生態(tài)脆弱區(qū)建設(shè)活動水土流失特點及防治對策研究

甄斌 李莉 楊春霞

摘要：內(nèi)蒙古呼和浩特市新機場是重點工程，地處黃河流域多沙粗沙區(qū)，做好各項水土保持工作對于推動項目建設(shè)和區(qū)域生態(tài)環(huán)境改善具有重要意義。文章結(jié)合工程擾動特點、建設(shè)過程中地表覆蓋變化特點及水土流失潛在危險分析，剖析了因害設(shè)防、及時切實做好臨時防護措施的重要性，并結(jié)合項目特點和區(qū)域自然條件，提出優(yōu)化施工工序、加強水土保持措施管護等建議。

關(guān)鍵詞：內(nèi)蒙古;機場;水土流失特點;防治對策

中圖分類號：X171.1 文獻標識碼：A 文章編號：2095-672X（2020）11-0-02

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2020.11.088

Study on the characteristics of soil and water loss and its prevention and control countermeasures in the construction of ecologically fragile areas

Zhen Bin1，Li Li2，Yang Chunxia2

（1.Research Institute of Yellow River Survey， Planning and Design Co.，Ltd.，Zhengzhou Henan 450003，China;2.Yellow River Water Conservancy Research Institute Key Laboratory for Soil and Water Loss Process and Control，Some Random Place Somewhere，Zhengzhou Henan 450003，China）

Absrtact：The new airport in Hohhot，Inner Mongolia is a key project，which is located in the sandy and coarse sand area of the Yellow River Basin.It is of great significance to do a good job in soil and water conservation to promote the construction of the project and the improvement of the regional ecological environment.Based on the characteristics of engineering disturbance，the change of surface cover during construction and the potential danger analysis of soil erosion，this paper analyzes the importance of hazard fortification and timely and practical temporary protection measures.

Key words：Inner Mongolia;Airport;Characteristics of soil erosion;Countermeasures

開發(fā)建設(shè)項目水土流失預(yù)防和治理是黃河流域水土保持的重點工作，也是重點監(jiān)管督促工作內(nèi)容;呼和浩特市新建機場項目區(qū)位于黃河北岸，地處黃河一級支流大黑河流域，水土流失防治分區(qū)涉及黃河多沙粗沙國家級水土流失重點治理區(qū)和內(nèi)蒙古自治區(qū)水土流失重點治理區(qū)，該區(qū)域生態(tài)環(huán)境脆弱、恢復(fù)難度大[1-2]，加之機場建設(shè)項目擾動范圍廣[3-4]、土石方開挖量大[4-5]等特點，機場建設(shè)擾動地表、破壞植被、臨時松散堆土必將加劇當?shù)厮亮魇2]。在目前開發(fā)建設(shè)項目水土保持工作強監(jiān)管的政策約束下，為進一步做好機場建設(shè)過程中各項水土保持工作，結(jié)合呼市新建機場項目進行水土保持工作梳理很有必要。

1 機場建設(shè)基本情況

呼和浩特市新機場是內(nèi)蒙古自治區(qū)首府機場、首都機場的主備降場之一和一類航空口岸機場，場址位于內(nèi)蒙古自治區(qū)呼和浩特市和林格爾縣巧什營鄉(xiāng)境內(nèi)，建設(shè)內(nèi)容包括機場工程、空管工程、供油工程（場內(nèi)部分）3部分?？傉嫉? 286.04hm2，土石方挖填總量1 500.05萬m3。工程計劃于2020年3月開工建設(shè)，2023年12月完工并投入試運行。

項目區(qū)地貌類型主要由緩坡丘陵和沖積平原組成，地表土壤主要為栗鈣土、潮土，區(qū)域植被為干草原植被類型，地表覆蓋度約15%。項目地處中溫帶大陸性季風(fēng)氣候區(qū)，夏季降雨量少而集中、春季干燥多風(fēng)，溫差較差，冷暖變化劇烈;多年平均降水量352.4mm～397.9mm，多年平均風(fēng)速1.8～2.6m/s，無霜期118d～150d，最大凍土深1.31m～1.92m。

2 機場建設(shè)水土流失特點分析

2.1 施工擾動范圍廣、持續(xù)時間長

工程建設(shè)過程中，有大量土石方開挖、回填，改變了建設(shè)區(qū)域的地形地貌，破壞了水土資源和植被，增大地表裸露面積，施工擾動前后地表覆蓋變化劇烈。根據(jù)本工程水土保持方案報告書，呼和浩特新機場建設(shè)將擾動原地表總面積1 286.04hm2，其中耕地899.89hm2、林地150.75hm2、草地36.42hm2、水域及水利設(shè)施用地54.46hm2、住宅用地46.16hm2、交通運輸用地1.33 hm2和其他用地97.03hm2。機場建設(shè)過程中，地表植被和附著物被清除，原地表水土保持功能喪失，同時導(dǎo)致開挖土方748.97萬m3（含表土326.81萬m3），建設(shè)期3～4年時間內(nèi)，項目區(qū)處于地表裸露、土方堆置狀態(tài)。

2.2 項目區(qū)風(fēng)水復(fù)合侵蝕交錯進行

項目區(qū)生態(tài)環(huán)境脆弱，地表覆蓋度低，春季4-5月份風(fēng)力資源豐富，風(fēng)蝕明顯;夏季降雨集中，瞬時雨強大、水力侵蝕劇烈;冬春秋冬季節(jié)交替時節(jié)溫差大，冷暖變化劇烈，加速土壤結(jié)構(gòu)破壞，為水蝕風(fēng)蝕提供更多泥沙資源。資料查閱可知，風(fēng)速>5m/s可引起風(fēng)化堆積物、坡面表層土90%以上顆粒發(fā)生躍移[9]。隨著項目建設(shè)區(qū)擾動，地表覆蓋度降低，松散顆粒堆置，同樣降雨或風(fēng)力條件下，更加重了水蝕和風(fēng)蝕強度。同時，降雨少，干燥多分，溫差大等也增加了植被恢復(fù)難度和恢復(fù)過程。

2.3 工程建設(shè)過程中水土流失潛在風(fēng)險大

在原生狀態(tài)下，由于有植被覆蓋，原有的土體與植被形成相對穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，局部沙地結(jié)皮也有一定的抗土壤侵蝕能力。項目建設(shè)前，天然草地基本上不發(fā)生徑流和土壤流失，草被破壞后，土壤入滲量減少了50%～60%，產(chǎn)流量增加1 273～3 050m3/km2，產(chǎn)沙量增加500～1 700t/km2[6]。原生地表的結(jié)皮也具有明顯侵蝕防治的作用，研究表明，對于同一白芒草和長芒草坡地，鏟除地表后的侵蝕率比除草劑處理的保留地表的侵蝕率增加30倍[7]。建設(shè)過程中，各地類經(jīng)地表覆蓋清除，開挖擾動后，以裸露和松散堆土狀態(tài)，極大增加土壤侵蝕風(fēng)險，如20°裸露松散邊坡在的侵蝕量可達109.6kg/m2[8]。可見施工擾動期間項目區(qū)抵御水土流失的能力被大大削弱。

為識別機場建設(shè)過程水土流失特點和建設(shè)階段的關(guān)系，根據(jù)已有研究成果和機場擾動特點綜合分析，建設(shè)前林草地，耕地及其他用地均具有一定的抗蝕能力，水域、交通用地和建筑用地水土流失量不計，整個項目建設(shè)區(qū)域施工擾動前處于穩(wěn)定狀態(tài)。施工過程中土壤結(jié)構(gòu)改變，地表覆蓋被挖損、占壓，地表失去保護。經(jīng)水土流失預(yù)測分析，若不采取水土保持措施，建設(shè)造成的水土流失新增量預(yù)計可達35.19萬t，其中3～4年的建設(shè)期內(nèi)新增水土流失量約占55%，由于項目區(qū)干燥多風(fēng)，地表及植被恢復(fù)過程較長，5年自然恢復(fù)期新增水土流失量約占45%。

3 防治對策分析與建議

3.1 加強臨時防護措施

工程建設(shè)過程中，水土流失主要發(fā)生在項目建設(shè)過程中，而水土保持工程措施和植物措施的實施則需在主體工程土建施工基本完工時實施，因此，控制項目建設(shè)過程中的水土流失，臨時防護措施顯得尤為重要，建議及時采取適當形式增加地表覆蓋，提高裸露和松散堆土表面抗蝕能力，并及時輸導(dǎo)降雨徑流。建設(shè)過程中必須根據(jù)各施工區(qū)域擾動特點、施工時序，預(yù)判各類型區(qū)水土流失主控因素，因害設(shè)防，根據(jù)水土保持方案，及時實施各施工區(qū)域臨時苫蓋、臨時攔擋、臨時排水溝、臨時沉砂池及臨時綠化等各種臨時防護措施，增加地表臨時覆蓋，提高抗蝕能力。

3.2 合理安排施工工序，降低地表裸露時間

水土保持措施與主體工程“三同時”原則一般是主體土建施工結(jié)束后的工程措施和植物措施，對于臨時防護措施，則更注重從預(yù)防的角度先于主體工程而實施。如臨時堆土的攔擋、苫蓋及生活區(qū)的臨時排水措施等。通過加強施工管理，優(yōu)化施工工序，盡可能減少工程建設(shè)過程中單位時間內(nèi)的裸露面積和土石方堆置量，可從根源上控制新增水土流失，降低水土流失防治投資。同時，和主體施工進度相銜接，在不影響主體施工的情況下，盡早安排實施水土保持方案設(shè)計的工程、植物措施，以盡快恢復(fù)和改善工程建設(shè)區(qū)生態(tài)環(huán)境。

3.3 統(tǒng)籌安排，加強水土保持措施維護管理

項目區(qū)脆弱的生態(tài)環(huán)境在遭遇大規(guī)模高強度的擾動后，地表工程恢復(fù)過程較長，項目在土方開挖和回填過程中，施工擾動面積大，土方開挖回填量大，易造成較大水土流失。加強水土保持措施施工管理和維護，最大限度保障各項水土保持措施發(fā)揮，切實控制工程建設(shè)可能造成的新增水土流失，降低工程建設(shè)可能造成的區(qū)域生態(tài)環(huán)境負面影響，盡快恢復(fù)區(qū)域土地生態(tài)功能。

4 結(jié)論與建議

工程建設(shè)規(guī)模大，施工擾動范圍廣，土石方開挖回填量大，施工建設(shè)周期長，建設(shè)期新增水土流失危害大。做好施工建設(shè)期水土保持臨時防護措施是控制本項目建設(shè)新增水土流失的關(guān)鍵。

呼市機場項目建設(shè)區(qū)域生態(tài)脆弱，在黃河流域生態(tài)保護和高質(zhì)量發(fā)展的時代背景下，在水利行業(yè)強監(jiān)管的新形勢下，該項目作為重點工程，建設(shè)過程中重視并落實好建設(shè)過程中的水土保持措施對于工程本身和區(qū)域生態(tài)環(huán)境均具有重要意義。

參考文獻

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收稿日期：2020-09-11

資助項目：中央級公益性科研院所基本業(yè)務(wù)費專項（HKY-JBYW-2019-14）;國家自然科學(xué)基金項目（41701326）

作者簡介：甄斌（1976-），男，漢族，學(xué)士，高級工程師，研究方向為水土保持技術(shù)咨詢服務(wù)，呼和浩特新機場建設(shè)水土流失特點及防治對策研究。