拉薩地區(qū)生態(tài)清潔小流域建設(shè)模式探討

馬士龍 ， 鄔 龍 ， 趙開南

(1.中水北方勘測設(shè)計研究有限責任公司，天津 300222；2.常州市武進區(qū)水利綜合管理服務(wù)中心 洛陽分中心，江蘇 常州 213000)

根據(jù)《西藏高原生態(tài)安全屏障保護與建設(shè)規(guī)劃(2008—2030年)》和《拉薩河流域造林綠化工程規(guī)劃》等規(guī)劃要求，拉薩市重點實施退牧還草工程和牧區(qū)傳統(tǒng)能源替代工程，重點實施拉薩河下游防護林建設(shè)工程，即以拉薩市中心城區(qū)為核心，西至堆龍德慶縣城，東到達孜縣城，在南北山地建設(shè)風景林，建設(shè)城郊綠地，形成城市森林圈。

葉巴溝小流域位于拉薩河水功能區(qū)中的林周墨竹工卡達孜保留區(qū)，其水質(zhì)管理目標為Ⅱ類；流域出口距達孜縣城直線距離約為3 km，距拉薩市城區(qū)直線距離約為13 km。流域三面環(huán)山，溝內(nèi)溪水潺潺，西藏四大隱修地之一的扎葉巴寺位于流域上中游，距今已有1 500年的歷史，流域風景獨特，具有一定的旅游開發(fā)利用價值。葉巴溝小流域在拉薩地區(qū)具有代表性，治理定位為城郊型生態(tài)清潔小流域。

1 小流域概況

1.1 地形地貌

葉巴溝小流域?qū)俑咴瓋?nèi)陸山間盆地，地勢北高南低，河谷寬約100 m，兩側(cè)為高山，海拔3 681～5 443 m。在地面坡度組成中，<5°的面積占流域面積的3.87%，主要分布在溝口入拉薩河區(qū)域及河流谷地；5°～8°的面積占流域面積的10.67%；8°～15°的面積占5.75%；15°～25°的面積占39.21%；>25°的面積占40.50%。流域內(nèi)耕地及村莊大部分位于15°以下區(qū)域，少部分梯田位于15°～25°區(qū)域。

1.2 水文氣象

據(jù)拉薩氣象站資料，葉巴溝流域年均氣溫7.8 ℃，年最高氣溫29.5 ℃，年最低氣溫-18 ℃；年均日照時數(shù)3 000 h，年最大風速為16.4 m/s，平均風速2.1 m/s；年最大凍土深度26 cm左右，凍土時間始于11月底，終于翌年的3月初；年均降水量為400 mm，降水在年內(nèi)分配極不均勻，雨季主要集中在6—9月，降水量約占全年的89%，最大降水出現(xiàn)在7—8月，降水量約占全年的58%。年均水面蒸發(fā)量1 584.3 mm，年均相對濕度44%。葉巴溝流域年均徑流深100 mm，年均徑流量為701.9萬m3。

1.3 土壤植被

項目區(qū)所在的拉薩市達孜縣，土壤的形成特點與西藏高原大環(huán)境相一致，土壤種類主要有高山寒漠土、高山草甸土、亞高山草甸土和高山灌叢草原土，河谷地帶大多是亞高山草甸土，河谷兩側(cè)分布有耕地，土層厚度一般為10～50 cm，土壤多砂、礫質(zhì)。

受氣候、地形條件影響，達孜縣植被具有明顯的垂直分布規(guī)律，在海拔5 000 m以上的極高山區(qū)，幾乎無植被生長，僅冰緣帶中有稀少的雪蓮花、垂頭菊等生長；在海拔4 000～5 000 m的高山區(qū)，僅在土壤較厚的地帶分布有草甸，雨季返青，其余地帶只有稀疏的常綠針葉及旱生落葉灌叢，主要有杜鵑、爬地柏等；在海拔3 680～4 000 m的溝谷內(nèi)有旱生落葉灌叢分布。流域內(nèi)自然植被以灌草叢為主，河谷地帶分布有少量人工林，以北京楊、柳樹為主。葉巴溝小流域天然牧草地覆蓋率約89%，但質(zhì)量不高，林地郁閉度僅約3%。

1.4 社會經(jīng)濟

葉巴溝小流域土地總面積7 019 hm2，其中：農(nóng)業(yè)用地面積221 hm2；林地面積206 hm2，其中經(jīng)果林地面積約0.33 hm2，主要分布于村莊院落內(nèi)；草地總面積6 026 hm2，主要為天然牧草地；居民建設(shè)用地23 hm2；水域及水利設(shè)施用地440 hm2；其他用地103 hm2。

葉巴溝小流域以農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)為主，流域內(nèi)基本無工礦企業(yè)分布，總?cè)丝?75人，總戶數(shù)246戶。現(xiàn)有耕地面積221 hm2，農(nóng)民年人均純收入約9 600元。

1.5 存在問題

(1)流域水土流失強度高、面積大。葉巴溝小流域水土流失面積6 753.38 hm2，占流域總土地面積的96.22%。其中，輕度水土流失面積占87.98%，中度占9.59%，強烈和極強烈占2.43%。土壤侵蝕模數(shù)1 870 t/(km2·a)，水土流失主要集中在河谷兩側(cè)裸露高邊坡荒地上。

(2)流域生態(tài)系統(tǒng)脆弱，難以恢復。流域內(nèi)自然植被以灌草叢為主，生態(tài)系統(tǒng)脆弱，當?shù)亻_放式無節(jié)制放牧對生態(tài)和植被造成了一定的破壞，遇到干旱年份天然植被難以恢復。

(3)基礎(chǔ)設(shè)施配套不完善，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)單一。流域內(nèi)部道路、生產(chǎn)橋等生產(chǎn)設(shè)施數(shù)量少且受損嚴重，給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來諸多不便；村內(nèi)生產(chǎn)生活垃圾隨處棄置，缺少清理和收集規(guī)劃及收集設(shè)施；農(nóng)民收入主要來自種植業(yè)和畜牧業(yè)，對生態(tài)造成了一定的破壞。

2 功能區(qū)劃分

一般來說生態(tài)清潔小流域以水源保護為主要目標，根據(jù)地形地勢及人類活動情況，將小流域劃分為生態(tài)修復區(qū)、生態(tài)治理區(qū)和生態(tài)保護區(qū)三個功能區(qū)。本研究從葉巴溝小流域?qū)嶋H情況出發(fā)，按照“因地制宜、因害設(shè)防”的原則，以水源保護、水土保持及增產(chǎn)增收為主要目的，將流域劃分為生態(tài)修復區(qū)、綜合治理區(qū)及溝道周邊整治區(qū)，設(shè)置三道防線，打造生態(tài)屏障，保障人民生產(chǎn)生活。

2.1 生態(tài)修復區(qū)

生態(tài)修復是指停止人為干擾，解除生態(tài)系統(tǒng)所承受的超負荷壓力，依靠生態(tài)系統(tǒng)自身演替使其向有序的方向發(fā)展，或輔以人工措施，使遭到破壞的生態(tài)系統(tǒng)逐步恢復。葉巴溝小流域生態(tài)修復區(qū)主要位于流域分水嶺至溝道之間，區(qū)內(nèi)坡度大于25°，山高坡陡、土層淺薄，不利于農(nóng)業(yè)耕作、林業(yè)建設(shè)，同時人為活動較少，沒有大規(guī)模的農(nóng)業(yè)措施，該區(qū)面積5 978 hm2。

2.2 綜合治理區(qū)

綜合治理區(qū)以水源保護、水土保持及當?shù)鼐用裨霎a(chǎn)增收為主要目的。該區(qū)域位于小流域中游和下游，坡度一般小于25°，主要為農(nóng)業(yè)種植區(qū)，人類活動頻繁，垃圾較為集中，是各村耕地、經(jīng)果林地、建設(shè)用地及旅游景點用地的主要區(qū)域，面積為910 hm2。

2.3 溝道周邊整治區(qū)

葉巴溝小流域共涉及葉巴溝主河道及24條主要的沖溝或支溝，是流域水土流失的主要源地。該區(qū)總面積131 hm2，包括主河道和各支流溝道防洪藍線兩側(cè)河灘地、階地等濱水區(qū)域。

3 建設(shè)模式

3.1 生態(tài)修復區(qū)，以“封”為主

該區(qū)以預防為主，主要通過封禁措施加強保護，防止人為干擾和破壞，充分發(fā)揮生態(tài)系統(tǒng)自我修復功能。

(1)封禁標牌。對于海拔4 300 m以上區(qū)域，在溝道出口、上山通道處、坡面醒目位置等設(shè)立封禁標牌，標牌采用混凝土結(jié)構(gòu)，并結(jié)合周圍環(huán)境在表面進行仿木處理。標牌介紹小流域基本情況、封禁范圍、管理規(guī)定，以及小流域主要治理內(nèi)容、產(chǎn)業(yè)發(fā)展等。本項目共設(shè)置標牌7塊，標牌尺寸為1.5 m×1.0 m。

(2)封禁網(wǎng)圍欄。網(wǎng)圍欄主要布設(shè)在現(xiàn)有集中成片的稀疏灌木林地，以及靠近景區(qū)的荒山草地。稀疏灌木林地實行全封的方式，主要區(qū)域為齋康村西側(cè)支溝左岸的灌木林地和札西邊覺村東側(cè)山區(qū)的稀疏灌草地，封禁面積約170 hm2，網(wǎng)圍欄長度6.5 km；考慮到小流域內(nèi)畜牧業(yè)發(fā)展的需求，荒山草地實行半封或輪封的方式，主要布置于扎葉巴寺景區(qū)及曲布村西側(cè)的山坡，封禁面積約180 hm2，網(wǎng)圍欄長度7.0 km。網(wǎng)圍欄采用鋼絲網(wǎng)片，高1.5 m，安裝時距離原地面0.1 m；網(wǎng)圍欄立柱為鋼管，立柱間距3.0 m；立柱基礎(chǔ)采用C20鋼筋混凝土梯形基礎(chǔ)樁，埋深0.5 m，網(wǎng)片與立柱之間通過綁扎連接。

3.2 綜合治理區(qū)，以“治”為主

以工程措施和林草措施為主，對水土流失、村莊環(huán)境進行治理，修建或完善基礎(chǔ)設(shè)施，達到保持水土及提產(chǎn)增效的目的。治理措施主要有營造水土保持林、經(jīng)果林， 完善交通設(shè)施、配套灌溉工程及垃圾處理工程。

(1)水土保持林。在葉巴溝主河道兩岸坡地稀疏林區(qū)域營造水土保持林，造林方式是補植鄉(xiāng)土樹種。在灌溉水源覆蓋區(qū)以楊樹、旱柳等喬木為主；在水源覆蓋條件差或無水源覆蓋、坡地裸露、水土流失嚴重區(qū)，以沙棘、紅刺玫等灌木為主。喬木林地面積合計31.15 hm2，株行距3.5 m×3.5 m；灌木林地面積合計41.93 hm2，株行距2.0 m×2.0 m。

(2)經(jīng)果林營造及邊坡防護。為了提升當?shù)鼐用竦氖杖胨郊按迩f景觀效果，在葉巴村周邊布設(shè)了經(jīng)果林景觀區(qū)，面積21.24 hm2，株行距5 m×5 m，林下植黑麥草，行與行之間植兩行花卉，選用具有藥用價值的鳳仙花及觀賞價值的大鐘花。1號經(jīng)果林地坡面上分布有3條小沖溝，為防止坡面及沖溝來水的沖刷破壞，在其坡上及坡下布設(shè)截排水溝，使坡面徑流匯集后排入附近主要支溝。

(3)交通護路及邊坡綠化。為小流域內(nèi)的Y137公路和Z999公路建設(shè)護路林帶，改善和提升小流域生態(tài)景觀，并對道路兩側(cè)裸露邊坡采用具有生態(tài)綠化效果的土工格室、生態(tài)袋進行綠化防護，局部修筑漿砌石擋墻，總長度3 460 m。

(4)節(jié)水灌溉工程及耕地保護。節(jié)水灌溉工程主要包括4處經(jīng)果林地、2處水土保持林地和3處耕地配套灌溉設(shè)施建設(shè)。主要考慮從葉巴溝河道、拉薩河三級提水泵站及地表泉水取水，灌溉方式采用低壓輸水管道、渠灌。對流域內(nèi)耕地四周陡立的田埂土坡通過鉛絲石籠擋墻進行防護，防止邊坡坍塌。田埂及擋土墻布置主要集中在6處，總長900 m，高1.0～2.0 m。

(5)道路建設(shè)工程。為改善項目區(qū)群眾的生產(chǎn)生活條件，解決生產(chǎn)過程中的交通問題，對仲嘎村至Z999公路之間的現(xiàn)有450 m道路進行硬化，路面之下分別設(shè)20 cm水泥穩(wěn)定碎石基層和25 cm石灰穩(wěn)定土底基層，兩側(cè)設(shè)路緣石及護路林。

(6)垃圾處理工程。由于村莊垃圾集中收集、處理工程已在“拉薩市達孜縣葉巴溝村容村貌整治工程”中安排，因此本項目不再考慮垃圾收集、處理，僅對溝道附近現(xiàn)有的垃圾進行清運。

3.3 溝道周邊整治區(qū)，以“控”為主

該區(qū)域主要位于主河道和各支流溝道防洪藍線兩側(cè)河灘地、階地等濱水區(qū)域，生態(tài)清潔小流域建設(shè)過程中，主要以“控水、控溝、控景”為手段，達到穩(wěn)定溝道，提高當?shù)孛谰岸鹊哪康摹?/p>

3.3.1 主溝周邊整治

(1)岸坡防護。對葉巴溝河道不穩(wěn)定的岸坡(4段，長2.55 km)采用鉛絲石籠擋墻進行防護，防治岸坡水土流失，同時起到固定主槽的作用。另外，利用灘地進行濱河岸帶濕地建設(shè)，形成濱河親水綠色景觀。擋墻外側(cè)采用生態(tài)袋進行綠化，生態(tài)袋末端與河道地面線自然銜接。

(2)濱河濕地。利用河道現(xiàn)有灘地、階地及周圍空閑地帶，建立曲布村至仲嘎村濱河濕地景觀岸帶、仲嘎村至葉巴水庫濱河濕地景觀岸帶和齋康村濱河景觀岸帶，形成層次分明的綠色廊道，使之與扎葉巴寺文化旅游景區(qū)聯(lián)動。濱河濕地景觀岸帶內(nèi)種植適合當?shù)厣L的喬灌草，喬木以雪松、柳樹、北京楊、海棠、櫻花為主，灌木以紅刺玫、黃刺玫為主，花草選擇報春花、綠絨蒿、高羊茅、紫花苜蓿等。

(3)景觀溢流壩。在葉巴溝河段坡降7%～10%的區(qū)域布置景觀跌水溢流壩。溢流壩采用漿砌石折線型低堰結(jié)構(gòu)，由上游護底段、溢流壩段及下游護底段組成，壩長10 m左右，頂寬和壩高均為0.5 m，形成連續(xù)瀑布跌水景觀，基礎(chǔ)埋深0.9 m，壩體間距7.0 m。

(4)農(nóng)用橋建設(shè)。對葉巴溝主河道年久失修的農(nóng)用橋(2處)進行拆除重建，設(shè)計橋梁長度10 m，采用2×4.5 m兩跨布置，凈空高2.0 m；邊墻及中墩采用漿砌石結(jié)構(gòu)，中墩寬1.0 m，邊墻及中墩埋深均為1.0 m，下設(shè)10 cm粗砂墊層；橋面板采用50 cm厚預制混凝土。橋梁上下游各設(shè)10 m長鉛絲石籠岸坡防護工程。

3.3.2 支溝周邊整治

(1)岸坡防護。針對溝道下切和岸坡水土流失嚴重的支溝，采用鋼筋骨架鉛絲石籠擋墻防護形式進行岸坡防護。本次設(shè)計擋墻高度一般為0.5 m，對于部分岸坡陡立、侵蝕破壞嚴重的支溝，擋墻高度確定為1.0 m，使之達到方便行洪和擋土的雙重功能。

(2)谷坊工程。對下切侵蝕嚴重且對生產(chǎn)構(gòu)成威脅的侵蝕溝(坡降≥10%)布設(shè)谷坊工程，重點布設(shè)在水土流失嚴重、坡度較陡的主要支溝、沖溝內(nèi)，共布置谷坊48座。石籠谷坊最大壩高2.0 m，頂寬1.0 m，上游、下游邊坡均為1∶1，谷坊長度依河道地形而定，壩基位于碎礫石混合土上的，基礎(chǔ)埋深不小于0.5 m。谷坊之間設(shè)鉛絲石籠水平護底，單座谷坊上下游各設(shè)10 m長鉛絲石籠水平護底，厚度均為0.5 m。

4 效益分析

(1)水源保護效益。工程實施后，流域內(nèi)因增加了節(jié)水灌溉設(shè)施，營造了水土保持林、經(jīng)果林，增加了地表攔蓄能力，年增加蓄水量5 000 m3以上；通過谷坊等工程建設(shè)，年減少入河泥沙量近1萬m3；通過岸坡防護工程、邊坡綠化防護工程、田埂及擋土墻工程建設(shè)，年保土量達7 000 t；溝道垃圾清理、濱河濕地景觀帶建設(shè)，可有效改善水質(zhì)，美化環(huán)境。

(2)生態(tài)保護效益。項目實施的水土保持林、經(jīng)果林、護路林和封禁治理措施，提高了植被的自然修復能力，林草覆蓋率增加2.1個百分點，增加了水分就地入滲，降低了坡面徑流模數(shù)，同時固結(jié)了土體。主溝、支溝岸坡防護工程建設(shè)，有效防治了水流對岸坡的掏刷沖蝕，明顯減輕了下游拉薩河淤積，并提升了水質(zhì)。通過邊坡綠化防護工程、防護林及濱河濕地景觀工程建設(shè)，有效改善了流域生態(tài)景觀，提高了小流域自然風光旅游價值。

(3)社會效益。葉巴溝生態(tài)清潔小流域建設(shè)工程的實施，不僅有利于區(qū)域生態(tài)環(huán)境的改善，而且提升了拉薩市城市生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施水平，對以拉薩市為中心的生態(tài)防護圈、綠色景觀圈建設(shè)工程進行了提升。同時，工程建設(shè)營造的防護林、風景林、濱河濕地親水綠地景觀、特色經(jīng)果林等，還可促進小流域旅游業(yè)的發(fā)展，對調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、發(fā)展區(qū)域經(jīng)濟和促進農(nóng)牧民增收等具有積極的推動作用。

(4)經(jīng)濟效益。工程實施后，建設(shè)經(jīng)果林21.24 hm2，以種植桃、核桃為主，每年可增收79.65萬元；通過營造防護林、風景林、濱河濕地親水綠地景觀、特色經(jīng)果林，發(fā)展城郊休閑旅游業(yè)，帶動了區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展，年旅游業(yè)增加值達750萬元。此外，通過蓄水灌溉、田埂整修、溝道防護等工程建設(shè)，每年可減少防災減災支出30萬元。

5 結(jié) 語

西藏高原是我國“兩屏三帶”生態(tài)格局的重要組成部分，也是維持中國乃至全球氣候穩(wěn)定的生態(tài)源和氣候源。拉薩地區(qū)在進行生態(tài)清潔小流域建設(shè)時，以三大功能區(qū)為基礎(chǔ)，采用“封-治-控”的建設(shè)模式，可以形成以原生植被為主體、功能穩(wěn)定、類型齊全的自然生態(tài)系統(tǒng)，并具有良好的生態(tài)效益、社會效益及經(jīng)濟效益。葉巴溝生態(tài)清潔小流域建設(shè)的成功范例，可為西藏高原類似地區(qū)提供借鑒，尤其是拉薩地區(qū)。