蓝田县生产建设项目水土流失的成因危害及防治措施

2015-08-15 00:45
陕西水利 2015年3期
关键词:水土保持建设项目植被

韩 波

(蓝田县水利水保工作站 陕西 蓝田 710500)

生产建设项目水土流失是指项目工程建设和运行过程中,由于开挖填筑、堆垫、弃土(石、渣)、排放废渣(尾矿、尾砂、矸石、灰渣等)等活动,扰动、挖损、占压土地,导致地貌、土壤和植被损坏,在水力、风力、重力及冻融等外营力作用下造成的岩、土、废弃物的混合搬运、迁移和沉淀,其结果导致水土资源的破坏和损失,最终使土地生产力下降甚至完全丧失[1]。

改革开放以来,随着工业化和城市化进程的加快,特别是近几年随着蓝田县基础设施建设力度的加大,生产建设项目在施工过程中造成的水土流失量逐渐在增加,虽然随着《中华人民共和国水土保持法》的实施,水保监督执法力度的加大,造成的水土流失量得到有效的抑制,但是局部的水土流失却在急剧增加,主要原因是对水土流失成因认识不清,对水土流失造成的危害重视不够。

1 水土流失成因

导致水土流失的因素包括自然因素和人为因素。自然因素为降雨、地形、土壤、植被等;人为因素主要为不合理的土地和资源开发利用等人为活动。

1.1 自然因素

自然因素包括降雨、地形地貌、坡度坡向、土壤、地表植被覆盖度、地质条件等,主要因素有气候、地质地貌、土壤植被。

(1)气候

蓝田属暖温带半湿润大陆性气候,属于大陆性季风气候区。全县多年平均降水量724.5mm,降水年际变化较大,年内分配不均,50%~60%的降水集中在6月~9月,全年径流总量6.9234亿m3[2],降水集中,降水量大,径流量大是造成水土流失的主要因素。

(2)地质地貌

影响水土流失的地质因素,主要有岩性、岩层产状、结构面及新构造运动等。蓝田县在大地构造上为骊山-秦岭间山前断陷盆地,因骊山“掀斜式”升起,同时由于地表的强烈侵蚀,在新生代(约七千万年)时期形成沉积区,秦岭早在古生代(约六亿年)的加里东构造阶段就被褶皱成山,骊山为断陷盆地的地垒。随着新生代时期的喜马拉雅构造运动和不断的水土流失,促使沟壑和浐灞水系的形成。因骊山“掀斜式”升起,灞河向左摆动,先后形成了Ⅳ、Ⅲ、Ⅱ、Ⅰ四级阶地,同时堆积了厚达百米的诸如红色土砂砾石层,黄土状沙质土,褐红色黄土状沙质土和砂质土砂砾层。这些岩层长期暴露在空气中极易风化破碎,从而造成水土流失。

蓝田县地表形态复杂,河谷冲积阶地、秦岭山地、黄土丘陵、黄土台塬等地貌类型都具备,全县五百公尺以上的沟道条数2744条,总长度4009.02km,沟壑密度1.99km/km2[2],破碎的地形地貌极易造成水土流失。

(3)土壤植被

蓝田县土壤类型繁多,主要类型有褐土、立茬土、褐土性土、塿土、墡土等,其中山区分布着棕壤、褐土,横岭广泛分布着红色土,塬坡分布墡土,河流沿岸分布着水稻土和淤土等。土体疏松,结构松散,黏粒与腐殖质含量较低,遇水易散失,易被地表径流带走,造成面蚀与沟蚀。

经过林业部门调查蓝田县森林覆盖率截至到2011年底达到25.45%,覆盖率仍然较小,且由于人为社会救济活动,不合理的开采利用,导致森林质量差,郁闭度低,整个林分呈残败次生状态,异令复层,生长率低,劣矮树多。这些都对保护地表土层造成了不利的因素,在一定程度上也不利于控制水土流失。

1.2 人为因素

在生产建设项目过程中,边坡开挖,扰动地表,破坏植被,造成大面积的地表裸漏,引起水土流失;开挖、排弃、堆垫的场地没有采取相应的拦挡、护坡、排水及覆盖措施,造成新开挖的边坡及松散的弃土、石、渣在恶劣天气下大量水土流失;施工过程中对临时弃土、弃渣场没有采取相应的临时防护措施,造成大量的水土流失;另外一些违规的生产建设项目在施工过程中造成大量的水土流失,例如,不合理建厂、开矿、采石等,破坏了植被,使边坡稳定性降低,特别是在山区、丘陵区进行建设施工,造成大量的高、陡、险边坡并未做相应的防护措施,从而造成滑坡、塌方、泥石流等更严重的水土流失。

2 水土流失危害

2.1 破坏植被、恶化环境

(1)破坏植被、加剧水土流失。

一些大型的建设项目,对生态环境的影响非常严重,不仅会直接毁坏地表土层和植被,建设过程中的废弃物(弃土、弃渣、弃石等)也会对堆置场原有植被产生破坏,加剧水土流失。管道工程在管沟开挖和回填过程中,扰动土石方量特别大,相应的水土流失强度也特别大;露采工程在施工、建设中扰动原地貌和弃渣,产生大量水土流失;在井采矿工程建设期间,由于工业广场、运输道路的开挖、平整等施工过程,各部位水土流失急剧增加。在生产运行期间,排矸场、贮煤场在如不采取水土保持措施,也将造成严重的水土流失[3]。

(2)污染土壤与水体。

冶金、矿山开采等开发建设项目,多在山区,矿区附近地表常被作为废水、废渣的排放场,其废弃物中含有酸性、碱性、毒性或重金属成分,这些有害矿物成分不仅会直接危害原有植被生态系统,还会在氧化、风蚀、溶滤过程中通过径流和大气飘尘转入地下、地表水体和农田、土壤之中,造成土壤、水体长期不断的化学污染,其污染影响面将远远超过废弃物堆置场的地域和空间。

(3)加快地下水位下降。

随着开发建设项目不断增加,对水资源的需求也越来越激烈,在大力开发地表水资源的同时,地下水开采量不断增加,造成区域性地下水位下降。

2.2 淤积河道、加剧洪涝灾害,破坏基础设施

(1)淤积河道、加剧洪涝灾害。

开发建设项目弃土、弃石、弃渣直接倾倒于沟道、河流,会导致河流泥沙含量显著增加,淤积抬高河道,严重影响航运,造成洪涝灾害,频繁出现“小洪水、高水位、多险情”的严峻局面。

(2)破坏基础设施。

大量松散土体、岩体剥离物挤占河道、水体,致使库、塘淤积,河、渠淤塞,特别是给渠、库、站、塘等水利设施带来的淤积危害不浅,仅就1958年以来,全县修建的45座水库,已有9座淤平报废。于家沟水库库容为240万m3,建库仅 13年时间,截止 1983年已淤积了171万m3,占有效库容的83%。全县水库总淤积量为626.95万m3,相当于报废了62座10万m3小(二)型水库,或6座100万 m3小(一)型水库[2]。

水土流失对建设在高含沙区的抽水管、泵的磨损,弃土、弃石、弃渣直接倾倒于沟道、河流,会导致河流泥沙含量显著增加,淤积抬高河道,严重影响航运,造成洪涝灾害,频繁出现“小洪水、高水位、多险情”的严峻局面大量松散的土体、岩体剥离物挤占河道、水体,极易对交通、水利、通讯等基础设施造成破坏。

2.3 降低岩土稳定性,引发地质灾害

有些开发建设项目会严重影响建设区域的地质环境,降低其岩土稳定性,引发地质灾害。此类项目多集中于高速公路、铁路、煤炭、采矿、冶金等对地质地貌影响较大的工程。其造成灾害的主要表现为地面塌陷、地裂缝、山体滑坡、泥石流、地下水位下降、煤层自燃等。

高速公路、铁路、采矿、冶金等类型建设项目对地质地貌影响较大。其造成灾害的主要表现为地面塌陷、地裂缝、山体滑坡、泥石流、地下水位下降、煤层自燃等工程建设过程中,疏干碳酸盐围岩含水层时,其岩溶和溶洞会成为地面塌陷下沉,地面设施被破坏的隐患;当塌陷区或井巷地表贮水体存在水力沟通时,则会酿成淹没矿井的重大事故;当岩层疏干影响的设计计划不周时,还可导致露天边坡、台阶的滑动和变形从而出现相应的灾害后果。

2.4 改变土壤理化性质、危害农田

生产建设项目主体工程会对所经区域的植被、耕地、水池、堤坝等设施造成直接侵占和破坏土壤质地与土壤侵蚀及土壤退化关系非常密切,生产建设项目会严重破坏土壤质地,造成土壤侵蚀。土壤中含碳化合物的分布特征和土壤中CO2的逸散是大气中CO2增加的一种重要途径生产建设项目带来的地面扰动会造成项目区内土壤有机质的迁移,所产生的水土流失对农田的影响也相当严重。

3 几种主要生产建设项目的水土流失防治措施

3.1 道路

在道路(包括公路、铁路)工程建设区域内,针对各种开挖、堆弃活动可能造成的水土流失开展的预防和治理[4]。道路建设的水土流失主要发生在施工建设中,如不采取措施加以控制,水土流失往往非常剧烈,甚至引发滑坡、泥石流,造成灾难性后果。

针对道路项目可能发生的水力侵蚀、风力侵蚀、重力侵蚀等危害,采取不同的防治措施,特别是在山区修建道路时,更应注意水土保持工作。防治措施主要有:路基、路堑、路堤的防护;取土场、采石场、弃渣场的边坡防护、排水;施工场地、临时占地的土地整治工程;裸露面的林草植被恢复工程;道路两侧、站场的绿化工程;施工过程中水土流失的临时控制、导流工程等。

3.2 工矿区

在工业和矿业生产建设区内水土流失的预防和治理[5]。工矿区水土保持主要是防治人为活动造成的水土流失,其中以矿业开发、建筑材料生产所造成的水土流失最为严重。

根据《中华人民共和国水土保持法》的规定,工矿区水土保持主要应做好以下工作:在工程建设和施工中尽量减少对植被的破坏如建设项目的征地、取土、采石、弃渣等应可能少占地,并减少对原有植被的影响;剥离的表土、矸石、尾矿、弃渣等必堆放在规定的专门存放地,并采取拦挡措施,不得向江河、湖泊、水库及专门存放地以外的沟渠倾倒;建设场地的边坡必须修建护坡或其他防护工程,如矿山的高陡边坡的防护等;开挖面、剥离面必须采取措施恢复表土层和植被,防止水土流失,尽快恢复土地的使用价值,恢复和改善生态环境。防治措施主要有:护坡工程、拦挡工程、土地整治工程、防洪工程、泥石流防治工程、绿化工程等。

3.3 库区

在库区流域开展的水土流失预防和治理[6]。其目的是保证水库设计寿命,防止水库淤积,改善和调节水库来水的季节动态和入库水质,提高水的利用效率。库区水土保持应根据水库的利用功能,开展有针对性的水土流失综合治理。在饮用水源水库库区要十分注重水质的保护。对以灌溉和防洪为主要功能的水库,防止泥沙淤积是水土流失治理的主要目标。

库区流域水土保持林草措施主要是营建水源保护林体系。根据流域地质地貌、土壤、气候条件配置高效稳定的水源保护林体系,充分发挥林草植被的水文调节、侵蚀控制和水质改善功能。库区农业活动中尽量采用合理的耕作措施(如等高耕作、免耕法、间作套种等),辅以合理施肥和采用生物农药等管理措施,减少养分流失量及有机农药污染,保护水质。库区流域水土保持工程措施主要包括坡面治理工程、沟道治理工程及库岸防护工程等。坡面治理工程是通过改造坡耕地、改变小地形的方法防止坡地水土流失,使降雨就地入渗,同时将未能拦截的径流引入小型蓄水工程。在易发生重力侵蚀的坡面上,修筑排水工程或护坡工程,防止滑坡、崩塌等灾害。沟道治理工程(如沟头防护、拦沙坝、谷坊、淤地坝及沟道护岸工程)可以防止沟头前进,沟底下切,沟岸扩张,调节洪峰流量,并将山洪、泥石流的固体物质分段拦降,避免进入水库。库岸防护工程包括护岸及护脚。

3.4 农田

在农耕地上为防止水土流失和养分流失等土壤退化现象所采取的措施。其目的是合理、高效地利用农业自然资源,确保农地可持续利用。

主要措施包括:

(1)耕作措施:①以改变微地形为主的耕作技术(如等高耕作、沟垄种植等);②以增加地面覆盖为主的耕作技术(如留茬覆盖、秸秆覆盖、地膜覆盖等);③以增加植物被覆(增加植物被覆度或被覆时间)为主的耕作技术(如间作、套种、混播等);④以改变土壤物理性状、增加土壤抗蚀力为主的耕作技术(如免耕等)。

(2)田间工程措施,包括梯田、坡面蓄水工程、坡地节水灌溉、排水沟等农田安全排水系统。

(3)农林复合经营技术,包括农田防护林、梯田地坎造林种草等。

3.5 城市

对城市、乡镇区域内水土流失的预防和治理。随着城市化(农村城镇化)进程的加快,城市开发建设不当也能引发水土流失。水土流失问题已经从农村发展到城市,从山区、丘陵区扩展到平原区、经济开发区。

对于城市、乡镇区域内水土流失,应该:①正确处理好城市经济社会发展与城市水土保持、生态环境建设的关系。应该相互协调、相互促进,把城市成经济发达、环境优美、文明进步的现代化城市。②城市水土保持要与城市功能划分相适应,为城市经济发展服务。对于不同城市功能区,应根据不同的开发建设目标,采取相应的水土保持措施。③城市水土流失防治要与城市防洪、水资源保护相结合,特别注意城市水源保护区的水土保持。城区的水土保持措施要与城市水系布局、河道整治、排洪工程相结合,减轻因水土流失而产生的洪涝灾害和城市水源污染。④城市水土流失治理与开发利用相结合,如废弃的土石渣可用于市政建设,建成公园、休闲地等,有的可建设成城市的蔬菜、果品、花卉生产基地,变废为宝。陕西水利

[1]中国水土保持学会水土保持规划设计专业委员会编著.生产建设项目水土保持设计指南[M].北京.中国水利水电出版社,2011.11

[2]蓝田县农业区划委员会水保组.陕西省蓝田县水土保持区划[M].1985.7

[3]江玉林.张洪江主编.公路水土保持[M].北京.科学出版社,2008.01.

[4]王礼先主编.中国水利百科全书水土保持分册 [M].北京.中国水利水电出版社,2004.1

[5]李文银.王治国等.工矿区水土保持[M].北京.科学出版社,1996.8

[6]王秀茹.水土保持工程学(第2版)[M]..北京.中国林业出版社,2009.9

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