荒漠化地區(qū)水土保持防治措施研究

席琳

（黃河勘測規(guī)劃設(shè)計有限公司，河南 鄭州 450003）

荒漠化地區(qū)水土保持防治措施研究

席琳

（黃河勘測規(guī)劃設(shè)計有限公司，河南 鄭州 450003）

本文根據(jù)荒漠化地區(qū)造成的水土流失的特點，分析荒漠化地區(qū)水土保持防治分區(qū)和防治措施體系布局的情況，結(jié)合近年來防沙治沙經(jīng)驗，總結(jié)荒漠化地區(qū)特有的水土保持措施，如草方格沙障、土工格柵沙障和土壤凝結(jié)劑沙障，并對其使用方法、防治特點和性能指標(biāo)進(jìn)行綜合分析比較，以期為減少工程建設(shè)對荒漠化地區(qū)生態(tài)環(huán)境的擾動和水土保持措施的合理布設(shè)提供指導(dǎo)。

荒漠化地區(qū)；水土保持防治措施；草方格沙障

我國是世界上受荒漠化危害嚴(yán)重的國家之一。目前全國荒漠化土地面積達(dá)262萬km2，占國土面積的27.3%?；哪貐^(qū)日照強，氣溫日較差、年較差大，降水稀少且變化率大，地面蒸發(fā)強烈，地表徑流貧乏，植被覆蓋率低，在常年強烈、頻繁的大風(fēng)作用下，風(fēng)力侵蝕作用極其劇烈。惡劣的自然環(huán)境，使該區(qū)域的水土流失特點鮮明。但目前，水土保持方案普遍存在措施體系布設(shè)不合理的現(xiàn)象，為了盡早拿到批文開工建設(shè)，水土保持方案設(shè)計的措施往往千篇一律，照搬照抄現(xiàn)象嚴(yán)重［1］，這樣既浪費了項目投資，也使水土保持方案失去了其存在的意義。本研究以內(nèi)蒙古杭錦旗生態(tài)治理項目為例，分析荒漠化地區(qū)水土流失的特點，結(jié)合近年來防沙治沙經(jīng)驗，總結(jié)適宜荒漠化地區(qū)特有的水土保持防治措施，以期為減少工程建設(shè)對荒漠化地區(qū)生態(tài)環(huán)境的擾動和水土保持措施的合理布設(shè)提供依據(jù)。

1 項目區(qū)及項目概況

內(nèi)蒙古杭錦旗生態(tài)治理項目位于內(nèi)蒙古鄂爾多斯市庫布齊沙漠，也是距北京最近的沙漠，項目區(qū)屬暖溫帶干旱半干旱區(qū)域，冬季寒冷漫長，夏季酷熱短促，早晚溫差大，降水稀少，蒸發(fā)強烈，風(fēng)大且沙塵暴多。年均降水量195.2mm，降雨主要集中在7-9月，年均蒸發(fā)量1 513.6mm，年均氣溫5.7℃，平均風(fēng)速2.4～3.2m/s。項目區(qū)地貌類型較為單一，為波狀起伏風(fēng)積沙丘，連綿不斷。微地貌除北部沿黃一級公路沿線為狹窄荒漠化草原外，其余多為新月形沙丘、沙丘鏈及窩狀沙地。區(qū)域主要植被類型為溫帶小灌木、半灌木荒漠植被、荒漠河岸林、灌木林、草甸，林草植被覆蓋率為15%。沿線主要土壤類型有潮土、鹽土和風(fēng)沙土。建設(shè)區(qū)屬“三北”戈壁沙漠及沙地風(fēng)沙區(qū)，以風(fēng)力侵蝕為主。根據(jù)《全國水土保持規(guī)劃》（2015-2030）的劃分成果，項目區(qū)位于黃河多沙粗沙國家級水土流失重點治理區(qū)。項目區(qū)水土流失侵蝕模數(shù)在500t/km2左右。

表1 內(nèi)蒙古杭錦旗生態(tài)治理項目水土保持措施

根據(jù)工程的開發(fā)任務(wù)，杭錦旗庫布齊沙漠生態(tài)治理綜合整治工程布置有引水渠道、圍堤、退水閘、退水渠、景觀工程等組成。圍堤工程土石方開挖199.77萬m3，其中100.0萬m3運直接上壩填筑，其余運至渣場。渣場共堆存棄渣99.77萬m3，渣場布置于壩后工程管理區(qū)范圍內(nèi)，棄渣高度1m。

2 水土保持防治措施布設(shè)

2.1 防治措施體系設(shè)計的思路

荒漠化地區(qū)生態(tài)環(huán)境較脆弱，風(fēng)力侵蝕嚴(yán)重，防治和控制風(fēng)力侵蝕應(yīng)成為這些地區(qū)荒漠化防治的主要任務(wù)。項目施工盡量避開大風(fēng)季節(jié)（3-5月），在防治措施安排上，首先考慮防風(fēng)防沙措施的布設(shè)，以保證工程順利進(jìn)行。

工程在開挖和回填過程中，堆土量大、占地面積大，易造成較大水土流失，因此必須加強該區(qū)域的臨時防護(hù)，先進(jìn)行臨時裝袋土的布置設(shè)計施工，后堆土，避免造成水土流失［2］。施工期，人員、車輛、施工營地等應(yīng)嚴(yán)格控制在設(shè)計的項目占地范圍內(nèi)，嚴(yán)禁在荒漠上隨意擴(kuò)大擾動范圍，以保護(hù)戈壁礫石層及沙表結(jié)皮，避免造成更多新增的水土流失［3］。

2.2 各防治分區(qū)措施

根據(jù)水土流失防治分區(qū)原則，以內(nèi)蒙古杭錦旗生態(tài)治理項目為例，荒漠化地區(qū)水利工程水土流失防治分區(qū)一般劃分為主體工程區(qū)（包括圍堤、引水渠和退水渠），棄渣場區(qū)、土料場區(qū)、施工生產(chǎn)生活區(qū)、圍堤道路區(qū)見表1。

3 適宜荒漠化地區(qū)的水土保持防治措施建議

在水土保持方案設(shè)計中要體現(xiàn)“預(yù)防為主、防治結(jié)合”的方針，根據(jù)工程特點，分區(qū)布設(shè)水土保持措施，荒漠化地區(qū)氣候干燥，多風(fēng)少雨，生態(tài)較為脆弱，應(yīng)采取特殊的標(biāo)準(zhǔn)，布設(shè)特殊的水土保持措施，充分結(jié)合近年來防沙治沙經(jīng)驗，首先考慮草方格、土工格柵和土壤凝結(jié)劑沙障，將沙障優(yōu)化配置到水土保持防治措施體系中，要在保證工程正常運行的前提下提高項目區(qū)植被覆蓋率。

3.1 草方格沙障

埋設(shè)沙障時采取“兩埋、兩踩、一焙土”的措施，即將沙障放入已挖好的溝內(nèi)，填入一半濕沙土踩實，再填滿踩實，最后培5～10cm濕沙土［4］。也可以利用草方格機器將材料直接壓入沙地［5］，以提高效率。在設(shè)置沙障的同時，在草方格沙障迎風(fēng)側(cè)的下方種植芨芨草（或其他鄉(xiāng)土草種），讓其在沙障的保護(hù)下生長，以便在沙障失去效果時起到防風(fēng)固沙的作用。研究表明，小網(wǎng)格費工費料，單價較高，而網(wǎng)格過大時，中間積沙厚，不利于植物生長［4］。一般以2.0m×2.0m和4.0m×4.0m的草方格配合適宜的固沙植物，能達(dá)到最佳的防風(fēng)固沙效果［6］。

該方法將工程措施與植物措施有機結(jié)合，項目初期，草方格沙障起主導(dǎo)作用，隨著草方格固沙作用的發(fā)揮，芨芨草地上和地下部分生物量積累到一定程度，根系將沙土牢牢固定在一起，形成綠色邊坡，待草方格生物質(zhì)材料腐爛后還可作為肥料被植物利用。將草方格應(yīng)用于棄渣場邊坡的植被恢復(fù)，具有良好的防風(fēng)固沙效果，保護(hù)了棄渣場邊坡的安全與穩(wěn)定，且成本低廉、生態(tài)景觀好。實踐證明，目前草方格在寧夏、內(nèi)蒙古等沙漠地區(qū)非常適用，施工方法可根據(jù)實際情況優(yōu)化。

3.2 土工格柵沙障——防沙網(wǎng)

傳統(tǒng)的漿砌石沙障工程造價高，并且隨著障后積沙的增高使其使用壽命有限，土工格柵具有移動方便的特性，積沙后可通過拔高而恢復(fù)其原有功能，這是其區(qū)別于其他沙障的最大優(yōu)點［7］。研究表明，以平鋪防沙網(wǎng)與立式防沙網(wǎng)相結(jié)合，以防沙網(wǎng)與草方格沙障相結(jié)合效果較好［8］，證明是一種既可降低風(fēng)速又可控制流失的方法，應(yīng)用于施工區(qū)的上風(fēng)向和鐵路、公路兩邊，對降低局部風(fēng)速效果較好。

水土保持防治措施設(shè)計應(yīng)因地制宜，將工程對荒漠化地區(qū)生態(tài)環(huán)境的影響降至最低。根據(jù)沙障的特點，措施設(shè)計時可將草方格沙障與土工格柵沙障靈活運用，發(fā)揮各自優(yōu)點，如圖1所示。

圖1 防風(fēng)網(wǎng)沙障和草方格沙障結(jié)合使用

3.3 土壤凝結(jié)劑沙障

土壤凝結(jié)劑沙障是指在荒漠化土地表面噴灑化學(xué)膠凝材料，使其在沙質(zhì)表面形成一層有一定強度的防護(hù)層，可以起到減少流沙的目的。目前，常見的化學(xué)固沙材料包括乳化瀝青、高分子聚合物、無機材料等。新型固沙材料在提高保水性、無污染和促進(jìn)植物生長方面取得了一定的進(jìn)展，但大量的化學(xué)材料滯留在沙地上，從長遠(yuǎn)考慮其降解性是目前急需解決的問題。

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Research on Prevention and Control Measures of Soil and Water Conservation in Desertification Areas

Xi Lin
（Yellow River Survey Planning and Design Co.,Ltd.，Zhengzhou Henan 450003）

According to the characteristics of soil and water loss caused by desertification area,this paper analyzes the layout of soil and water conservation zoning and prevention and control measures in desertification area.Combining with the experience of sand control in recent years,this paper summarized the unique soil and water conservation measures in desertification area Sandstone barrier,geogrid barrier and soil coagulation sand barrier,and its use methods,control characteristics and performance indicators were analyzed and compared with a view to reduce the project to the desertification of the ecological environment of the disturbance and soil and water conservation measures reasonable provision of guidance.

desertification area；soil and water conservation control measures；straw checkerboard barrier

X171；S157

A

1003-5168（2017）05-0077-03

2017-04-15

席琳（1983-），女，碩士，工程師，研究方向：水土保持方案編制。