CN114862272A - 一种生态清洁小流域的建设与评价方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于生态环境保护技术领域，涉及一种生态清洁小流域的建设与评价方法，包括以下过程：对选定的待治理小流域进行调查，得到调查数据；根据调查数据构建生态清洁度指数，诊断小流域的主要环境问题；根据小流域土地利用现状图，完成小流域治理分区划分；根据小流域治理分区和主要环境问题，确定各分区治理重点并完成建设措施布设；生态清洁小流域建设完成后再进行一次评价指标调查，再次计算生态清洁度指数，对两次的生态清洁度指数进行对比，完成生态清洁小流域建设效果评价。本发明提出的生态清洁度指数，参数便于获取，方法科学简洁，适用性好，既可以进行同一个小流域的纵向治理状态比较，也可以在不同小流域之间进行横向比较。
Description
技术领域
本发明属于生态环境保护技术领域，涉及一种生态清洁小流域的建设与评价方法。
背景技术
小流域是地理单元的基本结构，小流域建设是生态文明建设的主战场。生态清洁小流域建设是指将水土流失治理、水源保护、面源污染防治、水环境改善、人居环境提升等统筹规划的一种新型小流域综合治理模式。生态清洁小流域建设过程中主要涉及到生态清洁小流域的治理分区划分、分区措施布设方案以及建设后的效果评价。目前，还缺乏可操作性的治理分区划分方法，因此不能很好的进行分区措施布局，同时缺乏科学简洁的生态清洁小流域评价方法，无法衡量生态清洁小流域的建设成效。
因此，亟需开发出可操作性强的治理分区划分方法，并针对不同治理分区因地制宜进行措施布局；同时亟需开发出科学简洁的生态清洁小流域评价方法，准确快速的评价生态清洁小流域的建设效果。
发明内容
本发明的目的在于提供一种生态清洁小流域的建设与评价方法，解决了目前缺乏科学简洁的生态清洁小流域评价方法，无法衡量生态清洁小流域的建设成效的问题。
本发明是通过以下技术方案来实现：
一种生态清洁小流域的建设与评价方法，包括以下过程：
对选定的待治理的小流域进行调查，得到调查数据；
根据调查数据构建生态清洁度指数，诊断小流域的主要环境问题；
根据小流域土地利用现状图，完成小流域治理分区划分；
根据小流域治理分区和小流域的主要环境问题，确定各分区治理重点并完成建设措施布设；
生态清洁小流域治理完成后再进行一次评价指标调查，再次得到生态清洁度指数，对两次的生态清洁度指数进行对比，完成生态清洁小流域建设效果评价。
进一步，所述调查数据包括平均土壤侵蚀模数、化学需氧量、污水处理率、垃圾处理率、化肥使用强度以及农药使用强度；
生态清洁度指数采用如下公式进行计算：
其中，Si分别为土壤侵蚀模数、化学需氧量、污水处理率、垃圾处理率、化肥和农药使用强度5个因子的超基准倍数。
进一步，土壤侵蚀模数超基准倍数采用如下公式进行计算：
其中，土壤侵蚀模数的基准值为该小流域所在地的容许土壤流失量；
当土壤侵蚀模数实测值小于土壤侵蚀模数基准值时，则土壤侵蚀模数超基准倍数为0。
进一步，化学需氧量超基准倍数采用如下公式进行计算：
其中，化学需氧量基准值为地表水环境质量标准的Ⅰ类水限值；
当化学需氧量实测值小于化学需氧量基准值时，则化学需氧量超基准倍数为0。
进一步，污水处理率超基准倍数采用如下公式进行计算：
其中，污水处理率的基准值为100％。
进一步，垃圾处理率超基准倍数采用如下公式进行计算：
其中，垃圾处理率的基准值为100％。
进一步，化肥和农药使用强度超基准倍数采用如下公式计算：
其中，化肥使用强度为折纯量，化肥使用强度基准值和农药使用强度的基准值分别选取相关标准的最高要求限值；
当化肥使用强度实测值小于化肥使用强度基准值时，化肥使用强度超基准倍数为0；当农药使用强度实测值小于农药使用强度基准值时，农药使用强度超基准倍数为0。
进一步，根据调查数据构建生态清洁度指数，诊断小流域的主要环境问题具体为：
根据调查数据，计算土壤侵蚀模数、化学需氧量、污水处理率、垃圾处理率、化肥和农药使用强度5个因子的超基准倍数，再根据5个因子的超基准倍数计算得到生态清洁度指数；
对土壤侵蚀模数超基准倍数、化学需氧量超基准倍数、污水处理率超基准倍数、垃圾处理率超基准倍数、化肥和农药使用强度超基准倍数进行排序，超基准倍数最大的一项为主要的环境问题；
土壤侵蚀模数超基准倍数最大时，命名为水土保持型；
化学需氧量超基准倍数最大时，命名为水质防治型；
污水处理率超基准倍数最大时，命名为污水控制型；
垃圾处理率超基准倍数最大时，命名为环境整治型；
化肥和农药使用强度超基准倍数最大时，命名为面源污染治理型。
进一步，生态清洁小流域治理分区划分具体为：
将整个小流域分为保护区、整治区、治理区以及修复区四个区；
将水体及周围100m的缓冲带划分为保护区；
将保护区以外，住宅、商服、工矿仓储、公共管理与公共服务用地及周围100m的缓冲带划分为整治区；
将保护区、整治区以外的耕地和园地划分为治理区；
将小流域内保护区、整治区以及治理区以外，其它土地利用类型划分为修复区。
进一步，对两次的生态清洁度指数进行对比具体为：
小流域生态清洁度指数记为ECI，0＜ECI≤n，n为正整数，则根据ECI的范围评定为n级。
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
本发明的一种生态清洁小流域的建设与评价方法，首次构建生态清洁度指数，提供了生态清洁型小流域调查、诊断、分区、治理以及评价全过程做法。调查简洁；诊断突出重点；分区合理，层次分明，可操作性强；各个分区治理重点突出，可以因地制宜，合理布设生态清洁小流域建设措施。本发明提出的评价方法，参数便于获取，方法科学简洁，适用性好，既可以进行同一个小流域的纵向治理状态比较，也可以在不同小流域之间进行横向比较。
附图说明
图1是本发明一种生态清洁小流域的建设与评价方法的实施例中的某小流域土地利用现状图；
图2是本发明一种生态清洁小流域的建设与评价方法的实施例中的某小流域治理分区图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明了，以下结合附图及实施例进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，即所描述的实施例仅仅为本发明一部分实施例，而不是全部实施例。
以下附图中提供的本发明实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而仅仅是表示本发明选定的一种实施例。基于本发明的附图及实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护范围。
以下结合实施例对本发明的特征和性能进一步详细说明。
本发明公开了一种生态清洁小流域的建设与评价方法，具体包括以下步骤：
步骤1、收集小流域内的土地利用现状图，进行评价指标调查，调查的指标有土壤侵蚀模数(t/(km2.a))、化学需氧量(mg/L)、污水处理率(％)、垃圾处理率(％)、化肥使用强度(kg/hm2)以及农药使用强度(kg/hm2)。
土壤侵蚀模数调查可以采用径流场和小流域的实测输沙资料，水库、淤地坝的实测淤积量，同位素示踪等多种方法进行。
化学需氧量须每月至少采样一次，连续采样不少于12个月，最后以算术平均值计算小流域的化学需氧量值。
污水处理率、垃圾处理率、化肥和农药使用强度的均为全年比例或使用强度。
步骤2、根据步骤1的调查结果，计算土壤侵蚀模数、化学需氧量、污水处理率、垃圾处理率、化肥和农药使用强度5个因子的超基准倍数。
土壤侵蚀模数超基准倍数计算公式为：
西北黄土高原区的土壤侵蚀模数基准值为1000t/(km2.a)，东北黑土区和北方土石山区为200t/(km2.a)，南方红壤丘陵区和西南土石山区为500t/(km2.a)。当土壤侵蚀模数实测值小于基准值时，则土壤侵蚀模数超基准倍数为0。
化学需氧量超基准倍数计算公式为：
化学需氧量的基准值为地表水环境质量标准的Ⅰ类水限值。当化学需氧量实测值小于基准值时，则化学需氧量超基准倍数为0。
污水处理率超基准倍数采用计算公式为(3)：
污水处理率包括生活污水、工业废水以及规模化养殖污水等所有污水，且处理后均应达标，污水处理率的基准值为100％。
垃圾处理率超基准倍数采用计算公式为(4)：
垃圾包括生活垃圾在内的各种垃圾，垃圾处理率的基准值为100％。
化肥和农药使用强度超基准倍数采用如下公式(5)计算：
化肥使用强度为折纯量(kg/hm2)，化肥使用强度和农药使用强度的基准值取相关质量标准的最高要求限值。
当化肥实测值小于基准值时，公式(5)括号中的第1项为0，当农药实测值小于基准值时，公式(5)括号中的第2项为0。
步骤3、根据计算的5个因子的超基准倍数，求和得出治理前小流域的生态清洁度指数(ECI)；
其中，Si分别为土壤侵蚀模数、化学需氧量、污水处理率、垃圾处理率、化肥和农药使用强度5个因子的超基准倍数。
对5个因子的超基准倍数进行排序，诊断小流域的主要环境问题，分别为命名为水土保持型、水质防治型、污水控制型、环境整治型以及面源污染治理型。
步骤4、根据土地利用类型图，将河、湖、库、塘、渠等水体及周围100m的缓冲带划分为保护区；将保护区以外，住宅、商服、工矿仓储、公共管理与公共服务用地及周围100m的缓冲带划分为整治区；将保护区、整治区以外，耕地和园地划分为治理区；将小流域内保护区、整治区以及治理区以外，其它土地利用类型划分为修复区。
步骤5、根据划分的分区，布设适宜的生态清洁措施。
在保护区内整治不满足水质指标的排污设施，对影响河道行洪安全的淤积物、违章设施、堆放物和垃圾等进行清理，恢复河道与其它水体的自然形态及其连续性，以生态护岸形式对自然植被遭受人为破坏的地段进行河岸带治理；在整治区内设置垃圾收集点、小型垃圾中转站、垃圾处理场进行生活(生产)垃圾无公害化处理，集中处理各类废水，对村镇道路两侧、场院等地的柴、土、粪、垃圾、建筑弃渣等堆积体应进行清理整治；在治理区内实施坡改梯和退耕还林(草)，需要提高肥料利用率，减少农药使用量，布设植被过滤带控制化肥与农药向下游迁移；在修复区内提高植被覆盖度并优化植被结构。
步骤6、建设完成后，再进行一次调查，并再次计算小流域的生态清洁度指数(ECI)。根据生态清洁度指数，完成生态清洁小流域的建设效果评价。当流域内有建设措施更新时，则于一年后，重新进行调查并计算生态清洁度指数。
小流域生态清洁度指数记为ECI，0＜ECI≤n，n为正整数，则根据ECI的范围评定为n级。
具体地，若ECI小于等于1，则评定为1级；若ECI大于1且小于等于2，则评定为2级；若ECI大于2且小于等于3，则评定为3级，依次类推。
实施例
本发明以西北黄土高原的一个典型小流域为例，进一步说明本发明的用法。
该流域的总面积为70km2，生态清洁小流域建设前，调查流域的土壤侵蚀模数(t/(km2.a))、化学需氧量(mg/L)、污水处理率(％)、垃圾处理率(％)、化肥使用强度(kg/hm2)以及农药使用强度(kg/hm2)。根据《地表水环境质量标准GB3838-2002》、《生态清洁小流域建设技术导则SL534-2013》、《小流域治理环境治理评价标准DB61/334-2003》等标准规范，化学需氧量、化肥使用强度和农药使用强度的基准值分别取15mg/L、250kg/hm2以及4kg/hm2。根据调查数据，计算各个项目的超基准倍数，对各个项目的超基准倍数进行排序，可以发现土壤侵蚀模数的超基准倍数最大，因此该流域可诊断为水土保持型生态清洁小流域，同时也存在着水质超标以及化肥和农药使用过量等问题。将各个超基准倍数相加，得出建设前的生态清洁度指数(ECI)为5.79，属于第6级。
根据图1所示的该小流域的土地利用现状图，完成该小流域治理分区划分，得到如图2所示的小流域治理分区图，并以水土流失防治为重点，进行措施布设，主要关注点为坡耕地以及植被覆盖度较低的草地，通过退耕或者坡改梯以及植树封禁等措施，减少坡耕地，提高流域的植被覆盖度。
建设完成后一年，再进行一次调查，计算的生态清洁度指数(ECI)为1.41，等级为第2级，治理效果显著。
表1建设前后各指标实测值、基准值以及超基准倍数计算结果
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。
Claims (10)
1.一种生态清洁小流域的建设与评价方法，其特征在于，包括以下过程：
对选定的待治理的小流域进行调查，得到调查数据；
根据调查数据构建生态清洁度指数，诊断小流域的主要环境问题；
根据小流域土地利用现状图，完成小流域治理分区划分；
根据小流域治理分区和小流域的主要环境问题，确定各分区治理重点并完成建设措施布设；
生态清洁小流域治理完成后再进行一次评价指标调查，再次得到生态清洁度指数，对两次的生态清洁度指数进行对比，完成生态清洁小流域建设效果评价。
2.根据权利要求1所述的一种生态清洁小流域的建设与评价方法，其特征在于，所述调查数据包括平均土壤侵蚀模数、化学需氧量、污水处理率、垃圾处理率、化肥使用强度以及农药使用强度；
生态清洁度指数采用如下公式进行计算：
其中，Si分别为土壤侵蚀模数、化学需氧量、污水处理率、垃圾处理率、化肥和农药使用强度5个因子的超基准倍数。
3.根据权利要求2所述的一种生态清洁小流域的建设与评价方法，其特征在于，土壤侵蚀模数超基准倍数采用如下公式进行计算：
其中，土壤侵蚀模数的基准值为该小流域所在地的容许土壤流失量；
当土壤侵蚀模数实测值小于土壤侵蚀模数基准值时，则土壤侵蚀模数超基准倍数为0。
4.根据权利要求2所述的一种生态清洁小流域的建设与评价方法，其特征在于，化学需氧量超基准倍数采用如下公式进行计算：
其中，化学需氧量基准值为地表水环境质量标准的Ⅰ类水限值；
当化学需氧量实测值小于化学需氧量基准值时，则化学需氧量超基准倍数为0。
5.根据权利要求2所述的一种生态清洁小流域的建设与评价方法，其特征在于，污水处理率超基准倍数采用如下公式进行计算：
其中，污水处理率的基准值为100％。
6.根据权利要求2所述的一种生态清洁小流域的建设与评价方法，其特征在于，垃圾处理率超基准倍数采用如下公式进行计算：
其中，垃圾处理率的基准值为100％。
7.根据权利要求2所述的一种生态清洁小流域的建设与评价方法，其特征在于，化肥和农药使用强度超基准倍数采用如下公式计算：
其中，化肥使用强度为折纯量，化肥使用强度基准值和农药使用强度的基准值分别选取相关标准的最高要求限值；
当化肥使用强度实测值小于化肥使用强度基准值时，化肥使用强度超基准倍数为0；当农药使用强度实测值小于农药使用强度基准值时，农药使用强度超基准倍数为0。
8.根据权利要求2所述的一种生态清洁小流域的建设与评价方法，其特征在于，根据调查数据构建生态清洁度指数，诊断小流域的主要环境问题具体为：
根据调查数据，计算土壤侵蚀模数、化学需氧量、污水处理率、垃圾处理率、化肥和农药使用强度5个因子的超基准倍数，再根据5个因子的超基准倍数计算得到生态清洁度指数；
对土壤侵蚀模数超基准倍数、化学需氧量超基准倍数、污水处理率超基准倍数、垃圾处理率超基准倍数、化肥和农药使用强度超基准倍数进行排序，超基准倍数最大的一项为主要的环境问题；
土壤侵蚀模数超基准倍数最大时，命名为水土保持型；
化学需氧量超基准倍数最大时，命名为水质防治型；
污水处理率超基准倍数最大时，命名为污水控制型；
垃圾处理率超基准倍数最大时，命名为环境整治型；
化肥和农药使用强度超基准倍数最大时，命名为面源污染治理型。
9.根据权利要求1所述的一种生态清洁小流域的建设与评价方法，其特征在于，生态清洁小流域治理分区划分具体为：
将整个小流域分为保护区、整治区、治理区以及修复区四个区；
将水体及周围100m的缓冲带划分为保护区；
将保护区以外，住宅、商服、工矿仓储、公共管理与公共服务用地及周围100m的缓冲带划分为整治区；
将保护区、整治区以外的耕地和园地划分为治理区；
将小流域内保护区、整治区以及治理区以外，其它土地利用类型划分为修复区。
10.根据权利要求1所述的一种生态清洁小流域的建设与评价方法，其特征在于，对两次的生态清洁度指数进行对比具体为：
小流域生态清洁度指数记为ECI，0＜ECI≤n，n为正整数，则根据ECI的范围评定为n级。
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| CN202210642450.5A Pending CN114862272A (zh) | 2022-06-08 | 2022-06-08 | 一种生态清洁小流域的建设与评价方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN114862272A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116502891A (zh) * | 2023-04-28 | 2023-07-28 | 西安理工大学 | 一种雪旱动态风险的确定方法 |
-
2022
- 2022-06-08 CN CN202210642450.5A patent/CN114862272A/zh active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116502891A (zh) * | 2023-04-28 | 2023-07-28 | 西安理工大学 | 一种雪旱动态风险的确定方法 |
| CN116502891B (zh) * | 2023-04-28 | 2024-03-29 | 西安理工大学 | 一种雪旱动态风险的确定方法 |
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