霍建林

(陜西省治沙研究所,陜西榆林 719000)

隨著我國現(xiàn)代化進程的不斷推進,公路建設(shè)作為我國國民經(jīng)濟的基礎(chǔ)設(shè)施,其分布之廣和發(fā)展速度之快,是其它建設(shè)工程不能比擬的,特別是西部大開發(fā)和新農(nóng)村建設(shè)工程項目啟動與實施,發(fā)展之迅速。高速公路作為我國公路網(wǎng)的重要組成部分,也步入快速發(fā)展階段。然而,在建設(shè)過程中,常常形成大量的棄土棄渣,不合理的堆積棄置或隨意傾倒松散的巖土、礦渣,不僅壓占土地、污染環(huán)境、破壞植被、阻塞河道,還常造成嚴重的水土流失。因此,開展路域水土流失研究,提出植被建設(shè)的科學(xué)方法,對改善路域生態(tài)環(huán)境,治理水土流失,對促進陜北地區(qū)生態(tài)文明都有著有著十分重要的意義。

1 神府高速公路區(qū)侵蝕環(huán)境因子分析

1.1 地理位置

神府高速公路建設(shè)區(qū)域地處黃土高原與毛烏素沙地的過渡地帶,水蝕風(fēng)蝕過渡帶是干旱半干旱地區(qū)比較獨特的自然單元,由于地理環(huán)境和人文要素的過渡性特點,水蝕風(fēng)蝕交錯發(fā)育,促使區(qū)域內(nèi)黃土地貌、風(fēng)成地貌均有發(fā)育,地面梁峁起伏,溝壑縱橫,片片明沙點綴于黃土丘陵溝壑之中,從而形成典型的蓋沙黃土丘陵之特殊景觀。是黃土中游地區(qū)土壤侵蝕粗沙主要來源區(qū)之一。

1.2 地質(zhì)地貌

該區(qū)域地質(zhì)上屬鄂爾多斯地臺向斜陜北盆地北緣,是一個古老的地臺區(qū)。中生代時期發(fā)展成為一個大型的內(nèi)陸盆地,陜北盆地中沉積了巨厚的陸相屑物。白堊紀末燕山運動,使盆地整體抬升,因而流域內(nèi)的中生代地層未受到明顯的斷裂和褶皺構(gòu)造影響;地層成水平狀,或微傾斜,并有大規(guī)模的聚煤成礦作用。第三紀末第四紀初的喜馬拉雅山運動在陜北盆地表現(xiàn)的非常明顯,使之抬升,從而使得白堊紀晚期至中新世時期的地層缺失,同時由于地殼抬升流域在上新世的三趾紅土也被剝蝕殆盡,侏羅紀地層進一步抬升,受河床下切之影響,形成露頭煤層。在第四紀黃土沉積前,厚層陸相地層與第三紀馬紅土層,經(jīng)歷了地殼抬升和侵蝕作用,形成了起伏的古地貌。第四紀為抬升中心,在原有的古地貌基礎(chǔ)上覆蓋了深厚的風(fēng)成黃土,期間新構(gòu)造運動活躍,經(jīng)歷了多次侵蝕與堆積的輪回,黃土高原地殼的新構(gòu)造運動主要發(fā)生第三紀與第四紀。它造就了黃土高原起伏地形的基本輪廓,黃土的覆蓋并沒有改變正負起伏的地形,而只是使之有所緩和;后經(jīng)流水侵蝕和沉積,特別是近代人類活動加速土壤侵蝕,形成梁峁起伏、溝壑縱橫、溝谷深切、地形破碎的現(xiàn)代侵蝕地貌格局。該區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造形成了有利于風(fēng)蝕、水蝕重力侵蝕發(fā)育的巖層系統(tǒng)。廣泛出露的基巖地層要有三疊系、侏羅系和白堊系的砂巖、泥巖和頁巖互層第四系粉砂質(zhì)亞砂土、亞黏土等松散沉積物分布于河流階地及梁頂處,風(fēng)成沙廣泛分布,呈流沙及固定半固定沙。

1.3 植被資源特征

神府高速公路建設(shè)區(qū)位于森林草原與典型草原過渡地帶,據(jù)神木縣志記載,在歷史上曾有過茂密的植被,曾為北方少數(shù)民族繁衍生息沃土地帶,這里植被遭到毀滅破壞的原因,除與氣候趨向干旱外,在很大程度上是由于明清中期以來大量移民屯邊、戰(zhàn)亂造成的,人類活動使得天然植被遭到破壞,到目前,天然植被已被破壞殆盡,草本植物也所剩無幾。目前常見的建群種和優(yōu)勢種有長芒草、針茅、達烏里胡枝子、茵陳蒿、鐵桿蒿、阿爾泰狗娃花、棉蓬、沙打旺、苜蓿、狗尾草等。沙生植物主要有沙竹、沙米、沙蒿、牛心卜等。天然灌木已不成群叢,只有在溝岸零星分布。人工種植的植物有沙柳、檸條、紫穗槐、旱柳、草木犀、苜蓿、楊樹、刺槐等。

1.4 氣候特征與土壤侵蝕

氣候是影響土壤侵蝕外營力的主要因素,氣候?qū)ν寥狼治g的影響主要通過氣候要素對其發(fā)生作用。該區(qū)地處半干旱大陸性氣候帶,其氣候特點是氣候干旱、風(fēng)力大風(fēng)沙頻繁、雨量少,降雨集中且以高強度的暴雨出現(xiàn),春季干旱少雨(占全年降雨量5%),極端最高氣溫38.9℃,最低氣溫-27℃,年平均氣溫9.1℃。年均降雨量453.4 mm,全年蒸發(fā)量是年降雨量3～4倍,氣候冷熱多變,溫差懸殊。由于特殊的地質(zhì)地貌、土壤條件,土壤顆粒組成粗,土質(zhì)松散,膠結(jié)差,氣候干燥植被稀疏,土壤抗沖性極弱,特別是一些砂巖、泥巖、頁巖互層風(fēng)化物,受冷熱交替更為強烈,瀉溜與崩塌滑坡等重力侵蝕發(fā)育,全年發(fā)生侵蝕,形成了獨特的風(fēng)蝕與水蝕交錯的氣候與強烈侵蝕地帶,是粗砂的主要產(chǎn)區(qū),生態(tài)環(huán)境十分脆弱。

2 公路水土流失與水土保持的范疇

水土流失是在水力、重力、風(fēng)力等外營力作用下,水土資源和土地生產(chǎn)力的破壞和損失,包括土地的地表層侵蝕及水的損失。土地表層侵蝕指在水力、風(fēng)力、凍融、重力以及其他外營力作用下,土壤、土壤母質(zhì)及巖屑、松軟巖層被破壞、剝蝕、轉(zhuǎn)運和沉積的全部過程。

公路水土流失是在區(qū)域自然地理因素即水土流失類型區(qū)的支配和制約下,由于各種自然因素包括氣候、地質(zhì)、地形地貌、土壤植被的潛在影響,通過人為生產(chǎn)建設(shè)活動的誘發(fā)、引發(fā)、觸發(fā)而產(chǎn)生的一種特殊的水土流失類型。

公路作為線形建設(shè)項目,要穿越不同的地貌單元,在修筑過程中要開挖土體、削坡、修隧道、架橋、填土、取土、棄土等等,破壞了原地貌狀態(tài)和自然侵蝕狀態(tài)下的水文網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),植被也受到破壞。其對土地資源的破壞不僅僅在土壤表層,對深層的土壤也產(chǎn)生強烈的擾動,其深度達地表以下幾十米。因此,公路建設(shè)水土流失是人為加速水土流失,公路建設(shè)引發(fā)的水土流失在時間上主要發(fā)生在施工建設(shè)過程中,在空間上主要在路域范圍。另外,公路水土流失具有突發(fā)性和災(zāi)難性特點,如果不采取措施加以控制,水土流失往往非常劇烈,甚至引發(fā)泥石流、滑坡,造成災(zāi)難性后果。

公路水土保持要借鑒傳統(tǒng)的水土保持如小流域綜合治理經(jīng)驗,同時要結(jié)合公路建設(shè)自身特點對水土流失進行預(yù)防治理,充分保護和利用水土資源、恢復(fù)重建生態(tài)環(huán)境,改善和提高土地生產(chǎn)力的綜合性技術(shù)。

3 公路水土保持監(jiān)測

依據(jù)國家《水土保持法》、《防沙治沙法》、地方政府《生態(tài)環(huán)境保護條例》等文件,針對風(fēng)蝕、水蝕交錯地帶生態(tài)環(huán)境脆弱、易破壞、水土易流失等特點,為保持原水系和水土現(xiàn)狀不受干擾,確保施工現(xiàn)場按照設(shè)計和施組文件規(guī)定做到文明、整潔、美觀,井然有序,對神府高速公路施工階段的取、棄土場區(qū),建筑垃圾、廢油、廢水和生活污水、施工器材堆放進行調(diào)查監(jiān)測。

公路建設(shè)路域水土保持生態(tài)環(huán)境變化監(jiān)測,主要包括地形地貌和水系的變化情況,建設(shè)項目占地和擾動地表面積,挖填方數(shù)量及面積,棄土、棄石、棄渣及堆放面積,項目區(qū)林草覆蓋面積等。水土流失動態(tài)監(jiān)測主要包括水土流失面積、程度和總量及其對下游及周邊造成的危害與趨勢。水土保持措施防治效果監(jiān)測應(yīng)包括各類防治措施的數(shù)量和質(zhì)量,林草措施成活率、保存率、生長情況及覆蓋率,工程措施的穩(wěn)定性、完好程度和運行情況,以及各類防治措施的攔渣保土效果。

監(jiān)測的方法主要包括遙感監(jiān)測、地面監(jiān)測、調(diào)查監(jiān)測、場地巡查,通過查閱主體工程設(shè)計資料,收集路域及周邊水文、氣象、土地利用現(xiàn)狀圖、水土流失分布圖、植被圖等相關(guān)圖件,結(jié)合實地訪問,實地量測,定位監(jiān)測等。通過實地考察筆者對認為較為嚴重的且有代表性事例進行描述:

k5+140右200 m石堡焉隧道出口及附近削坡棄土棄渣場,該棄土、棄渣場,占地面積1 hm2,占地類型基巖溝谷,棄土棄渣量為10萬m3,主要是將石堡焉隧道棄渣及附近邊坡棄土由山下運往山上溝谷,通過棄土棄渣回填溝谷后形成溝臺地。棄土棄渣堆放面斜坡坡度10°～15°,上部石質(zhì)坡面與堆放面降雨徑流匯合集中造成堆放面及下部坡面細溝、淺溝發(fā)育,平臺下部溝坡存在散堆棄渣,易產(chǎn)生水土流失及揚塵。

K 11+500耿家沙塔棄土場,照片編號為0302-0330(29張),占地面積 1.33 hm2,分為上下兩塊,削坡棄土方量為11.03 m3,占地類型為河灘荒地,堆放厚度約4～6m,削坡土體為沙黃土,就近堆放造田,田面較平整,水土流失主要發(fā)生在靠近河道邊坡及田內(nèi)松散地埂邊坡上,因堆放土體松散,坡度在 40°～ 50°之間,坡面水力、重力侵蝕泥沙之間匯入河道,邊坡水土流失嚴重(并建有水土流失監(jiān)測徑流小區(qū))。

K 20+700左100m王莊棄土棄渣場水土流失調(diào)查,是將道路削坡土石方量由下部運往山坡上部的棄土場,棄土石方量48萬m3,運輸便道侵蝕模數(shù)可達到2～4萬t/km2.a,便道邊坡,堆放土體邊坡,未采取任何保護措施,水土流失十分嚴重,特別是撒落在裸露基巖表面沙黃土,不僅水土流失嚴重,風(fēng)蝕揚沙對環(huán)境造成影響。

K 0+715右(引線)占地類型山坡地,是將道路沿線削坡土石方由山下運往山上,占地面積1.75 hm2,土方量55.4萬 m3,回填場面,擴大了村莊面積與耕地,因地勢高,臨近河道坡面在自由堆放過程中,泥沙直接流入河道,地邊埂段產(chǎn)生數(shù)條裂痕,極易產(chǎn)生重力侵蝕。

綜合上述,高速公路建設(shè)期間人為引發(fā)的水土流失是極為嚴重的,主要表現(xiàn)在棄土棄渣表面及邊坡上、臨時便道、開挖裸露斜坡等。由于陜北地區(qū)是我國生態(tài)環(huán)境極為脆弱區(qū),也是我國能源富集區(qū),加強道路沿線生態(tài)環(huán)境治理,不僅對改善當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境,發(fā)展地方經(jīng)濟,確保安全運行,提高城市品位有著十分重要的作用,而且對減少入河泥沙,實現(xiàn)西部地區(qū)的生態(tài)文明和搞好國家重化工基地建設(shè)有著非常重要意義。

4 整改建議

(1)建立健全專職環(huán)境管理機構(gòu),明確責(zé)任,切實加強領(lǐng)導(dǎo)。

(2)健全和完善與水土保持法相配套的法規(guī)體系。

(3)加大學(xué)法、普法宣傳力度,提高全社會水土保持意識。

(4)加強施工過程中的環(huán)境管理和檢查,實行領(lǐng)導(dǎo)責(zé)任制和環(huán)境質(zhì)量保護、預(yù)防制度。

(5)制定環(huán)境保護檔案,及時解決和反饋施工過程中的環(huán)境保護問題。

(6)在施工過程中,盡量減少施工廢水、生活污水以及廢棄的沙、石、土按有關(guān)要求進行處理,不得直接排入農(nóng)田、河流和渠道。

(7)工程竣工后臨建用地、取土場、開挖面和廢棄的砂、石、土存放地的裸露土地,必須種樹種草,防止水土流失。

(8)施工便道水土流失極為嚴重,應(yīng)按照上攔、下護、路蓄,合理引排的治理方針,在施工期間應(yīng)及時采取水土保持措施,施工結(jié)束后盡快恢復(fù)原樣。

(9)所有的施工用地,工程結(jié)束后均應(yīng)清除工程垃圾,施工現(xiàn)場不得留下任何污染物。

(10)棄土場邊坡及田面斜坡是神府高速路各施工標段水土流失普遍發(fā)生且水土流失極為嚴重地段,因此,加強對邊坡的治理就顯得尤為重要。棄土場竣工后,按照設(shè)計要求盡早施做拱形骨架、攔渣墻、截排水溝等具有水保功能的設(shè)施,并及早按設(shè)計要求采用植被覆蓋進行水保綠化。

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