西氣東輸管道工程山西段生態(tài)恢復(fù)設(shè)計探討

韓彩霞

(水利部山西水利水電勘測設(shè)計研究院)

1 問題的提出

人類所有的包括政治、經(jīng)濟(jì)、文化在內(nèi)的活動,都必須依托于所棲息的生態(tài)環(huán)境。世界人口的激增和科學(xué)技術(shù)的巨大進(jìn)步,使得人類以前所未有的規(guī)模和速度改變著生存環(huán)境。我國的生態(tài)環(huán)境問題不容樂觀：1998年的特大洪水表明,長江、嫩江等河流、水系所提供的涵養(yǎng)水源、保持水土等生態(tài)服務(wù)功能已被嚴(yán)重削弱;近年來沙塵暴發(fā)生的次數(shù)和強(qiáng)度愈演愈烈,表明荒漠化的土地面積仍在發(fā)展;西部地區(qū)由于干旱、高寒和嚴(yán)重的水蝕與風(fēng)蝕,生態(tài)環(huán)境十分脆弱。實踐證明,破壞生態(tài)環(huán)境必將付出巨大代價,危及全國發(fā)展戰(zhàn)略的實施,而恢復(fù)已破壞的生態(tài)系統(tǒng)卻十分困難。

西氣東輸工程的建設(shè)將為我國國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展提供有力的資源保障,并且將我國東西部地區(qū)的發(fā)展緊密地聯(lián)系在一起。然而,西氣東輸管道的修建,對區(qū)域生態(tài)環(huán)境的影響也是巨大的,同時區(qū)域生態(tài)環(huán)境的演變對管道的安全運行也形成一定的影響。因此,探討西氣東輸管道工程區(qū)域的生態(tài)恢復(fù)具有重要的實踐意義。

2 基礎(chǔ)調(diào)查

2.1 西氣東輸管道工程山西段生態(tài)破壞情況調(diào)查

西氣東輸管道工程山西段橫穿山西南部臨汾、晉城兩市,西起永和縣永和關(guān),東至澤州縣斑鳩嶺,沿途經(jīng)過黃土丘陵溝壑區(qū)、黃土殘塬溝壑區(qū)、河谷階地區(qū)及呂梁、太行土石山區(qū)等地貌類型,全長332.5 km。除了臨汾盆地、塬地、河川地帶現(xiàn)已恢復(fù)耕作外,其余大部分地段被破壞的地表植被沒有恢復(fù),最為嚴(yán)重的地段為大寨嶺、雙鎖山、虎頭山、大尖山隧道出口段、寨河隧道、柳樹街等。工程棄渣基本上沿管坡兩側(cè)或伴行公路一側(cè)(或兩側(cè))堆放。特別是土石山區(qū),大部分棄渣沿山坡就地傾倒,使工程擾動帶生態(tài)環(huán)境受到很大破壞。

2.2 立地條件調(diào)查及類型劃分

西氣東輸管道工程山西段需恢復(fù)植被的地段地貌分為四個類型區(qū)：河谷階地區(qū)、土石山區(qū)、黃土丘陵溝壑區(qū)、黃土殘塬溝壑區(qū)。根據(jù)氣候、土壤、質(zhì)地、水分、養(yǎng)分等又可分為永和—蒲縣、臨汾—澤州兩個大立地類型區(qū)。

永和—蒲縣段屬暖溫半干旱森林草原帶,氣候寒冷干燥,降水偏少,年降水量大大小于蒸發(fā)量,溫度年較差及日較差均較大,地面常處于干旱狀態(tài),植被以喜陽植物為主,立地條件差。

臨汾—澤州段屬于溫暖森林帶,氣候較濕潤,氣溫較高,降水量較多,土壤為褐土和紫黑壚土,存在較大范圍的天然次生林和人工林,立地條件較好。

2.3 已采取的工程防護(hù)措施調(diào)查

對棄渣進(jìn)行水土流失防護(hù)治理,在滿足河道行洪及邊山洪水排泄的要求下,采取攔擋、排水措施,確保渣體穩(wěn)定并攔截部分泥沙;管坡水土流失防護(hù)以攔截坡面徑流,疏通水流流路的排水溝為主,為植物措施的實施打下良好的基礎(chǔ);河道棄渣較少的以清除為主,河道或溝道棄渣較大時以谷坊為主,溝道兩側(cè)輔以攔渣堤;防護(hù)堤布置結(jié)合河道治理考慮,盡量使所處河段河道順直,兼顧主體工程防洪安全。

3 生態(tài)恢復(fù)設(shè)計

3.1 植被恢復(fù)設(shè)計原則

根據(jù)當(dāng)?shù)刈匀粭l件、綠化目的和保護(hù)目標(biāo)的具體特點,選擇確定植物措施的樹種、草種,既要考慮到水土保持功能,又要兼顧綠化、美化要求。因此,在植物措施布設(shè)時,樹種、草種選擇遵循以下原則。

(1)因地選種原則：盡量選擇鄉(xiāng)土種、優(yōu)勢種、與周圍植被相匹配的樹(草)種和能形成群落的建群種。管中心線兩側(cè)5 m范圍內(nèi)禁止種植深根系植物,渣場坡面選擇根系發(fā)達(dá)、容易繁殖的植物。

(2)適地適栽原則：因地制宜地確定植被的栽植方法,根據(jù)立地條件可采取回型格、水平階、水平溝、魚鱗坑等整地方式和裸根栽植、帶土栽植、穴播種植、草袋裝土和草籽混合物等種植方式,必要時可用容器苗或用0.015 mm的地膜覆蓋,以保證植被成活率。

(3)樹草結(jié)合原則：喬木、灌木及草的水土保持效果不同,生長周期和見效快慢也不同,要采取合理化的比例與布局。

(4)遠(yuǎn)近兼顧原則：既要考慮近期驗收達(dá)標(biāo),又要滿足當(dāng)?shù)厮帘３忠?。近期靠?遠(yuǎn)期靠樹。

(5)注重實效原則：植被恢復(fù)要提高成活率,真正達(dá)到植被恢復(fù)的目的,并結(jié)合群眾的經(jīng)濟(jì)利益,確保水土保持效益的發(fā)揮。

3.2 整地方式設(shè)計

根據(jù)地形條件,從緩坡到陡坡分別采取全面整地、塊狀整地、水平階整地、水平溝整地、魚鱗坑整地等方式。

整地采用10年一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計,其設(shè)計成果如下。

(1)魚鱗坑。斷面為半圓形,種植喬木魚鱗坑長徑1.0 m,短徑0.5 m,深0.6 m,覆土0.5 m,每穴蓄水量0.105 m3;種植灌木魚鱗坑長徑0.8 m,短徑0.4 m,深0.3 m,覆土0.3 m,每穴蓄水量0.067 m3。種植喬木密度為2.5 m×1.8 m,灌木密度為2.0 m×1.5 m。

(2)水平溝。斷面為梯形,溝底寬0.3 m,溝深0.5 m,覆土厚0.3 m。水平溝蓄水容積0.14 m3/m,間距3 m,沿等高線開挖。

(3)水平階。斷面為梯形,階底寬1.2 m,階深0.5 m,覆 土 厚 0.3 m。 水 平 階 蓄 水 容 積0.304 m3/m,間距6 m,沿等高線開挖。

(4)塊狀整地。喬木塊狀整地為60 cm×60 cm×60 cm的回型格,灌木為40 cm×40 cm×40 cm的回型格。

3.3 植物種選擇

永和—蒲縣段選擇抗風(fēng)、耐旱、耐寒、耐貧瘠、保水保土的鄉(xiāng)土植物種,主要有刺槐、油松、檸條、沙棘、披堿草、無芒雀麥、沙打旺、小冠花等。

臨汾—晉城段陰坡較多,降水較多,氣溫偏高,選擇稍耐旱、耐陰、保水保土的鄉(xiāng)土植物種,主要有側(cè)柏、油松、荊條、黃刺梅、黃櫨、沙棘、披堿草、無芒雀麥、高羊茅、小冠花、草木樨、沙打旺等。

4 實施效果調(diào)查

從實施驗收情況看,工程整地質(zhì)量普遍較高,造林成活率達(dá)到80%,種草出苗率達(dá)90%以上。

5 結(jié)束語

通過修筑水平階、水平溝、魚鱗坑、擋土墻、排水溝等措施,砂石裸露地區(qū)采用草袋覆土和全面覆土,改善了立地條件,加之合理配置喬灌草植被類型,使西氣東輸管道建設(shè)破壞的生態(tài)環(huán)境得以恢復(fù),有效地控制了區(qū)域的水土流失,達(dá)到了預(yù)計的目標(biāo),順利地通過了水土保持專項驗收。