袁 月,康玲玲
(1.华北水利水电大学 资源与环境学院,河南 郑州 450011;2.黄河水利科学研究院 水利部黄河泥沙重点实验室,河南 郑州 450003)
关于开展线型生产建设项目水土流失防治措施体系研究的思考
袁 月1,康玲玲2
(1.华北水利水电大学 资源与环境学院,河南 郑州 450011;2.黄河水利科学研究院 水利部黄河泥沙重点实验室,河南 郑州 450003)
线型生产建设项目;水土流失;防治措施体系
大量生产建设项目的不断开工建设及投产和使用,对我国经济健康持续发展起到了积极作用,在其建设过程中若防护不到位则会产生大量新的水土流失,尤以线型工程如铁路、公路等的建设造成的水土流失影响最大。在阐述开展线型生产建设项目水土流失防治措施体系研究必要性的基础上,分析总结了国内外在线型生产建设项目水土流失防治措施体系上的研究现状,并提出了线型生产建设项目防治措施体系研究应包括的主要内容,以及采取的方法和技术路线。
改革开放以来,随着我国经济迅速发展、人口增长和投资渠道拓宽,生产建设项目数量不断增加、规模逐步扩大、类型日益增多,如一大批公路、铁路、港口码头、飞机场等项目的建设及投产或使用,加快了国民经济的发展,增加了就业机会、提高了人民群众的生活水平,对我国经济健康持续发展起到了积极作用。但是,随着生产建设项目数量的不断增加和开发建设活动增多,大面积原始地貌被扰动、破坏,并且在建设过程中产生大量的废弃渣、石、土等,若不及时采取相应的防治措施就会产生大量新的水土流失。事实上,水土流失已成为新世纪我国实现可持续发展的严重制约因素,防治水土流失则成为实现可持续发展战略的迫切需要。
我国的生产建设项目大体可归纳为公路、铁路、管线、渠道堤防、输变电、电力、井采矿、露采矿、水利工程、城镇建设、农林开发和冶金化工等12类工程。若按工程布局走向区分,则可分为点型工程和线型工程两大类。上述生产建设项目中的公路、铁路、管线、渠道堤防、输变电工程等基本上属于线型走向,因此可统称为线型生产建设项目或线型工程。由于线型工程在生产建设项目中所占的比例较大,且项目涉及范围广,扰动强度大,造成的水土流失及危害类型复杂、形式多样,故针对线型生产建设项目水土流失防治措施体系展开讨论与研究很有必要。
鉴于线型生产建设项目研究成果和所查询到的文献资料有限,同时考虑到相关生产建设项目在国民经济中的地位,这里侧重就国内外对公路与铁路工程、管线工程、渠道堤防工程和输变电工程在建设过程中的水土流失特点及其防治措施的研究现状、主要成果与发展趋势做简要归纳与论述。
2.1 公路、铁路工程
公路、铁路边坡稳定与绿化是生产建设项目水土保持研究的重要内容。早在20世纪30年代,美国等发达国家就开始在公路边坡和机场空地进行植草恢复技术研究[1];到50年代初期,美国制定了专门的法律法规,规范新建公路生态恢复技术和施工技术[2]。在英国,边坡生态防护技术开始于20世纪40年代末,主要致力于陆地景观的稳定、堤岸和交通线路边坡的稳定等[3]。
伴随公路、铁路建设,我国对于路域生态工程的科学研究与技术开发的努力从未停止过。植被护坡技术在我国始于20世纪50年代,主要作用是保持水土与防风固沙,起初采用的方式主要是小范围地撒草种、穴播或沟播等[4],后来才发展到铺草皮、片石骨架植草、栽植树木等护坡方法[5];而后随着人们对绿化植物生态习性的进一步研究,才由单一的草被植物防护转向效果更佳的混播[6],并于70年代后在我国得到了进一步的发展。随后,景观元素也逐渐被加入到植被护坡的概念中。液压喷播、草皮卷植草等新型绿色防护技术的引进,是传统边坡防护向植被绿色防护的重大转变。我国借鉴和引用国外先进技术和成功经验,喷播采用“林草”配置模式效果并不理想,后来尝试并筛选出了适宜我国不同气候带的优良护坡植物[7]。
2.2 管线工程
李国强等[8]对黄土高原地区西气东输工程沿线进行了水土流失敏感性评价,将管道沿线10 km的范围划分为弱敏感、较敏感、敏感和高度敏感四类区域,并评价了水土流失敏感性的空间特征及其主要原因,从区域生态系统和管道工程的安全角度探讨了生态恢复和友好环境构建的基本措施。雷克鹏等[9]总结了穿越新疆—甘肃西部的管道工程的水土流失特点并从管理、技术、设计、施工4个方面进行了水土流失防治措施探讨。陆仁艳等[10]针对输油气管道工程对沿线生态环境的影响进行了研究,并针对管沟开挖明确提出了水土保持工程措施与生态建设的重要性。贺亮等[11]针对新疆复杂、恶劣的生态环境,以西气东输二线工程新疆段为例,研究了天山山区和吐哈盆地戈壁沙漠区、沙漠绿洲区的水土保持措施布设要点。
2.3 渠道堤防工程
1938年德国的Seifert首先提出生态工程措施[12],1962年美国生态学家将生态学的概念运用于工程中,进一步推进了人们对治河生态工程措施的认识。瑞士、德国等国家于20世纪80年代末提出了全新的“亲近自然河流”概念和“自然型护岸”技术[13]。日本在20世纪90年代初开展了“创造多自然型河川计划”,在营造生物群落的同时,建设“生态河堤”。20世纪90年代,美国森林水文学家Rechard Lee指出,必须将生物措施与工程措施结合起来,才能产生最有效的水土流失防治效果。同期,德国、日本、法国、瑞士、英国、丹麦、奥地利、荷兰等国家也纷纷修建了生态河堤。
我国在渠道堤防工程的水土保持科学研究方面,曾组织流域勘察队、水土保持考察队对黄河、海河、淮河、长江进行了综合调查,开展了针对水土流失地区水土资源合理利用、水土流失规律、水土保持措施及其效益的课题定位试验和专题研究。目前,国内部分城市的河道治理工程因片面追求河岸的硬化覆盖,片面强调河流的防洪功能,而弱化了河流的资源功能和生态功能,导致生态环境恶化,水土流失加剧。也有部分地区在进行河流整治中,采用生态型护坡技术、堤防绿化等措施,尝试河流的生态建设。近年来,我国堤防工程建设取得很大成就,特别是在完善工程的环境、生态、文化、景观等功能方面取得了较好的成效。有些城市实施了小规模的试验性工程,建成了一批生态河堤,示范性很强,取得了较好的社会效果[14]。
2.4 输变电工程
余超等[15]以晋东南—南阳—荆门1 000 kV特高压输变电工程(湖北段)为例,分析了工程施工期的流失源及水土流失特点,认为在施工期流失区域和流失特点是动态变化的。张贞等[16]以康定500 kV输变电工程为例,分析了川西高原与四川盆地过渡地带的水土流失成因,阐述了输变电工程建设所造成水土流失的主要特点,同时提出了相应的水土流失防治措施,并从水土保持的角度提出了因工程建设而损坏的水保设施恢复对策。张萌等[17]通过分析输变电线路工程的水土流失特性及项目建设与水土保持的关系,提出了一些切实可行的水土保持措施,为减少水土流失、保护生态环境提供了科学依据。田甜[18]在多个输变电工程水土保持设施验收评估过程中,总结了在编制方案过程中对实际问题把握的偏差点,提出考虑项目地理位置、行业特点及当地相关管理条例等方面的建议,以期为水土保持方案的进一步完善提供参考和借鉴。
3.1 线型生产建设项目水土流失特点及成因分析
结合工程沿线地形特点和采用的施工工艺、设备的差异,从不同项目组成出发,分析施工过程中可能造成的水土流失及其危害的情况与特点,同时从土壤侵蚀原理和水土流失机理等方面分析其成因。
3.2 线型生产建设项目水土流失防治措施布设
根据水土保持措施布设原则,结合工程所跨越的地貌类型区(一级分区)情况、项目组成、地形情况和所采用施工工艺、设备的差异,考虑主体设计所界定的水土保持措施和可能造成水土流失的特点,从有效控制水土流失出发,按防治分区布设具有针对性的防护措施,并按地貌类型(分平原区和山丘区)形成措施体系框图。
3.3 线型生产建设项目防治措施典型设计
以已有水土保持方案为案例,在探讨工程措施、临时措施设计标准和植物措施生物性特征及备选树草种的基础上,以地貌类型和地形差异为背景条件,就工程措施(含表土剥离与回覆利用措施、雨水集蓄利用措施)、植物措施(含浇灌措施、蓄渗措施)和临时措施进行典型设计,并给出相应图件。
以水土保持专业理论为基础,运用生态学、土壤学、林学等专业基础知识,通过查阅、剖析不同地貌类型区线型生产建设项目的水土保持方案及监测、验收报告,结合对部分线型生产建设项目的实地调查和施工工艺方法进行的分析,探索线型生产建设项目在不同地貌类型区的主要水土流失影响因子、水土流失特点与危害,提出线型生产建设项目合理划分防治分区的原则与方法,针对各区的侧重点,提出不同的水土流失防治措施,并给出代表性措施的典型设计与图件。
在防治措施的布设上,拟对平原区、西北黄土高原区、低山(含土石山区)丘陵区、荒漠草地区分别考虑,根据项目区情况,结合工程建设期安排、项目组成和施工组织、施工工艺等特点,按工程类型分别考虑水土保持工程措施、植物措施和临时措施。
同时,在防治措施体系形成的基础上拟详细探讨一些典型措施的设计要点,并给出相应设计图纸、实施位置与时间。
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(责任编辑 孙占锋)
S157.2
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1000-0941(2015)02-0014-03
袁月(1991—),女,河南南阳市人,硕士研究生,主要研究方向为开发建设项目水土保持。
2014-09-25