韓 波
(藍(lán)田縣水利水保工作站 陜西 藍(lán)田 710500)
生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目水土流失是指項(xiàng)目工程建設(shè)和運(yùn)行過程中,由于開挖填筑、堆墊、棄土(石、渣)、排放廢渣(尾礦、尾砂、矸石、灰渣等)等活動(dòng),擾動(dòng)、挖損、占?jí)和恋?,?dǎo)致地貌、土壤和植被損壞,在水力、風(fēng)力、重力及凍融等外營(yíng)力作用下造成的巖、土、廢棄物的混合搬運(yùn)、遷移和沉淀,其結(jié)果導(dǎo)致水土資源的破壞和損失,最終使土地生產(chǎn)力下降甚至完全喪失[1]。
改革開放以來,隨著工業(yè)化和城市化進(jìn)程的加快,特別是近幾年隨著藍(lán)田縣基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)力度的加大,生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目在施工過程中造成的水土流失量逐漸在增加,雖然隨著《中華人民共和國(guó)水土保持法》的實(shí)施,水保監(jiān)督執(zhí)法力度的加大,造成的水土流失量得到有效的抑制,但是局部的水土流失卻在急劇增加,主要原因是對(duì)水土流失成因認(rèn)識(shí)不清,對(duì)水土流失造成的危害重視不夠。
導(dǎo)致水土流失的因素包括自然因素和人為因素。自然因素為降雨、地形、土壤、植被等;人為因素主要為不合理的土地和資源開發(fā)利用等人為活動(dòng)。
自然因素包括降雨、地形地貌、坡度坡向、土壤、地表植被覆蓋度、地質(zhì)條件等,主要因素有氣候、地質(zhì)地貌、土壤植被。
(1)氣候
藍(lán)田屬暖溫帶半濕潤(rùn)大陸性氣候,屬于大陸性季風(fēng)氣候區(qū)。全縣多年平均降水量724.5mm,降水年際變化較大,年內(nèi)分配不均,50%~60%的降水集中在6月~9月,全年徑流總量6.9234億m3[2],降水集中,降水量大,徑流量大是造成水土流失的主要因素。
(2)地質(zhì)地貌
影響水土流失的地質(zhì)因素,主要有巖性、巖層產(chǎn)狀、結(jié)構(gòu)面及新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)等。藍(lán)田縣在大地構(gòu)造上為驪山-秦嶺間山前斷陷盆地,因驪山“掀斜式”升起,同時(shí)由于地表的強(qiáng)烈侵蝕,在新生代(約七千萬年)時(shí)期形成沉積區(qū),秦嶺早在古生代(約六億年)的加里東構(gòu)造階段就被褶皺成山,驪山為斷陷盆地的地壘。隨著新生代時(shí)期的喜馬拉雅構(gòu)造運(yùn)動(dòng)和不斷的水土流失,促使溝壑和浐灞水系的形成。因驪山“掀斜式”升起,灞河向左擺動(dòng),先后形成了Ⅳ、Ⅲ、Ⅱ、Ⅰ四級(jí)階地,同時(shí)堆積了厚達(dá)百米的諸如紅色土砂礫石層,黃土狀沙質(zhì)土,褐紅色黃土狀沙質(zhì)土和砂質(zhì)土砂礫層。這些巖層長(zhǎng)期暴露在空氣中極易風(fēng)化破碎,從而造成水土流失。
藍(lán)田縣地表形態(tài)復(fù)雜,河谷沖積階地、秦嶺山地、黃土丘陵、黃土臺(tái)塬等地貌類型都具備,全縣五百公尺以上的溝道條數(shù)2744條,總長(zhǎng)度4009.02km,溝壑密度1.99km/km2[2],破碎的地形地貌極易造成水土流失。
(3)土壤植被
藍(lán)田縣土壤類型繁多,主要類型有褐土、立茬土、褐土性土、塿土、墡土等,其中山區(qū)分布著棕壤、褐土,橫嶺廣泛分布著紅色土,塬坡分布?jí)幫粒恿餮匕斗植贾就梁陀偻恋?。土體疏松,結(jié)構(gòu)松散,黏粒與腐殖質(zhì)含量較低,遇水易散失,易被地表徑流帶走,造成面蝕與溝蝕。
經(jīng)過林業(yè)部門調(diào)查藍(lán)田縣森林覆蓋率截至到2011年底達(dá)到25.45%,覆蓋率仍然較小,且由于人為社會(huì)救濟(jì)活動(dòng),不合理的開采利用,導(dǎo)致森林質(zhì)量差,郁閉度低,整個(gè)林分呈殘敗次生狀態(tài),異令復(fù)層,生長(zhǎng)率低,劣矮樹多。這些都對(duì)保護(hù)地表土層造成了不利的因素,在一定程度上也不利于控制水土流失。
在生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目過程中,邊坡開挖,擾動(dòng)地表,破壞植被,造成大面積的地表裸漏,引起水土流失;開挖、排棄、堆墊的場(chǎng)地沒有采取相應(yīng)的攔擋、護(hù)坡、排水及覆蓋措施,造成新開挖的邊坡及松散的棄土、石、渣在惡劣天氣下大量水土流失;施工過程中對(duì)臨時(shí)棄土、棄渣場(chǎng)沒有采取相應(yīng)的臨時(shí)防護(hù)措施,造成大量的水土流失;另外一些違規(guī)的生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目在施工過程中造成大量的水土流失,例如,不合理建廠、開礦、采石等,破壞了植被,使邊坡穩(wěn)定性降低,特別是在山區(qū)、丘陵區(qū)進(jìn)行建設(shè)施工,造成大量的高、陡、險(xiǎn)邊坡并未做相應(yīng)的防護(hù)措施,從而造成滑坡、塌方、泥石流等更嚴(yán)重的水土流失。
(1)破壞植被、加劇水土流失。
一些大型的建設(shè)項(xiàng)目,對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響非常嚴(yán)重,不僅會(huì)直接毀壞地表土層和植被,建設(shè)過程中的廢棄物(棄土、棄渣、棄石等)也會(huì)對(duì)堆置場(chǎng)原有植被產(chǎn)生破壞,加劇水土流失。管道工程在管溝開挖和回填過程中,擾動(dòng)土石方量特別大,相應(yīng)的水土流失強(qiáng)度也特別大;露采工程在施工、建設(shè)中擾動(dòng)原地貌和棄渣,產(chǎn)生大量水土流失;在井采礦工程建設(shè)期間,由于工業(yè)廣場(chǎng)、運(yùn)輸?shù)缆返拈_挖、平整等施工過程,各部位水土流失急劇增加。在生產(chǎn)運(yùn)行期間,排矸場(chǎng)、貯煤場(chǎng)在如不采取水土保持措施,也將造成嚴(yán)重的水土流失[3]。
(2)污染土壤與水體。
冶金、礦山開采等開發(fā)建設(shè)項(xiàng)目,多在山區(qū),礦區(qū)附近地表常被作為廢水、廢渣的排放場(chǎng),其廢棄物中含有酸性、堿性、毒性或重金屬成分,這些有害礦物成分不僅會(huì)直接危害原有植被生態(tài)系統(tǒng),還會(huì)在氧化、風(fēng)蝕、溶濾過程中通過徑流和大氣飄塵轉(zhuǎn)入地下、地表水體和農(nóng)田、土壤之中,造成土壤、水體長(zhǎng)期不斷的化學(xué)污染,其污染影響面將遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過廢棄物堆置場(chǎng)的地域和空間。
(3)加快地下水位下降。
隨著開發(fā)建設(shè)項(xiàng)目不斷增加,對(duì)水資源的需求也越來越激烈,在大力開發(fā)地表水資源的同時(shí),地下水開采量不斷增加,造成區(qū)域性地下水位下降。
(1)淤積河道、加劇洪澇災(zāi)害。
開發(fā)建設(shè)項(xiàng)目棄土、棄石、棄渣直接傾倒于溝道、河流,會(huì)導(dǎo)致河流泥沙含量顯著增加,淤積抬高河道,嚴(yán)重影響航運(yùn),造成洪澇災(zāi)害,頻繁出現(xiàn)“小洪水、高水位、多險(xiǎn)情”的嚴(yán)峻局面。
(2)破壞基礎(chǔ)設(shè)施。
大量松散土體、巖體剝離物擠占河道、水體,致使庫、塘淤積,河、渠淤塞,特別是給渠、庫、站、塘等水利設(shè)施帶來的淤積危害不淺,僅就1958年以來,全縣修建的45座水庫,已有9座淤平報(bào)廢。于家溝水庫庫容為240萬m3,建庫僅 13年時(shí)間,截止 1983年已淤積了171萬m3,占有效庫容的83%。全縣水庫總淤積量為626.95萬m3,相當(dāng)于報(bào)廢了62座10萬m3?。ǘ┬退畮欤?座100萬 m3?。ㄒ唬┬退畮靃2]。
水土流失對(duì)建設(shè)在高含沙區(qū)的抽水管、泵的磨損,棄土、棄石、棄渣直接傾倒于溝道、河流,會(huì)導(dǎo)致河流泥沙含量顯著增加,淤積抬高河道,嚴(yán)重影響航運(yùn),造成洪澇災(zāi)害,頻繁出現(xiàn)“小洪水、高水位、多險(xiǎn)情”的嚴(yán)峻局面大量松散的土體、巖體剝離物擠占河道、水體,極易對(duì)交通、水利、通訊等基礎(chǔ)設(shè)施造成破壞。
有些開發(fā)建設(shè)項(xiàng)目會(huì)嚴(yán)重影響建設(shè)區(qū)域的地質(zhì)環(huán)境,降低其巖土穩(wěn)定性,引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害。此類項(xiàng)目多集中于高速公路、鐵路、煤炭、采礦、冶金等對(duì)地質(zhì)地貌影響較大的工程。其造成災(zāi)害的主要表現(xiàn)為地面塌陷、地裂縫、山體滑坡、泥石流、地下水位下降、煤層自燃等。
高速公路、鐵路、采礦、冶金等類型建設(shè)項(xiàng)目對(duì)地質(zhì)地貌影響較大。其造成災(zāi)害的主要表現(xiàn)為地面塌陷、地裂縫、山體滑坡、泥石流、地下水位下降、煤層自燃等工程建設(shè)過程中,疏干碳酸鹽圍巖含水層時(shí),其巖溶和溶洞會(huì)成為地面塌陷下沉,地面設(shè)施被破壞的隱患;當(dāng)塌陷區(qū)或井巷地表貯水體存在水力溝通時(shí),則會(huì)釀成淹沒礦井的重大事故;當(dāng)巖層疏干影響的設(shè)計(jì)計(jì)劃不周時(shí),還可導(dǎo)致露天邊坡、臺(tái)階的滑動(dòng)和變形從而出現(xiàn)相應(yīng)的災(zāi)害后果。
生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目主體工程會(huì)對(duì)所經(jīng)區(qū)域的植被、耕地、水池、堤壩等設(shè)施造成直接侵占和破壞土壤質(zhì)地與土壤侵蝕及土壤退化關(guān)系非常密切,生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目會(huì)嚴(yán)重破壞土壤質(zhì)地,造成土壤侵蝕。土壤中含碳化合物的分布特征和土壤中CO2的逸散是大氣中CO2增加的一種重要途徑生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目帶來的地面擾動(dòng)會(huì)造成項(xiàng)目區(qū)內(nèi)土壤有機(jī)質(zhì)的遷移,所產(chǎn)生的水土流失對(duì)農(nóng)田的影響也相當(dāng)嚴(yán)重。
在道路(包括公路、鐵路)工程建設(shè)區(qū)域內(nèi),針對(duì)各種開挖、堆棄活動(dòng)可能造成的水土流失開展的預(yù)防和治理[4]。道路建設(shè)的水土流失主要發(fā)生在施工建設(shè)中,如不采取措施加以控制,水土流失往往非常劇烈,甚至引發(fā)滑坡、泥石流,造成災(zāi)難性后果。
針對(duì)道路項(xiàng)目可能發(fā)生的水力侵蝕、風(fēng)力侵蝕、重力侵蝕等危害,采取不同的防治措施,特別是在山區(qū)修建道路時(shí),更應(yīng)注意水土保持工作。防治措施主要有:路基、路塹、路堤的防護(hù);取土場(chǎng)、采石場(chǎng)、棄渣場(chǎng)的邊坡防護(hù)、排水;施工場(chǎng)地、臨時(shí)占地的土地整治工程;裸露面的林草植被恢復(fù)工程;道路兩側(cè)、站場(chǎng)的綠化工程;施工過程中水土流失的臨時(shí)控制、導(dǎo)流工程等。
在工業(yè)和礦業(yè)生產(chǎn)建設(shè)區(qū)內(nèi)水土流失的預(yù)防和治理[5]。工礦區(qū)水土保持主要是防治人為活動(dòng)造成的水土流失,其中以礦業(yè)開發(fā)、建筑材料生產(chǎn)所造成的水土流失最為嚴(yán)重。
根據(jù)《中華人民共和國(guó)水土保持法》的規(guī)定,工礦區(qū)水土保持主要應(yīng)做好以下工作:在工程建設(shè)和施工中盡量減少對(duì)植被的破壞如建設(shè)項(xiàng)目的征地、取土、采石、棄渣等應(yīng)可能少占地,并減少對(duì)原有植被的影響;剝離的表土、矸石、尾礦、棄渣等必堆放在規(guī)定的專門存放地,并采取攔擋措施,不得向江河、湖泊、水庫及專門存放地以外的溝渠傾倒;建設(shè)場(chǎng)地的邊坡必須修建護(hù)坡或其他防護(hù)工程,如礦山的高陡邊坡的防護(hù)等;開挖面、剝離面必須采取措施恢復(fù)表土層和植被,防止水土流失,盡快恢復(fù)土地的使用價(jià)值,恢復(fù)和改善生態(tài)環(huán)境。防治措施主要有:護(hù)坡工程、攔擋工程、土地整治工程、防洪工程、泥石流防治工程、綠化工程等。
在庫區(qū)流域開展的水土流失預(yù)防和治理[6]。其目的是保證水庫設(shè)計(jì)壽命,防止水庫淤積,改善和調(diào)節(jié)水庫來水的季節(jié)動(dòng)態(tài)和入庫水質(zhì),提高水的利用效率。庫區(qū)水土保持應(yīng)根據(jù)水庫的利用功能,開展有針對(duì)性的水土流失綜合治理。在飲用水源水庫庫區(qū)要十分注重水質(zhì)的保護(hù)。對(duì)以灌溉和防洪為主要功能的水庫,防止泥沙淤積是水土流失治理的主要目標(biāo)。
庫區(qū)流域水土保持林草措施主要是營(yíng)建水源保護(hù)林體系。根據(jù)流域地質(zhì)地貌、土壤、氣候條件配置高效穩(wěn)定的水源保護(hù)林體系,充分發(fā)揮林草植被的水文調(diào)節(jié)、侵蝕控制和水質(zhì)改善功能。庫區(qū)農(nóng)業(yè)活動(dòng)中盡量采用合理的耕作措施(如等高耕作、免耕法、間作套種等),輔以合理施肥和采用生物農(nóng)藥等管理措施,減少養(yǎng)分流失量及有機(jī)農(nóng)藥污染,保護(hù)水質(zhì)。庫區(qū)流域水土保持工程措施主要包括坡面治理工程、溝道治理工程及庫岸防護(hù)工程等。坡面治理工程是通過改造坡耕地、改變小地形的方法防止坡地水土流失,使降雨就地入滲,同時(shí)將未能攔截的徑流引入小型蓄水工程。在易發(fā)生重力侵蝕的坡面上,修筑排水工程或護(hù)坡工程,防止滑坡、崩塌等災(zāi)害。溝道治理工程(如溝頭防護(hù)、攔沙壩、谷坊、淤地壩及溝道護(hù)岸工程)可以防止溝頭前進(jìn),溝底下切,溝岸擴(kuò)張,調(diào)節(jié)洪峰流量,并將山洪、泥石流的固體物質(zhì)分段攔降,避免進(jìn)入水庫。庫岸防護(hù)工程包括護(hù)岸及護(hù)腳。
在農(nóng)耕地上為防止水土流失和養(yǎng)分流失等土壤退化現(xiàn)象所采取的措施。其目的是合理、高效地利用農(nóng)業(yè)自然資源,確保農(nóng)地可持續(xù)利用。
主要措施包括:
(1)耕作措施:①以改變微地形為主的耕作技術(shù)(如等高耕作、溝壟種植等);②以增加地面覆蓋為主的耕作技術(shù)(如留茬覆蓋、秸稈覆蓋、地膜覆蓋等);③以增加植物被覆(增加植物被覆度或被覆時(shí)間)為主的耕作技術(shù)(如間作、套種、混播等);④以改變土壤物理性狀、增加土壤抗蝕力為主的耕作技術(shù)(如免耕等)。
(2)田間工程措施,包括梯田、坡面蓄水工程、坡地節(jié)水灌溉、排水溝等農(nóng)田安全排水系統(tǒng)。
(3)農(nóng)林復(fù)合經(jīng)營(yíng)技術(shù),包括農(nóng)田防護(hù)林、梯田地坎造林種草等。
對(duì)城市、鄉(xiāng)鎮(zhèn)區(qū)域內(nèi)水土流失的預(yù)防和治理。隨著城市化(農(nóng)村城鎮(zhèn)化)進(jìn)程的加快,城市開發(fā)建設(shè)不當(dāng)也能引發(fā)水土流失。水土流失問題已經(jīng)從農(nóng)村發(fā)展到城市,從山區(qū)、丘陵區(qū)擴(kuò)展到平原區(qū)、經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)。
對(duì)于城市、鄉(xiāng)鎮(zhèn)區(qū)域內(nèi)水土流失,應(yīng)該:①正確處理好城市經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展與城市水土保持、生態(tài)環(huán)境建設(shè)的關(guān)系。應(yīng)該相互協(xié)調(diào)、相互促進(jìn),把城市成經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)、環(huán)境優(yōu)美、文明進(jìn)步的現(xiàn)代化城市。②城市水土保持要與城市功能劃分相適應(yīng),為城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展服務(wù)。對(duì)于不同城市功能區(qū),應(yīng)根據(jù)不同的開發(fā)建設(shè)目標(biāo),采取相應(yīng)的水土保持措施。③城市水土流失防治要與城市防洪、水資源保護(hù)相結(jié)合,特別注意城市水源保護(hù)區(qū)的水土保持。城區(qū)的水土保持措施要與城市水系布局、河道整治、排洪工程相結(jié)合,減輕因水土流失而產(chǎn)生的洪澇災(zāi)害和城市水源污染。④城市水土流失治理與開發(fā)利用相結(jié)合,如廢棄的土石渣可用于市政建設(shè),建成公園、休閑地等,有的可建設(shè)成城市的蔬菜、果品、花卉生產(chǎn)基地,變廢為寶。陜西水利
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