西气东输管道工程山西段生态恢复设计探讨

韩彩霞

(水利部山西水利水电勘测设计研究院)

1 问题的提出

人类所有的包括政治、经济、文化在内的活动,都必须依托于所栖息的生态环境。世界人口的激增和科学技术的巨大进步,使得人类以前所未有的规模和速度改变着生存环境。我国的生态环境问题不容乐观：1998年的特大洪水表明,长江、嫩江等河流、水系所提供的涵养水源、保持水土等生态服务功能已被严重削弱;近年来沙尘暴发生的次数和强度愈演愈烈,表明荒漠化的土地面积仍在发展;西部地区由于干旱、高寒和严重的水蚀与风蚀,生态环境十分脆弱。实践证明,破坏生态环境必将付出巨大代价,危及全国发展战略的实施,而恢复已破坏的生态系统却十分困难。

西气东输工程的建设将为我国国民经济的发展提供有力的资源保障,并且将我国东西部地区的发展紧密地联系在一起。然而,西气东输管道的修建,对区域生态环境的影响也是巨大的,同时区域生态环境的演变对管道的安全运行也形成一定的影响。因此,探讨西气东输管道工程区域的生态恢复具有重要的实践意义。

2 基础调查

2.1 西气东输管道工程山西段生态破坏情况调查

西气东输管道工程山西段横穿山西南部临汾、晋城两市,西起永和县永和关,东至泽州县斑鸠岭,沿途经过黄土丘陵沟壑区、黄土残塬沟壑区、河谷阶地区及吕梁、太行土石山区等地貌类型,全长332.5 km。除了临汾盆地、塬地、河川地带现已恢复耕作外,其余大部分地段被破坏的地表植被没有恢复,最为严重的地段为大寨岭、双锁山、虎头山、大尖山隧道出口段、寨河隧道、柳树街等。工程弃渣基本上沿管坡两侧或伴行公路一侧(或两侧)堆放。特别是土石山区,大部分弃渣沿山坡就地倾倒,使工程扰动带生态环境受到很大破坏。

2.2 立地条件调查及类型划分

西气东输管道工程山西段需恢复植被的地段地貌分为四个类型区：河谷阶地区、土石山区、黄土丘陵沟壑区、黄土残塬沟壑区。根据气候、土壤、质地、水分、养分等又可分为永和—蒲县、临汾—泽州两个大立地类型区。

永和—蒲县段属暖温半干旱森林草原带,气候寒冷干燥,降水偏少,年降水量大大小于蒸发量,温度年较差及日较差均较大,地面常处于干旱状态,植被以喜阳植物为主,立地条件差。

临汾—泽州段属于温暖森林带,气候较湿润,气温较高,降水量较多,土壤为褐土和紫黑垆土,存在较大范围的天然次生林和人工林,立地条件较好。

2.3 已采取的工程防护措施调查

对弃渣进行水土流失防护治理,在满足河道行洪及边山洪水排泄的要求下,采取拦挡、排水措施,确保渣体稳定并拦截部分泥沙;管坡水土流失防护以拦截坡面径流,疏通水流流路的排水沟为主,为植物措施的实施打下良好的基础;河道弃渣较少的以清除为主,河道或沟道弃渣较大时以谷坊为主,沟道两侧辅以拦渣堤;防护堤布置结合河道治理考虑,尽量使所处河段河道顺直,兼顾主体工程防洪安全。

3 生态恢复设计

3.1 植被恢复设计原则

根据当地自然条件、绿化目的和保护目标的具体特点,选择确定植物措施的树种、草种,既要考虑到水土保持功能,又要兼顾绿化、美化要求。因此,在植物措施布设时,树种、草种选择遵循以下原则。

(1)因地选种原则：尽量选择乡土种、优势种、与周围植被相匹配的树(草)种和能形成群落的建群种。管中心线两侧5 m范围内禁止种植深根系植物,渣场坡面选择根系发达、容易繁殖的植物。

(2)适地适栽原则：因地制宜地确定植被的栽植方法,根据立地条件可采取回型格、水平阶、水平沟、鱼鳞坑等整地方式和裸根栽植、带土栽植、穴播种植、草袋装土和草籽混合物等种植方式,必要时可用容器苗或用0.015 mm的地膜覆盖,以保证植被成活率。

(3)树草结合原则：乔木、灌木及草的水土保持效果不同,生长周期和见效快慢也不同,要采取合理化的比例与布局。

(4)远近兼顾原则：既要考虑近期验收达标,又要满足当地水土保持要求。近期靠草,远期靠树。

(5)注重实效原则：植被恢复要提高成活率,真正达到植被恢复的目的,并结合群众的经济利益,确保水土保持效益的发挥。

3.2 整地方式设计

根据地形条件,从缓坡到陡坡分别采取全面整地、块状整地、水平阶整地、水平沟整地、鱼鳞坑整地等方式。

整地采用10年一遇洪水标准设计,其设计成果如下。

(1)鱼鳞坑。断面为半圆形,种植乔木鱼鳞坑长径1.0 m,短径0.5 m,深0.6 m,覆土0.5 m,每穴蓄水量0.105 m3;种植灌木鱼鳞坑长径0.8 m,短径0.4 m,深0.3 m,覆土0.3 m,每穴蓄水量0.067 m3。种植乔木密度为2.5 m×1.8 m,灌木密度为2.0 m×1.5 m。

(2)水平沟。断面为梯形,沟底宽0.3 m,沟深0.5 m,覆土厚0.3 m。水平沟蓄水容积0.14 m3/m,间距3 m,沿等高线开挖。

(3)水平阶。断面为梯形,阶底宽1.2 m,阶深0.5 m,覆 土 厚 0.3 m。 水 平 阶 蓄 水 容 积0.304 m3/m,间距6 m,沿等高线开挖。

(4)块状整地。乔木块状整地为60 cm×60 cm×60 cm的回型格,灌木为40 cm×40 cm×40 cm的回型格。

3.3 植物种选择

永和—蒲县段选择抗风、耐旱、耐寒、耐贫瘠、保水保土的乡土植物种,主要有刺槐、油松、柠条、沙棘、披碱草、无芒雀麦、沙打旺、小冠花等。

临汾—晋城段阴坡较多,降水较多,气温偏高,选择稍耐旱、耐阴、保水保土的乡土植物种,主要有侧柏、油松、荆条、黄刺梅、黄栌、沙棘、披碱草、无芒雀麦、高羊茅、小冠花、草木樨、沙打旺等。

4 实施效果调查

从实施验收情况看,工程整地质量普遍较高,造林成活率达到80%,种草出苗率达90%以上。

5 结束语

通过修筑水平阶、水平沟、鱼鳞坑、挡土墙、排水沟等措施,砂石裸露地区采用草袋覆土和全面覆土,改善了立地条件,加之合理配置乔灌草植被类型,使西气东输管道建设破坏的生态环境得以恢复,有效地控制了区域的水土流失,达到了预计的目标,顺利地通过了水土保持专项验收。