侵蚀沟现状及治理对策研究探讨

2021-07-14 21:13吕帅
科技风 2021年18期
关键词:治理对策

摘 要:本文主要针对国内外侵蚀沟分级、现状以及治理研究概况展开分析,剖析当前治理中存在的不足之处,针对这些不足之处提出针对性的解决策略。

关键词:侵蚀沟;治理现状;治理对策

1 绪论

首先来剖析一下侵蚀沟的定义。面蚀是指地表上汇聚起来的径流长期对某一处土壤进行冲刷,破坏土壤及其母质,随着时间推移,逐渐形成了切入地表及以下沟壑的土壤侵蚀形式。当健康的土壤产生面蚀后,地表汇聚起来的径流冲刷仍未停止,对面蚀形成的细沟继续冲刷,这些细沟逐渐加深、加宽以及加长,健康的土壤被冲刷至失去耕作效力,同时也不能再被耕作所平复,到了这种状态,便由面蚀变成了沟蚀,而经由沟蚀形成的沟壑便是侵蚀沟。侵蚀沟这一现象会造成严重的水土流失,因此侵蚀沟历来是水土流失现象严重国家比较重视的一项水保科研难题,深入调研侵蚀沟形成原因,探讨侵蚀沟防治和治理办法,成为当前各国的共同课题。

2 侵蚀沟形成的原因解析

2.1 地形、地貌因素

并非所有的地形、地貌均能形成侵蚀沟,从侵蚀沟的成因可知,其形成过程需要地表径流汇聚在一起,对健康土壤进行长期冲刷。这也就意味着侵蚀沟的形成需要满足地表有聚集径流以及长期冲刷这两项关键条件。由此可以反推出侵蚀沟形成的地形和地貌条件需要满足地面坡度缓长以及陡坡这两项要素。首先,地面坡缓坡长,在遭遇降水后,蓄水能力强,汇水面积比较集中,且水流量较大,进入到低洼地面后,受雨水和积水冲刷所致,逐渐形成细沟或者浅沟,再随着时间推移变成冲沟,进而演变成不可逆的侵蚀沟。另一种情况则是地面坡度较陡的地区,在遭遇降雨后,形成强力的冲刷力度,对陡坡进行冲刷的同时,携带大量泥沙下泄,由此形成水土流失。

2.2 土壤因素

从近年来的案例分析可知,容易形成侵蚀沟地貌的土壤因素也占据主要原因,具体和土壤的表土土质、结构性质以及渗透性关联性较强。常见的侵蚀沟地貌的土壤为沙土地、黑钙土。前者土质比较疏松,结构性质差,因此在遭遇积水和雨水的双向冲击时,抗冲刷能力低;后者则是土质比较轻,土壤结构不紧密,且滲透性较强,地表的积水往往在没有蒸发前便会渗到土壤深处。以上两种土壤,如果地表缺乏植被的保护,或者受到不合理的耕种影响,很容易受长期积水与雨水冲刷,形成侵蚀沟地貌。

2.3 降雨因素

我国目前主要的侵蚀沟地貌所在区域,降雨期多集中在夏季,这一阶段的降水量上限为全年降水量的七成左右,且多为冲击力较强的大雨或者暴雨,加之土壤质地原因,很容易受到雨水的冲击侵蚀。进入冬季后,气候严寒,冻结期较长,即便进入春天,也要等4月份左右才能真正回暖,冻融交替之下,土壤极易发生松土崩解,进一步加快侵蚀沟地貌的形成。

2.4 人为因素

相比自然因素,其实侵蚀沟的形成人为因素占据更大比重,且人为因素是造成侵蚀沟大规模发展的直接导火索。加速侵蚀沟形成的人为原因主要为人类对土地的不合理使用,具体包括传统农耕形式对土地的破坏、乱砍滥伐森林破坏地表植被降低土壤保护能力、过度放牧以及耕作制度不合理等方式,以上这些不合理的土地利用方式,分别从不同方面降低了地表原有的抗冲刷能力以及土壤保护能力,同时增加了土壤表面的汇水量和积蓄时长,表土被冲刷一空,加速了侵蚀沟的形成。

3 侵蚀沟发展现状调研

3.1 分布广、数量多

以黑土地侵蚀沟研究现状为例,东北四省(包括内蒙古区)境内,近年来分别呈现出分布范围广、数量多的特点。依据我国第一次水利普查披露的水土保持情况数据来看,黑龙江省是国内侵蚀沟地貌严重区,仅黑龙江一省的侵蚀沟便接近12万条,其次是内蒙古自治区的7万条,位于第三位的是吉林省的6万条。从地貌类型分布来看,东北黑土区的侵蚀沟主要以地山丘陵区与漫川漫岗区为主。

3.2 类型多、发展速度快

基于东北地区的特殊地理环境和气候环境,东北地区现存侵蚀沟形式呈多样化发展趋势。从发育阶段上来划分,东北地区的侵蚀沟可分为浅沟、切沟以及冲沟。从稳定程度上来划分,东北地区的侵蚀沟可分为发展沟与稳定沟。从规模上来划分,东北地区的侵蚀沟可分为小型沟、中型沟、大型沟乃至特大型沟。且由于前些年的乱砍滥伐现象严重,地表植被破坏程度高,坡面径流控制力度低,加之土壤和气候先天原因,极大地加速了侵蚀沟地貌的形成。

东北地区的侵蚀沟地貌治理虽然取得一定成效,但侵蚀沟发展速度却并未有所缓解,从数据来看,2006年左右,东北地区侵蚀沟总量为25万条,进入2010年后,东北地区侵蚀沟数量直逼30万条。

4 侵蚀沟治理技术分析

4.1 传统治理技术分析

相比其他地区,东北地区的侵蚀沟治理起步较晚,截至目前,依据东北黑土地区侵蚀沟的形成原因、现存规模以及土壤侵蚀程度,综合制定出包括布置沟头梗、柳谷坊、削坡、造林等多种传统的侵蚀沟治理方式。近年来这些传统的治理措施在东北黑土区域得到广泛应用,在取得了一系列辉煌治理成就的同时,也暴露出了一些不足之处。

(1)通过柳条来治理东北黑土区侵蚀沟问题,是近年来的主流治理形式之一。柳条是如今侵蚀沟治理的重要材料,相比其他治理材料,柳条的应用范围更广、成活率高,且根系有牢固水土的重要作用。通过一系列与柳条相关的治理措施落地执行后,能有效帮助受损土壤恢复植被保护,有效减缓水土流失现象。在过去一些年间,与柳条相关的侵蚀沟防治措施具体包括柳跌水、柳谷坊以及插柳等形式,虽然名为传统治理技术,但也在一定程度上起到了恢复生态功能的作用,但从实际效果来看,受限于柳条的根系以及其他因素,与柳条相关的侵蚀沟防治措施执行后,其防洪能力相对较差。此外,前述内容中的柳条相关防治侵蚀沟的措施,对柳条的需求量旺盛,仅有部分县市能够基本满足柳条的供应,大部分地区柳条处于一种供不应求的状态,如果采用从外市和外县运输的方式弥补本地区柳条不足的情况,则又会面临治理成本居高不下的难题。

(2)砌石措施在往年间的水土保持工作中出力较多,且也起到了良好的稳固水土的作用。相比其他方式,砌石措施执行起来更为便捷和灵活,且发挥效果较快,水土保持效果立竿见影。因此近年来也多用在迫切需求措施稳定性和高防护标准的水土防治重点项目上。其劣势也比较明显,大量地使用石材增加了治理成本,且施工工艺相比其他治理措施也比较高,即便成功落地执行,受东北地区气候影响,也会遭受冻害问题,为后续的维护和防护工作开展带来更多新的挑战。

(3)削坡措施也是近年来比较火热的一项防治侵蚀沟地貌的议题。为防止沟破产生崩塌以及滑坡现象,在坡度较陡的地区,专家一般建议采用削坡措施,将原先的陡坡削成台阶状,或直接削成缓坡,再在削减了坡度的缓坡上种植的植被,通过这种削坡结合种植的方式减缓当地的水土流失。这一方案效果固然不错,但在实施层面上存在较多问题,首先就是削坡工程的占道面积,依据前几年黑龙江省出台的水土流失防治标准相关文件来看,依据侵蚀沟的大小不同,削坡占用的面积要远超侵蚀沟所占面积,这时便涉及老百姓土地的额外占用问题,如何确保施工完成且有效,同时做好与当地老百姓就土地占用问题的协商工作,是摆在当地水保工程人面前亟须解决的一个难题。

4.2 生态治理技术分析

基于前些年一系列传统水土治理模式引发的一些问题和本身存在的劣势,近年东北地区的水土保持科研单位通过实地调研,吸收国内外优秀水土防治经验,先后提出了包括生态袋跌水、网格生态跌水以及生态毯护坡等多种生态型侵蚀沟防治措施。通过反复的理论论证和试点实地调研,发现生态治理技术相比传统治理技术优势更加明显且容易操作,可以有效解决传统治理模式下无法解决的侵蚀沟相关问题。

(1)生态环保。首先生态治理融合了生态效益理念,即在深入考量治理成本、治理成效的基础上,将生态、环保、节能集于一体,开展生态性的侵蚀沟治理工作,具备良性生态绿化效应。不仅能够有效延缓侵蚀沟的发展和形成速度,还能在此基础上逐步恢复受损土壤的活力,恢复植被,还原原始环境。

(2)材料获取难度低。相比以柳条原料为主的各类传统水土治理方式,生态治理技术主要采用生态袋作为原料,对比柳条的运输成本高昂,生态袋具有更多内在和外在优势。首先生态袋是一种耐腐蚀性极强的新型生态材料,其拥有抗紫外线、抗老化以及防降解等多种优势,关键是其透水不透土的特性决定了其能够在有效防止水土流失,治理侵蚀沟的同时,不会对当地的土壤和生态环境造成破坏。此外生态袋的材料获取成本较低,且原料获取极其便捷——内部填充材料大部分为侵蚀沟边坡修正的土壤,由此可以有效降低治理成本。通过生态袋的投放使用,可以有效替代石料和水泥这些成本较高的工程材料,替代砌石工程完成高稳固性和高防护标准的重点水土防治项目。

(3)柔性较强。前文提到削坡措施占地问题难协调,主要在于削坡环节中需要通过实施工程来实现缓坡和阶梯坡的效果,一方面工程造价较高,另一方面不可避免地会占用老百姓耕地。采用生态袋方式,利用其柔性较强的特质,可以在削坡过程中,建造任意形体,进而有效避免额外占用耕地的情况发生。

(4)施工便捷。生态措施的施工步骤简单易行,不需要大量机械设备的入场,仅需要对当地的水土流失防治工作人员开展简单培训便可落地执行。整體而言,生态措施施工工序简单,后期维护便捷快速,无论从工程施工难度还是从后期的保养维护上来说,生态措施的优势均十分明显。

5 结语

近年来我国不断增加对水土流失综合治理的投资力度,各地在科研所和一线实践层面也都付出了许多努力,也取得了一定成效,从一定程度上来看延缓了侵蚀沟的发展,但侵蚀沟治理的效率和成本问题却始终未得到有效改善,基于这一背景,本文展开对侵蚀沟治理现状和措施的探究,以期能为改善国内侵蚀沟治理水平提供一定理论和实践帮助。

参考文献:

[1]唐培君,张振杰.侵蚀沟分级及防治对策[J].黑龙江水利科技,2010(02).

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[4]姜河,陈建军,孙镜明,刘燕春,王元兴.吉林省长白山区侵蚀沟集水区林业工程治理的研究[J].吉林林业科技,2010(06).

作者简介:吕帅(1984— ),男,汉族,吉林通化人,本科,助理工程师,研究方向:水土保持。

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