北京市低山丘陵区郊野公园建设项目水土保持设计

刘伟民，喻定芳

(北京良乡蓝鑫水利工程设计有限公司，北京 102488)

北京市低山丘陵区郊野公园建设项目水土保持设计

刘伟民，喻定芳

(北京良乡蓝鑫水利工程设计有限公司，北京 102488)

郊野公园；水土保持设计；低山丘陵区；北京市

近年来，伴随着城市化进程的明显加快，国内许多大城市正面临着城市扩张带来的各种“大城市病”，人居环境质量急剧下降。随着城市居民生态意识的觉醒和闲暇时间的日益增多，人们更愿意选择亲近自然、远离城市喧嚣的场所作为休闲游憩目的地，而大量建设的郊野公园正是满足这一需求的重要载体，也是一项改善人居环境的生态工程。以青龙湖森林公园一期工程为例，根据低山丘陵区郊野公园所处自然地形条件、建设内容和施工组织，分析其水土流失特点和成因，从公园规划、低影响开发(LID)和生态治理理念出发，提出水土保持措施设计原则及方案，以降低公园建设和运行过程中造成的水土流失和生态破坏，提升郊野公园生态效益，解决城市发展和环境建设的矛盾，为类似工程建设提供参考。

近年来，随着中国经济发展与社会进步，城市居民到郊野森林公园休闲旅游成为提高生活质量的重要方式，随之郊野森林公园的建设规划迅速增加，然而在规划建设过程中，水土保持意识不强和水土流失治理方案不受重视，导致在公园建设期及运行期产生严重的水土流失，生态环境频遭破坏，郊野公园的社会服务功能发挥不足。因此，加强郊野森林公园建设和运行过程中的水土保持工作具有现实紧迫性和重要性。

“十二五”期间，北京市大力推进“生态园林、科技园林、人文园林”建设，完成了一批重大生态工程，建成了东郊森林公园、青龙湖森林公园、蔡家河“九曲花溪、多彩森林”等18个特色公园和500多处休闲绿地，为市民提供了更多的生态休闲空间。同时建成了11个新城滨河森林公园及158个城市休闲公园和森林公园，基本形成城市休闲—近郊郊野—新城滨河—远郊森林的圈层式公园布局。根据《北京市“十三五”时期园林绿化规划》，“十三五”时期，北京将大力推进休闲游憩体系建设，重点提升改造一批老旧公园，新建郊野公园20个，建设开放型郊野森林公园30个，形成布局合理、功能完备的公园体系。

1 郊野公园概念、特征及功能

郊野公园是城市建设用地以外，位于城市郊区，以自然景观为主体，或经一定时间的生态保护、恢复后，具有良好的自然生态环境，经科学保育和适度开发，为人们提供郊外休闲、游憩、自然科普教育的开放性公园[1]。郊野公园距离市区一般在1 h车程(50 km)以内，具有公益性、原生态性、较强的可进入性等三大特征和生态环境调节、休闲游憩、康体健身、社会教育、防灾避险、科学研究及城市规划控制等功能[2]。郊野公园和城市公园的区别在于前者的自然度较高、占地面积较大、人工设施较少、生物资源丰富，以保护自然生境为目的。

2 低山丘陵区郊野公园项目建设水土流失特点及成因

郊野公园建设涉及绿化、景观、生态、水保、环保、人文等多个专业，以绿化和景观两个专业为主。郊野公园建设贯穿自然生态这条主线，并体现水保、环保和人文等理念，因此郊野公园建设项目本身属于一项生态工程，建成后可以改善当地的生态环境、减少区域水土流失。但是郊野公园建设周期长、占地面积大、建设内容多且受地形因素影响，在建设过程中仍然存在着可能产生水土流失的诸多因素，如微地形塑造、排水设施不完善等，若设置的水土保持措施不够合理、全面，可能导致工程建设期间和运行过程中造成水土流失和生态环境破坏。

(1)地形地貌改变引起水土流失。低山丘陵区郊野公园所处区域地形坡度较缓，主要由25°以下的缓丘陵组成，但含有一定数量40°以上的陡丘陵，不同的坡度和坡面形成了连绵不断、高低起伏的丘陵地形。而在实际建设过程中只有坡度小于40°的地形才适宜植物栽植，因此需要对40°～70°的地形进行陡坡改造和微地形塑造，而后才能进行园林绿化。郊野公园占地面积大，施工范围广，施工时地形地貌改变伴随着大量的土石方挖填和搬运，这些人为扰动在丘陵区域可增大土壤侵蚀模数，若不采取系统全面的水土保持措施，其结果可想而知。

(2)管线工程建设引起水土流失。在低山丘陵区郊野公园建设中伴有大量的给水和灌溉管线工程施工，且多采用机械施工的方法进行管槽开挖。受地形影响，管线敷设区域交通道路较少，在机械开挖施工时，会对公园建设区域产生新的碾压和扰动，引起水土流失。另外，多数会将管槽开挖土方就近堆放在管槽一侧，而在分段施工缩短工期的情况下，即使管道铺设结束后，一般也不考虑对管线施工扰动区域进行植被恢复，这就造成施工区域呈现带状裸露地表，不仅与郊野公园内的环境不协调，而且在降雨、大风等不利气候条件下易产生坡面侵蚀和发生风蚀，产生新的水土流失。

(3)景观绿化工程建设引起水土流失。对于低山丘陵区郊野公园，在绿化工程建设时需要结合当地自然气候条件、公园建设目的功能划分，对公园内的绿化区域进行景观提升，营造出可供市民休闲游憩、康体健身的地方。低山丘陵区郊野公园选址区域一般生态环境较好，有大量的次生植被，但由于长期管理不善和自然无序生长，现状林分结构较单一，景观效果较差。建设中通常为了体现公园植物的多样性，对现状树木进行大量砍伐，种植一些景观效果好、色彩与季相变化明显的树种。但是对原有植物群落的破坏，会影响其现状保水保土功能，在砍伐、整地、再植的过程中造成新的水土流失。

(4)排水设施不畅引起水土流失。低山丘陵区郊野公园与城市公园相比具有其自身的特殊性。低山丘陵区郊野公园所处区域地形高低起伏，有一定坡度，现状排水依地势通过地面汇流到附近自然沟道内，排水通道畅通。而在公园园路建设过程中，将大量的园路路面抬升或填沟筑路，造成原有的排水通道不畅，甚至改变了排水走向。在降雨时，园区内坡面产生的径流无法有序排放，会产生乱流冲刷坡面而产生水土流失，对项目区周边的生态环境和工程的安全运行产生不利影响。

(5)临时措施不完善引起水土流失。郊野公园建设内容一般包括景观绿化工程、园路及硬化铺装工程、管线工程、管理用房建设工程、游憩设施等公共服务设施，建设内容多，施工区域分散，因此造成的水土流失范围大。通过比对分析，发现多数建设单位在水土保持工作方面存在不足，甚至无水土保持方面的设计。主要表现在以下几个方面：①施工过程中未采取临时措施，对裸露地表及临时堆土未采取临时防护措施；②坡面防护措施单一，一般结合坡脚挡墙对坡面采取植物措施，在运行期很容易受到降雨汇流的冲刷，从而导致已有措施被冲毁并产生水土流失[3]；③管理用房等公共服务设施多，建设规模小，呈点状分布，加之施工期间的水土流失防治容易被忽视，将各服务设施基础开挖产生的土方就近堆放，容易发生水土流失。

(6)施工组织不合理引起的水土流失。郊野公园一般建设工期在2年左右，施工组织设计合理与否引起的水土流失是不同的。分析发现，多数施工组织设计不完善、不具体，造成项目建设过程中临时占地增多、大量土方工程汛期施工、建设区域多次扰动、绿化种植季节不合理等情况，会增加建设区域的水土流失。

3 水土保持设计原则及方案(以青龙湖森林公园一期工程为例)

3.1 公园基本概况

青龙湖森林公园一期工程项目区位于北京市房山区东北部青龙湖镇，青龙湖水库西侧，紧邻西南六环，距离北京市中心35 km，是房山新城良乡组团和燕房组团上游最近的大型生态屏障和生态游憩地。公园占地483.2 hm2，其中绿化工程占地452.7 hm2。建设内容包括绿化景观工程(含土方工程)、园路及硬化铺装工程、给水工程、供电工程和公共配套服务设施工程等5个方面。项目进行绿化种植400.78 hm2，建设园路68 922 m，硬化铺装场地44 100 m2，建设浇灌供水管道40 194 m，埋设电缆27 560 m，建设管理用房、游憩设施等公园配套设施9 520 m2，伐移长势不良的树木38 872株。建成后将成为一个辐射周边、面向全市的京西南湖畔丘陵特色的郊野森林公园。公园地处太行山余脉，整体山系由西北向东南延伸。西北部山体较高，海拔140～440 m，向东南逐渐降低；中部及南部地区为典型丘陵地貌(图1)，海拔70～140 m；东端为青龙湖水库，西端为大石河；地形变化丰富，尤其中部及南部地区，丘陵绵延、沟壑众多，整体场地坡度12°～24°。

图1 青龙湖森林公园地貌模型

3.2 水土保持措施设计原则

青龙湖森林公园一期工程水土保持措施设计原则为：①预防为主、保护优先。结合现状自然条件，优化施工组织设计，对现状植被长势较好区域做好保护措施，减少扰动范围。②自然生态、因地制宜。顺应自然基底条件，利用独特的丘陵地貌特色，因地制宜，通过绿化和采取相应工程措施实现生态修复，防治水土流失。③系统全面、突出重点。根据项目建设内容，分类确定防护措施，从点线面进行系统防护，同时对水土流失严重区域进行重点防治、科学管理。④注重时效、综合治理。在项目各分项工程建设过程中，根据季节变化和工期安排，合理确定水土流失防治措施的实施节点，全局把控、分区、分步实施，注重实施成效。

3.3 水土保持设计

根据水土保持措施设计原则，确定以“六项工程”为骨架的水土保持措施体系。

(1)生态清洁小流域建设工程。青龙湖森林公园位于北京市房山区青龙湖小流域内，在水土保持设计中根据项目区所处自然地形条件，结合北京市生态清洁小流域构筑“生态修复、生态治理、生态保护”三道防线的工作思路[4]，统筹布局，因地制宜进行。根据对公园建设区域现状植被长势情况进行的调查，划出50.4 hm2已形成景观效果且乔、灌木长势良好和自然野生地被区域作为生态修复区进行封禁保护，竖立封禁标牌，建设过程中不再扰动，减少水土流失。同时对于坡度40°～70°，绿化种植难度较大的区域，进行地形改造，形成有利于植物生长的多层台地(图2)，并修筑贴坡式低矮干砌石挡墙，挡墙采用毛石砌筑，就地取材，顶宽0.6 m，高度不超过0.6 m。这种形式的挡墙不仅可以对现状水土流失区域进行生态治理，而且可以与丘陵地形完美契合，形成类似梯田的景观效果。沟道有水的区域划为生态保护区，对临水区域的路边、水岸等，采用宽0.6 m无纺布植草袋挡墙防护。

图2 40°～70°坡地改造示意

(2)集雨及节水灌溉工程。对北京市其他郊野公园规划建设情况调查分析表明，此类建设项目林草植被面积一般占整个项目建设用地的80%以上，在养护期间耗水量大。青龙湖森林公园园区土质瘠薄、水源缺乏，为保证公园建成后的植物成活率，能够发挥生态效益、保持水土，在水土保持措施设计中充分贯彻低影响开发[5](LID)理念。结合项目区自然地形条件，在沟道的适当区域对自然地形进行改造，顺沟道建设梯级集水坑塘等自然形式的雨水收集设施10处，集雨容积3万m3，使流域中的坡面水通过汇水区植被过滤、净化再蓄集起来，超出部分仍沿原沟谷自然排出，这样不仅在园内形成了一部分水系景观效果，而且可以收集坡面雨水，补充绿化灌溉所需水源，减少对地下水的开采。

(3)排水系统工程。由于建设范围内沟道较多，公园内的排水主要依地势通过现状自然沟道排至下游河道内。公园内园路建设后将造成部分区域原有的排水通道不畅，甚至改变了排水走向。为了满足园区道路及两侧区域排水，设计在道路两侧结合园林工程设计和现状已有水路布设生态砖排水沟60 542 m，梯形断面，底宽0.40 m、深0.45 m。生态砖排水沟技术是水土保持工程措施与林草措施的有效结合，综合了排水草沟和浆砌石排水沟的优点，作为一项新型水土保持技术，具有施工方便、结构相对稳定、造价相对较低等特点，同时又有利于自然生态景观的恢复，相比传统的排水沟，在生态、经济效益方面具有诸多优点[6]。

(4)植被绿化工程。对于低山丘陵区郊野公园建设项目，绿化工程是项目建设的主要组成部分，因此在植物措施设计时要合理进行植物选择与配置。在植物品种选择方面，要根据土壤特性、地形海拔、坡向等要素，遵从生态学原理，选择在本地表现良好、抗逆性强、管理粗放、具有较强适应性的乡土树种，保证苗木易得易活，在较短的自然恢复期内形成稳定的植物群落和生态系统。树种以乔木为主，花灌木与地被植物相结合，常绿乔木与落叶乔木按适当的比例搭配种植。构建多层次复合型的种植结构，提升林地效益，实现可持续发展。

(5)硬化铺装生态工程。郊野公园内部园路作为公园消防、管护、游人休闲游憩的通行道路，通常按照承担的功能会将其划分为一级园路、二级园路等。承担消防、管护的道路采用沥青混凝土面层硬化，承担游人休闲游憩的道路采用透水材料硬化铺装，如透水砖、碎石路等，可减少地表径流和减弱径流对坡面的冲刷，防止水土流失。园区的公共停车场、管理用房、休闲游憩设施等区域需要硬化，在水土保持设计时从雨洪利用角度和公园定位考虑，将这些公共硬化区域采用透水砖铺装。对部分青石板铺装区域，可以改变铺装方式，在石板之间预留10 cm的空隙植草，提升硬化区域的生态效果，避免大面积硬化铺装。

(6)临时防护工程。郊野公园建设内容多，施工扰动面积大，施工期长，为了做好项目建设期间的水土流失防治，减轻对项目区生态环境的影响，不能重工程、植物措施，轻临时措施。据统计，此类项目60%～80%的水土流失发生在施工期，而采取合适的临时防治措施后，可减少90%以上的水土流失[7]。因此，要根据各项工程的建设时序，系统全面地确定施工期间的水土流失防治体系，且要突出重点，对临时堆土区域、工程规模大、扰动程度大的区域采取拦挡、覆盖等措施重点防治。同时对于管线、附属设施、硬化铺装等施工期较短工程，要注重水土保持措施实施的时效性，避免防护措施出现空缺。

4 结 语

根据低山丘陵区郊野公园项目建设水土流失特点及成因，从低影响开发(LID)和生态治理角度出发，按照顺应自然、减少扰动、不重不漏、系统全面的水土流失防治思路和小流域治理理念进行水土保持设计，采取以“六项工程”为骨架的水土保持措施体系，减少郊野公园建设和运行期间的水土流失，有效提升郊野公园的水土保持生态效益和社会效益，促进城市生态环境的改善，同时将增强园内森林植被涵养水源与净化水质的能力，避免土壤受到雨水的直接侵蚀，提高园内森林植被保持水土的能力。

[1] 林楚燕.郊野公园的地域性研究[D].北京:北京林业大学，2006：9-10.

[2] 胡卫华.郊野公园生态环境评价及管理对策研究——以深圳市马峦山郊野公园为例[D].长沙:中南林业科技大学,2011：6-11.

[3] 靳新红.北京滨河森林公园建设中的水土保持[J].中国水土保持科学，2010，8(4):101-104.

[4] 刘大根，姚羽中，李世荣，等.北京市生态清洁小流域建设与管理[J].中国水土保持，2008(8):15-17.

[5] 王建龙，车伍，易红星，等.基于低影响开发的城市雨洪控制与利用方法[J].中国给水排水，2009，25(14): 6-9.

[6] 张继红，孙发政，何伟，等.生物砖排水沟在开发建设项目水土保持中的应用[J].中国水土保持，2007(6):39-41.

[7] 王利军.北京市新城滨河森林公园建设工程水土保持设计浅析[C]//中国水土保持学会规划设计专业委员会2009年年会暨学术研讨会论文集.北京:中国水土保持学会，2009:34-36.

(责任编辑 孙占锋)

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1000-0941(2017)06-0023-04

刘伟民(1984—)，男，甘肃张掖市人，工程师，学士，主要从事水土保持、水生态和生态清洁小流域建设方面的设计工作。

2016-11-26