3969/j.issn.1008-1305.2023.02.032城郊生态清洁小流域综合治理实践研究朱玉红(肇庆市水务技术中心(肇庆市景丰联围管理局)，广东 肇庆 526000)摘要:岭南西部山地丘陵区域水土流失严重，需要进行综合整治。以该地区的小流域为背景，对其进行生态清洁综合整治，采取工程和生态措施，加固小流域河道，清理小流域淤泥，并建立混凝土绿道、人工湿地和水生态景观一体化的生态环境防护体系。整个治理体系符合区域发展的要求，注重自然环境和人文环境的营造，提高了小流域防洪防灾的能力，带动了周边群众保护环境的积极性，综合治理方案可行性高，综合效益十分显著。关键词:小流域治理;河道加固;生态景观;水土保持中图分类号:S27文献标识码:B文章编号:1008-1305(2023)02-0124-04收稿日期:2022-09-27作者简介:朱玉红(1990 年)，女，工程师。E-mail:Z水生态文明建设是当今社会的重要话题，由于不合理的开发和自然环境的影响，许多地区的水土流失问题十分突出1。小流域是水土流失修复治理的基本单元2，为了推进水生态环境建设，可以通过生态清洁小流域来进行生态修复，治理水土流失。为维护生态安全，推动经济发展，保障饮水安全提供了良好支持，从而满足流域内群众生产生活的需要，实现良好的水土流失治理效果。长安水流域属于城郊小流域，由于受到南亚热带季风的影响，该地区夏季高温多雨，冬季干燥酷冷，再加上多年以来的采土挖石和坡地开垦，导致长安水流域水土流失严重，部分河道存在淤泥、垃圾侵占的情况。迫切需要对长安水流域进行生态清洁治理，改善该地区的生态环境，控制水土流失。本文以长安镇生态清洁小流域治理工程为背景，探讨小流域的综合治理方案，为推动小流域生态系统健康、和谐和安全发展提供可靠的治理经验3。1工程概况及小流域现状1.1工程概况长安水为金装河的一级支流。治理小流域集雨面积 83.36km2。流域涉及 11 个行政村，2 个林场。长安水流域内水土流失面积共 24.50km2，以轻度水力侵蚀为主，需整治沟道约 10.39km。工程建设具体可分为生态自然修复、综合治理、河道整治 3个方面。在生态自然修复区，计划封禁管护治理面积20.62km2，设计种植水保林面积 17.01hm2，修建截排水沟 0.79km，新建林间道路 1.04km，设置蓄水池 5 座，同时设置 20 座封禁碑牌加强对林草植被的保护。在综合治理区，计种植经果林 12.0hm2，修建截排水沟 0.77km，新建林间道路 0.90km，设置蓄水池 5 座;增设垃圾防护承台 56 处;新建人工湿地系统 4 处;布设亲水绿道共计 3.27km;新建 2处景观节点;改造田间道路 0.93km;对宝山采石区 4.26hm2进行综合整治，对长安面蚀搁荒地进行复耕共 22.2 亩。在河道整治区，治理河道长度2.85km，其中清淤疏浚河长 2.85km;新建护岸 5.46km(两岸);布设 6处排水管涵;增设8 处下河步级及6 处亲水平台;新建、改建农桥3 座;改造水陂2 处;新建汀步6 处。1.2小流域现状生态自然修复区:主要位于治理区域流域中上游，现状植被覆盖总体较好，存在部分坡地开垦和退化林地，水土流失主要为面蚀，以轻度为主，水土流失强度较轻，危害较小，通过减少人畜破坏，辅以林草措施，生态可以得到自然修复4。综合治理区主要为人口密集区及水系周边区域，该区域村庄垃圾集中收集防护不够完善，存在乱丢乱弃现象，形成面源污染;污水直排河道，造成水域污染;部分农村交通设施缺乏或危旧，影响421建设与管理水利技术监督2023 年第 2 期农业生产与生活条件;居民区周边缺乏休闲场所与设施，人居环境有待改善。河道整治区主要位于人口及村庄密集的干、支流河段，沟道局部段淤积、冲刷严重;沟道存在一定垃圾，污染环境，影响景观。主要对河道下游河岸凹岸(易冲刷)及人口密集区、农田区、崩塌堤岸等进行防护。总的来说，长安水流域的主要问题是河道淤积，河床堵塞行洪断面窄小，河岸掏刷严重。2河道加固工程项目区内村民居住点分布较分散，且大部分择高而居，加之山区洪水“陡涨陡落”的特点，洪水造成的淹没危害较小，河道加固措施主要是以防冲保护为主。2.1护岸工程以“满足河道体系的防洪功能，有利于河道系统生态”为设计原则5，结合流速、景观等因素，因地制宜，就地取材。经过比选，本次工程采用用格宾石笼及格宾垫护岸，护岸结构采用 A，B 两种形式，分别如图 12 所示。A 型护岸适用于河床略深宽的位置，格宾石笼规格为 1.0m 1.0m 1.5m，共 2 层，底层石笼1.5m 长边垂直水流方向摆放，顶层石笼1.5m 长边顺水流方向摆放，基础埋深 0.5m。石笼背水面铺400g/m2土工布反滤。格宾笼顶面以 12.5 坡比坡面衔接现状岸顶，坡面上设草皮护坡。图 1A 型护岸断面图B 型 护 岸，格 宾 垫 规 格 为 3.0m 1.0m 0.5m，格宾垫固脚为 0.5m 0.5m，固脚基础埋深0.5m。格宾垫背水面铺 400g/m2土工布反滤。格宾垫顶面以 11.5 坡比坡面衔接现状岸顶，坡面设设草皮护。2.2坡面工程2.2.1截、排水沟截、排水沟是岸坡顶部和岸坡的重要防护工图 2B 型护岸断面图程，其作用在于拦截坡面径流，防止岸坡溯源侵蚀6，截、排水沟对稳定岸坡具有不可忽视的作用。结合镇水管所调查摸底情况，本工程在水土流失区共布设截排水沟 1.55km。截水沟布设在岸坡顶部外沿 5m 左右，基本上沿等高线布设，并取适当比降。单个岸坡，截水沟从岸坡顶部正中向两侧延伸;多个岸坡集中区，截水沟可考虑统一布设，从岸坡顶部最高点向两侧延伸。截水沟长度以能防止坡面径流进入崩口为准，同时连接自然沟道或当地的排水沟道，一般在区域出口外延 10 20m，特殊情况下可延伸到 40 50m。根据实地调查，现有截水沟深度一般为 0.3 0.4m，宽 0.3 0.4m。岸坡顶部已到分水岭的，或由于其他原因不能布设截水沟的，应在其两侧布设“品”字形排列的短截水沟。根据计算出的最大径流量，代入公式进行试算后，确定典型断面为等腰梯形，坡比按 11 设计，C20 混凝土衬砌厚度 0.20m。2.2.2蓄水池在水保林、经果林区域中设置蓄水池，用于坡面径流收集或利用7。设计标准宜按 10 年一遇 24小时最大降雨标准进行设计。蓄水池的容量按50m3 考虑，池底垫层采用 C15 混凝土，池身采用矩形结构，长、宽分别为 4.4m，净高为 3.5m，池壁为 250mm 厚的 C25 钢筋混凝土结构，池入口、出口管道采用 DN150 的管。总计共设置 5 座蓄水池。3河流清淤工程长安水及其支流尚未经过系统治理，近年来出现植物、垃圾及淤积泥沙等侵占河道等现象，削弱河道泄洪过流能力，雨洪排水不畅，汛期影响洪水宣泄。因此，本次结合上游水土流失治理措施，主要对长安水干支流进行清淤疏浚。根据现场调查及水文计算成果，确定本工程共5212023 年第 2 期水利技术监督建设与管理清淤疏浚河道共 2.85km，清除河道两岸影响行洪的竹木及违规农作物，并对河道及两岸的生活及生产垃圾进行清理，保证河道两岸清洁;对河床淤积泥沙进行适当清理，保障行洪畅通。本次清淤采用机械与人工相结合的方式分期分段进行清淤，对于河床较窄的河段，采取人工辅以清淤、清障，对于河道较宽且淤积严重重点治理的河段，采取 0.5 1.0m3挖掘机下河作业，清挖河道淤积土石方。根据地质调查资料可知，淤积物主要为泥沙、砂卵石及砾石，淤积物中少量表层含有机质较高、肥力较高的淤泥可就近铺植与绿化区域表层，质量较好的砂卵(砾)石可以用于护岸石料，也可以回用于施工道路填筑或护岸开挖回填，清出竹木优先回收利用，清出垃圾及枯枝落叶就近运至垃圾填埋场无害化处理。4生态绿色工程4.1沥青混凝土绿道本工程结合周边群众生产生活需要及现有交通情况，利用保留的施工便道布设亲水绿道;在乡村人口集中河段或临河交通要道沿岸植景观行道树、水景植物及岸坡绿化等措施对河岸进行绿化美化。本工程布设沥青混凝土绿道总长约 5.61km，主要分布在长安水干流左岸、万岗支流左岸、宝山支流左、右岸，该部分河段两岸居民较为聚集。项目绿道采用沥青混凝土路面，道路结构由上至下分别为0.04m 厚铁红色细粒式改性沥青混凝土 AC-13，0.04m 厚喷洒乳化沥青油黏层，0.12m 厚 C20 混凝土，0.1m 厚6%水泥石粉垫层，垫层下路基压实。沥青混凝土路面绿道宽度根据现状布设，净宽2.0m，绿道两侧种植乔灌木，增添景观色彩，另外在部分河道两侧种植水生植物，净化水质，丰富河道的生态系统。植物选取上有观花观叶的，有观体形态的，种类丰富，形态各异，色味香溢，主要有串钱柳、小叶紫薇、桂花、野牡丹、杜鹃、大叶龙船花等乔灌木，坡脚种植水生美人蕉、再力花、水葱等水生植被。4.2人工湿地目前部分乡村入河口位置设有污水收集及处理设施(现场调查部分设施功效较差，存在一定的问题)，部分并未实施相关措施，有部分污水仍是直排入河，对水质造成一定影响，并可能影响到下游居民用水安全。因此为整治长安水等水质，需对沿线的部分村庄采取人工湿地等生态形式进行处理。考虑耕地分布，灌排系统布置等、地形条件、污水可接入性以及用地等实际情况，设计单座湿地净化 10t 每天面源污水控制。通过现场查勘，本区域无面源污水收集系统，部分区域还存在雨水、生活污水通过沟渠直接排放至周边河道。设计拟在长安水干流沿线灌溉排水沟位置建设 4 处人工湿地处理设施，工艺流程如图 3 所示。图 3污水处理流程根据项目目前条件，本面源污水处理工程单座湿地总规模为 10t/d。污水收集采用管道收集，排水管拟采用采用 D200HDPE 双壁波纹排水管和D300HDPE 双壁波纹排水管，污水管道依据地形坡度铺设，坡度不小于 0.3%。在管道交汇处、转弯处、管径或坡度改变处、跌水处以及直线管段上每隔 40m 处设置检查井。为了节约用地，本工程人工湿地采用水平潜流湿地，在填料床表层栽种耐水、且根系发达的植物，污水经格栅池、沉淀池预处理后进入湿地床，以潜流方式流过滤料，污水中有机质被碎石滤料和植物根系拦截吸附过滤，被微生物与植物根营养吸收、分解，使污水获得净化。4.3水生态景观4.3.1宝山水生态宝山村水生态主要依托现有周边良好的人居环境，在宝山村南部沿河一侧布设一处休闲广场，紧邻宝山村古桥右岸处，该休闲广场主要由三大区块组成，分别为休闲娱乐区、休憩区、亲水观景区等;其中休闲娱乐区为广场的核心区域，主要作为宝山村村民休闲娱乐健身的场地，区内设置了篮球场、儿童游乐场地、健身场、儿童塑胶跑道、弧形坐凳及乘凉树池等，丰富村民的娱乐活动及健身需求;休憩区以现有场地竹林为依托，保留原有的竹林与古树，在其场地内铺设生态卵石铺装，并设置休闲座椅及棋牌石桌，为村民提供一处静心休憩的场地;亲水观景区紧邻宝山支流右岸平台，与古桥相连接，是一处观景的极佳位置，平台内主要布设一座观景休闲长廊，以供村民观景乘凉，为人们提供一处能够相互交流的区域8。621建设与管理水利技术监督2023 年第 2 期4.3.2今宝水生态今宝水生态节点位于今宝村南部，现状部分场地已经硬化，有一处当地的祠堂及古桥，历史氛围较为浓重。根据现场调查，今宝村面积较大且人口稠密，但其周边缺乏相应的公共设施及供村民休闲的场地。因此，本节点结合实际情况，在紧邻长安水右岸布设健身广场及休闲场地 2 个区域，健身广场主要以运动健身为主，设置了篮球场、羽毛球场、乒乓球场及健身器材场地，丰富人们的休闲健身活动。休闲场地主要布设了休闲长廊、竹林棋牌、儿童游乐场、中心广场等，在场地四周还布设植物绿化及模纹花带，整个场地呈绿化环绕式布局，能够很好地将周边环境与广场内部隔离开，为人们提供一处优质的休闲场地。5结语本工程属于社会公益工程，通过采取一定的防治措施对河道进行了加固防冲处理，采取生态保护措施对山、水、田进行了综合治理，提高了河流的防洪标准，使得流域内的水土