青藏高原某水電站項目表土資源利用與土壤改良措施研究

李百鳳,趙 鴻,夏朝輝

(中國電建集團西北勘測設計研究院有限公司，西安 710065)

0 前 言

表土剝離是指將建設占用地或露天開采用地(包括臨時性或永久性用地)所涉及到的適合耕種的表層土壤進行剝離，并用于原地或異地土地復墾、土壤改良、造地及其他用途的剝離、存放、搬運、耕層構造與檢測等一系列相關技術的總稱。隨著中國生態(tài)文明建設的深入開展，人們對表土剝離、保護與再利用意識不斷增強。《中華人民共和國水土保持法》中明確規(guī)定：“對生產建設活動所占用土地的地表土應當進行分層剝離、堆存和利用，做到土石方挖填平衡，減少地表擾動范圍；水土流失嚴重、生態(tài)脆弱的地區(qū)，要嚴格保護植物、結皮、地衣等；生產建設活動結束后，應當及時在取土場、開挖面和存放地的裸露土地上植樹種草、恢復植被”。GB50433-2008《開發(fā)建設項目水土保持技術規(guī)范》中強制性規(guī)定：開發(fā)建設項目應保護原地表植被、表土及結皮層，減少占用水土資源，提高利用效率；主體工程動工前，應剝離熟土層并集中堆放，施工結束后作為復耕地、林草地的覆土。保護表土資源，防止水土流失，對促進生態(tài)文明建設和可持續(xù)發(fā)展，保護與改善人類生存環(huán)境具有十分重要的意義。

青藏高原復合侵蝕生態(tài)脆弱區(qū)，地勢高寒，自然條件嚴酷，植被稀疏，生態(tài)系統(tǒng)結構穩(wěn)定性較差，容易受到外界的干擾發(fā)生退化演替，而且系統(tǒng)自我修復能力較弱，自然恢復時間較長。主體工程動工前，實施表土剝離并集中防護不僅可有效減少工程征占地面積，節(jié)約工程投資，而且有利于項目區(qū)植被恢復、水土流失防治及生態(tài)環(huán)境改善，改善區(qū)域脆弱的生態(tài)環(huán)境承載力，是工程水土流失防治的強制性措施之一，亦是有效落實區(qū)域生態(tài)文明建設的內在要求。

1 工程概況及建設現(xiàn)狀

工程主要開發(fā)任務為發(fā)電，主要由樞紐建筑物、施工生產生活設施及其輔助設施、料場、交通道路工程、棄碴場及表土堆存場、移民安置工程、水庫淹沒影響區(qū)等部分組成。工程施工總工期94個月，其中籌建期18個月。電站目前已完成籌建期工作，樞紐建筑物部分導流洞工程已完工，具備過流條件；業(yè)主營地及承包商營地等生活實施已完工，場區(qū)綠化工程已完成；混凝土拌合系統(tǒng)、砂石加工系統(tǒng)、機電倉庫工程、施工供水工程、供電工程、炸藥庫工程等施工輔企設施已完工；料場尚未啟用；對外交通專用公路工程已通車；場內施工公路工程也基本完工；部分棄碴場棄碴堆存完成，現(xiàn)堆存量1 486.41萬m3；移民安置工程尚未開始。

項目區(qū)氣候屬大陸性高原干旱氣候，區(qū)域多年平均氣溫2.3 ℃，多年平均降雨量403.8 mm，多年年均蒸發(fā)量1 378.5 mm；降雨主要集中在每年的5—9月。區(qū)域土壤類型屬于青藏高原高山草甸土壤帶，土壤分布規(guī)律呈較明顯的垂直地帶性和地域性，從高海拔至低海拔依次為高山草原土、山地草甸土、灰褐土、黑鈣土、栗鈣土、石礫質沖積土和沙質沖積土、新積土。栗鈣土和新積土在電站所在的河谷地帶分布較多。植被類型為青藏高原高山草甸植被，植被蓋度約20%～50%。

2 表土及可用土壤資料情況分析

本工程施工征占用的耕地、林地、草地數(shù)量較多，總面積3 059.33 hm2。施工后期棄碴場、料場、施工生產生活輔助設施需跡地恢復、耕地復墾的面積較大。經(jīng)分析，工程需要復墾的耕地面積約26.0 hm2，需要恢復的植被面積約116.31 hm2；復墾覆土和綠化總面積為142.31 hm2，需覆土總量約為54.23萬m3。工程前期完成表土剝離量8.13萬m3；前期表土剝離區(qū)域為左岸業(yè)主營地及承包商營地征占用的耕地范圍，集中堆存于左岸表土堆存場；右岸混凝土拌合系統(tǒng)占用的草地范圍，集中堆存于右岸表土堆存場。前期“三通一平”工程結束后，對可恢復區(qū)域進行植被恢復建設，其中場內外交通工程邊坡框格及部分路肩已覆土，覆土量約1.19萬m3；業(yè)主營地及承包商營地綠化工程覆土量約5.90萬m3。施工后期，本工程尚有128.59 hm2的施工擾動面積需要回覆表土，還需覆土47.14萬m3，除去已經(jīng)剝離堆存的1.04萬m3的表土外，尚有46.10萬m3的表土缺失量。

電站工程目前已開工建設，項目建設區(qū)內原地貌形態(tài)絕大部分已消失殆盡。工程區(qū)表土主要富集在水庫庫區(qū)左岸待淹沒的耕地上，表層土厚度約為45～60 cm；樞紐工程建設區(qū)范圍內除前期剝離的少量表層土集中堆存在右岸表土堆存場內外，右岸棄碴場堆碴范圍內尚有少量原狀表層腐殖土，左岸表土堆存場周邊及右岸棄碴場周邊尚有一定量由表土及沙礫石混合堆積的、可供利用的混合土。

根據(jù)工程現(xiàn)場表土及可利用土壤資源現(xiàn)狀分布調查情況及后續(xù)覆土需求量，結合水土保持法律法規(guī)及水土保持技術規(guī)范要求，樞紐工程建設區(qū)內分布有可利用土壤資源的區(qū)域均應作為表土收集區(qū)域，表土缺口量從庫區(qū)左岸待淹沒的耕地表層剝離。表土及可利用土壤剝離厚度根據(jù)調查點土壤耕植層或腐殖層厚度并考慮后期綠化、土地復墾覆土所需的表土回覆量來確定。經(jīng)過計算，本工程施工后期在樞紐工程建設區(qū)內需剝離可利用土壤量約24.94萬m3；覆土需求量缺口部分從庫區(qū)左岸待淹沒部分耕地表層剝離，剝離表土總量約22.20萬m3。

3 土壤改良措施

分析結果表明，樞紐工程建設區(qū)域內表土資源均發(fā)育于黃土母質，區(qū)域土壤為栗鈣土，且絕大部分為栗鈣土的耕作層、腐殖層、犁底層和心土層，均為土壤熟化層和半熟化層。由于受地形、氣候條件及成土過程的影響，樞紐區(qū)土壤絕大部分礫石含量≥10%，局部區(qū)域礫石含量≥20%，礫石含量遠遠高于質量控制標準要求；土壤pH介于8.1～9.5之間，屬于堿性或強堿性土壤；有機質含量在0.116%～0.954%之間，含量較低；土壤全氮含量在0.24～0.80 g/kg、全磷含量在0.43～0.72 g/kg、全鉀含量在18.28～27.69 g/kg之間，氮磷鉀等養(yǎng)分含量較低；電導率介于0.154～3.050 dS/cm之間，基本滿足質量控制標準要求?？傮w評價，樞紐工程建設區(qū)土壤礫石含量大，pH值較高，有機質及養(yǎng)分含量低，整體質量差，土壤需經(jīng)過改良或改造方可利用于耕地復墾和植被恢復。而庫區(qū)耕地剝離表土整體質量較好，稍加培肥、改良后可直接用于耕地復墾及林草地植被恢復覆土。綜合考慮土壤改良費用，改良周期等因素，推薦耕地復墾采用庫區(qū)土壤進行改良，林地和草地植被恢復采用樞紐區(qū)土壤改良。

3.1 耕地復墾及土壤改良方案

由庫區(qū)表土土壤理化性質分析結果可知，庫區(qū)耕地剝離的表層耕作土屬于砂質壤土，棄耕時間短，分布范圍集中，可利用土壤層較厚，基本無礫石，酸堿適中，養(yǎng)分和有機質含量屬中等水平，只需通過施肥和使用改良劑提高養(yǎng)分、有機質和微生物含量即可直接用于耕地復墾。采取的具體改良措施為：場區(qū)平整土地后，利用庫區(qū)剝離的表土覆土60 cm，用土壤改良劑每畝3 kg稀釋100倍后進行地面播灑。畝施優(yōu)質有機肥料(糞尿肥)800 kg，或商品有機肥80 kg，撒施在地面。每畝再施用尿素30 kg、過磷酸鈣100 kg、氯化鉀10 kg用作基肥，撒施均勻。用機械深翻18～25 cm，耙耱2～3次，達到地面平整、土塊細碎、土肥相融。次年春季3月中下旬，每畝追施尿素10 kg，即可用于作物種植。

3.2 林地和草地土壤改良方案

樞紐區(qū)的表土礫石含量均低于50%，均可用于林、草地復墾。但土壤pH高于8.5，需通過施加硫磺粉改良土壤酸堿性。采取的具體改良措施為：在土壤pH滿足要求的基礎上，場區(qū)平整土地、覆土30 cm后，用土壤改良劑每畝2 kg稀釋100倍后進行地面播灑。每畝再施用尿素20 kg、過磷酸鈣50 kg、有機肥料(糞尿肥)500 kg，或商品有機肥40 kg，撒施均勻。施肥后，用機械深翻18～25 cm，耙耱2～3次，達到地面平整、土塊細碎、土肥相融。改良后的土壤即可進行植物綠化。

3.3 土壤改良劑選用

本工程土壤改良劑選用“如金菌”土壤改良劑(種植專用)，其作為用于農業(yè)生產的一種綠色環(huán)保型多功能調節(jié)劑，內含放線菌、光合細菌、酵母菌、乳酸菌、枯草芽孢桿菌等幾十種有益微生物以及各種有機酸、植物生長調節(jié)劑等代謝產物。有效活菌數(shù)200億/ml。適用于黏性土、沙化土、鹽堿地、酸化土、沙荒土、重茬地等各類土壤的改良。其主要功能為改善土壤結構與黏性，促進團粒結構形成，活化土壤；增強土壤保水保肥能力，降低灌溉頻率，抑制土壤水分蒸發(fā)與養(yǎng)分流失；增加土壤有益菌群數(shù)量，抑制有害雜菌生長繁殖，減少植物根部疾病以及農藥施用量；增加土壤疏松程度，有效防止土壤板結，便于作物根部擴張，促進根部發(fā)育進而提高作物產量；改善土壤pH及其他理化性質，使重金屬在土壤中發(fā)生沉淀、螯合等反應，消除農作物對重金屬的吸收。

本工程采用的土壤改良技術為：土壤改良劑增加微生物活性、有機肥增加有機質含量、硫磺粉降低pH值、化學肥料提升土壤養(yǎng)分。其改良措施成本低廉、見效快、簡便易于實施，可為盡早實現(xiàn)土地復墾及植被恢復目標奠定基礎。

4 結 語

表土資源不僅是人類的生存之本，而且再生周期漫長，因此對表土的剝離保護和利用應進行科學的規(guī)劃和分配。該水電站工程位于青藏高原，對其表土資源的供需平衡分析及改良措施的應用，不僅可保護將被廢棄或淹沒的土壤資源，而且解決了施工后期土地復墾、生態(tài)恢復的覆土需求，避免了因綠化缺土、選擇新的土料廠進行開采時對生態(tài)環(huán)境的破壞。而質量、數(shù)量均滿足植物生長的表土儲量，大大縮短了土地復墾質量控制的周期，對保護和改善項目建設區(qū)生態(tài)環(huán)境、防止水土流失起到了重要作用。