国产日韩欧美一区二区三区三州_亚洲少妇熟女av_久久久久亚洲av国产精品_波多野结衣网站一区二区_亚洲欧美色片在线91_国产亚洲精品精品国产优播av_日本一区二区三区波多野结衣 _久久国产av不卡

?

山區(qū)景觀生態(tài)項目建設中的水土保持問題

2019-12-21 08:08:30周連兄李丹雄楊之恒
水土保持通報 2019年5期
關鍵詞:魚鱗坑坡面整地

周連兄,李丹雄,楊之恒,賽 碩

(北京林豐源生態(tài)環(huán)境規(guī)劃設計院有限公司,北京100083)

針對當前中國社會經(jīng)濟發(fā)展面臨水土資源等環(huán)境資源匱乏的嚴重挑戰(zhàn),生態(tài)環(huán)境問題日益凸顯,黨和國家從新時期執(zhí)政、治國理念的高度出發(fā),相應出臺了系列的生態(tài)文明建設法規(guī)和相關規(guī)劃,把“美麗中國建設”、“生態(tài)文明建設”寫入黨章,開啟了生態(tài)建設的新篇章。同時,人民群眾的環(huán)境保護意識以及對環(huán)境質(zhì)量的追求也在不斷提高[1]。許多城郊型森林公園等生態(tài)建設項目應運而生,它們既具有森林公園的本質(zhì)屬性,又具有城市綜合性公園的功能特性[2],例如北京市鷲峰國家森林公園。森林公園建設施工過程中如果人為擾動劇烈或者工程設計在水土保持方面不夠完善,則不可避免會產(chǎn)生嚴重的水土流失[3]。迄今為止,為了防治山區(qū)森林公園建設中的水土流失,已有不少學者提出了坡地改造[4]、截排水溝[3-5]、臨時綠化[3,5]、臨時攔擋覆蓋[3-4]等水土保持系列措施設計。然而,這些措施并不能完全滿足山區(qū)景觀生態(tài)建設中水土流失治理的要求。為了響應國家號召,更好地解決山區(qū)景觀生態(tài)建設中遇到的水土保持問題,本文以云南省保山市面積為1 780 hm2的東山生態(tài)建設工程為例,通過對研究區(qū)域水土流失問題剖析,從水土保持角度提出山區(qū)景觀生態(tài)建設中應遵守的治理原則和適用的水土保持技術(shù)措施,以期為今后山區(qū)園林景觀建設過程中水土流失治理提供參考。

1 研究區(qū)概況

1.1 地理位置

研究區(qū)位于云南省保山市中心城市東面,涵蓋青陽片區(qū)、工貿(mào)園區(qū)所有面山可視區(qū)域,西至東繞城高速以西100 m,南至沙丙路,北至麥場村,東至團山村,占地約1 780 hm2。

東山生態(tài)建設工程利用其所在區(qū)域的特殊地理位置,以及優(yōu)質(zhì)的生態(tài)、文化和歷史資源等優(yōu)勢,在盡量保留原有植被的基礎上,通過恢復裸露跡地、退耕還林還草、土壤改良、改造林相等相關技術(shù)手段,并結(jié)合旅游設施及其基礎配套,將東山建成保山城市生態(tài)屏障和回歸山野林趣的重要休閑場所。工程主體景觀植被主要布置在現(xiàn)有農(nóng)耕地、荒草地上,采用的植物在考慮景觀效果的基礎上盡可能使用鄉(xiāng)土樹種,并對局部現(xiàn)狀林地進行林分改造,詳細的工程主體規(guī)劃見圖1,植物類型設計見附圖11。

1.2 地形地貌

研究區(qū)地勢整體北高南低,西低東高,山谷溝壑地形地貌特征突出,高山、低谷、丘陵縱橫交錯,海拔集中在1 670~2 198 m 之間;從北到南依次形成9條較大的東西向“川”字型溝壑,半坡及溝壑中從北至南依次分布有麥場水庫、大壩水庫和龍?zhí)端畮?。研究區(qū)北側(cè)為哀牢山,山體坡度較大,險峻陡峭;其余地貌以中緩坡為主,面積較小的平壩以點狀形式散布在山脊、溝壑、坡面。研究區(qū)地處地質(zhì)災害易發(fā)區(qū)[6],巖石種類以石灰?guī)r為主。

圖1 云南省保山市生態(tài)建設工程主體設計規(guī)劃總平圖

1.3 氣候、植被與土壤

研究區(qū)屬低緯度山地亞熱帶季風氣候,因受瀾滄江、怒江深切,形成“一山分四季,十里不同天”的立體氣候,多年平均氣溫15.5℃,多年平均降水量約900 mm。

研究區(qū)內(nèi)森林覆蓋率約32%,天然植被類型主要有暖性針葉林、亞熱帶常綠闊葉林、天然灌叢和稀樹灌木草叢。由于過度伐木、開墾,現(xiàn)狀植被稀疏、山體裸露等特征突出。植被種類單一,從山腳至山頂植被種類無明顯差異,植物多樣性較小。植被以高大喬木為主,缺乏灌木和地被植物,景觀效果差。

研究區(qū)內(nèi)土壤以紅壤為主,質(zhì)地為沙性壤黏土,土壤有機質(zhì)含量在12.83~25.98 g/kg之間,區(qū)內(nèi)大部分區(qū)域為農(nóng)田耕地,土層較厚(1 m 以上),能夠滿足喬灌木種植和生長的需要,局部區(qū)域(例如研究區(qū)北部采石場跡地)的土層較薄,植物自然生長極其困難。

2 山區(qū)生態(tài)建設項目涉及的問題及分析

2.1 研究區(qū)用地類型和坡度分析

利用1∶1 000 地形圖及遙感分析方法,發(fā)現(xiàn)工程區(qū)范圍內(nèi)土地利用現(xiàn)狀主要以農(nóng)耕地、喬木林地及灌木林地為主,其所占面積分別為53.80%,29.83%,8.41%。其坡面坡度主要分布在10°~25°之間,占比約為60%,大于25°的坡面占比約為15%。(見附圖12)

2.2 山區(qū)水土流失特點分析

2.2.1 水土流失現(xiàn)狀 與一般山區(qū)的水土流失相類似,研究區(qū)水土流失類型以水力侵蝕為主,區(qū)內(nèi)有大量因采石活動形成的裸露跡地,面積約23.33 hm2,此區(qū)域因人為采石干擾而導致表層土壤缺乏、巖石裸露、自然植被無法成活生長,生態(tài)環(huán)境遭到破壞,遇暴雨時坡面瞬時徑流量和流速增加,加劇了水土流失的發(fā)生。

山區(qū)坡耕地是發(fā)生土壤侵蝕的主要土地利用類型[7]。因人類長期活動,研究區(qū)內(nèi)分布有大量坡耕地,占地約348 hm2,主要種植作物為玉米、芋頭等。在坡耕地進行耕地作業(yè),耕作過程中翻土、種植及休耕期間地表裸露極易發(fā)生水土流失。坡耕地水土流失嚴重的主要原因是在整個作物管理和種植過程中,坡耕地的表土層受到人為的劇烈擾動,極易產(chǎn)生水土流失,尤其在汛期旱作物收獲翻耕后,因受頻繁大雨、暴雨打擊和地表徑流沖刷,水土流失量很大[8]。在同等坡度下坡長越大的坡耕地更容易發(fā)生細溝侵蝕[9]。有數(shù)據(jù)表明坡耕地侵蝕模數(shù)達7 370 t/(km2·a),為水平梯田的192倍,為林地的237倍[10]。

2.2.2 工程建設中水土流失影響因素 山區(qū)景觀生態(tài)項目的建設過程中,融合了園林、水利、林業(yè)、地質(zhì)、水土保持等多種專業(yè),以園林專業(yè)為主,其它專業(yè)為輔[11]。雖然山區(qū)景觀生態(tài)建設項目建成后能在根本上對項目區(qū)原有生態(tài)環(huán)境進行改善和提升,但因項目位于易發(fā)生水土流失的山區(qū),加上項目建設周期長、占地面積大、土石方工程量大等因素[4],項目建設不可避免會產(chǎn)生水土流失,直接或間接地影響項目區(qū)及其周邊的生態(tài)環(huán)境。

研究區(qū)由于其特殊的地理位置及地質(zhì)地貌條件,加上長期的過度開墾等因素,本身已存在較為嚴重的水土流失隱患。本次工程建設大興土木,并以園林手法使用了山體大樹栽植,而且部分還栽植在坡度較陡的山坡上,這一過程勢必會造成地表土層疏松、大量土方堆積,同時加上當?shù)氐慕涤炅看蟆⒓?、集中的特點,極易造成嚴重的水土流失。

(1)建設區(qū)域地形與水土流失。研究區(qū)山谷溝壑地貌特征突出,山體多為陡峭,坡度主要集中在10°~25°之間,占總面積的60%,25°以上坡面約占總面積的15%。大量研究資料顯示在山區(qū)25°為侵蝕強度發(fā)生的一個臨界值,并且不同坡度土壤侵蝕強度隨著坡度加大而顯著增加[12]。加之該區(qū)域常出現(xiàn)短歷時、高強度暴雨及大暴雨,同時還在25°以上的坡面進行大量的土方開挖、土地平整、植物種植等人為活動,所以水土流失的發(fā)生是不可避免的。

(2)工程建設時段長度與水土流失。工程建設從2017年初開始,2019年底完工,工期歷時共計3 a,可以看出工程施工各時段較緊迫,施工擾動時間長。另外,研究區(qū)屬低緯度山地亞熱帶季風氣候,年平均氣溫14℃,冬無嚴寒,夏無酷暑,四季如春,一年四季皆可施工,施工進度受季節(jié)影響甚微,施工建設內(nèi)容包括場地平整、覆土綠化、大樹移植等,施工擾動強度大、范圍廣;工程施工不可避免會在雨季進行,研究區(qū)年降水量約900 mm,施工要跨越3 個雨季,山區(qū)雨季施工發(fā)生水土流失危害的可能性會比較大。

(3)施工過程與水土流失。植物種植過程中要進行土方開挖(本工程土方挖填總量達2.28×106m3)和土方調(diào)運平整等工作,因工程自身是生態(tài)植被恢復項目,整個植物種植面積占項目擾動面積的60%以上,在山坡地進行如此大規(guī)模的土方開挖和土方調(diào)運,若不采取有效的措施勢必會產(chǎn)生嚴重的水土流失,例如在不采取水土保持措施的條件下,舞彩淺山郊野公園在1 a左右的施工期間產(chǎn)生的水土流失量達6.05×104t。同時,山區(qū)也是滑塌、泥石流易發(fā)區(qū)[13],山體如遭到大面積的人為擾動和破壞,受損坡面在雨季經(jīng)山體上游匯流集中沖刷后,極易發(fā)生滑坡、坍塌等水土流失危害,危及工程區(qū)下游道路和居民安全。

(4)配套設施建設與水土流失。本工程中配套設施包含旅游設施、給排水、供電、通訊、照明等內(nèi)容,建設過程中難以避免開路挖槽、平整土方等工序,容易導致原地形地貌損毀、地表植被破壞,若不加以合理的防護措施,可能會引起更嚴重的水土流失。以云南省磨盤山國家森林公園為例,占地面積7 348.50 hm2的森林公園因基礎設施建設產(chǎn)生的新增水土流失量可達2 951 t[5]。

(5)臨時措施設置與水土流失。項目建設水土流失主要環(huán)節(jié)發(fā)生在項目施工期,而臨時措施是控制項目建設過程中水土流失的關鍵[14],《開發(fā)建設項目水土保持技術(shù)規(guī)范》(GB50433-2008)中以強制性條文“建設項目在施工期間必須有臨時防護措施”[15]來體現(xiàn)臨時措施在項目建設過程中的重要性和必要性。因本工程占地面積大、施工工期長、地形地貌復雜和工程自身建設特點,施工期間一方面會有大量土石方開挖、搬運和現(xiàn)場臨時堆放,另一方面會造成大面積的擾動和裸露面產(chǎn)生。如果施工期間在項目施工擾動區(qū)不采取合理、完善、齊備的臨時防護措施,雨季極易發(fā)生水土流失事件,不僅影響到項目的工程安全還會波及項目區(qū)及周邊生態(tài)環(huán)境。山區(qū)項目施工中常見的臨時防護措施有臨時攔擋、臨時排水、臨時苫蓋等措施。

(6)施工組織合理性與水土流失。每個生產(chǎn)建設項目可以有不同施工時序、不同的施工臨建布置,不同的施工方案直接會影響到項目建設過程中的水土流失量及其危害程度。如果本項目施工過程中施工臨建占地位置、布局和面積大小不合理,會直接造成水土流失數(shù)量的不同;如果在山區(qū)施工過程中不采取“先攔后棄”的原則,雨季會帶來水土流失安全隱患。

2.3 山區(qū)景觀生態(tài)建設項目水土流失治理原則

(1)保護優(yōu)先,減少人工開挖面。25°以上坡面植被較好區(qū)域,保護現(xiàn)狀原生植被,盡量減少擾動。對其它小規(guī)模種植的區(qū)域采用人工開挖,避免機械工作產(chǎn)生大面積破壞和擾動。

(2)以工程措施穩(wěn)定,安全運行為主導。山區(qū)建設項目應安全先行,因此在坡面部分通過采取攔水埂、梯田、水平階、魚鱗坑等多種措施相結(jié)合,在減少水土流失的基礎上,確保項目建設過程及運行中的穩(wěn)定和安全。

(3)生態(tài)經(jīng)濟與景觀美相結(jié)合。本項目要通過生態(tài)引領、文化潤色、旅游統(tǒng)籌的思路將東山打造成供當?shù)厥忻裼瓮妗⑿蓓?,具有山野林趣的場所。在水土流失治理過程中技術(shù)方案的確定、材料的選擇除考慮生態(tài)、經(jīng)濟外兼顧景觀美學,所有水土保持工程技術(shù)的落地要與周邊景觀設計協(xié)調(diào)一致。

(4)分區(qū)治理與全區(qū)統(tǒng)籌治理相結(jié)合。首先應根據(jù)山區(qū)的特殊性,針對水土流失現(xiàn)象比較嚴重的局部區(qū)域,需要加強實施工程和植物措施相結(jié)合的水土保持技術(shù)措施,前期以工程措施為主、植物措施為輔,增強局部區(qū)域的保水固土能力。同時,整體上要考慮整個區(qū)域的水土流失狀況,統(tǒng)籌兼顧,通過截、攔、蓄、滲等水土保持措施形成完整的工程防治體系,并與園林植物綠化措施結(jié)合,構(gòu)建健康、良好的生態(tài)系統(tǒng)。

2.4 防治水土流失的技術(shù)措施

通過對山區(qū)項目水土流失特點分析,發(fā)現(xiàn)山區(qū)水土流失治理是保障項目安全運行和保護區(qū)域生態(tài)環(huán)境的必備手段,也是山區(qū)景觀生態(tài)建設項目能長效發(fā)揮景觀生態(tài)效益的基石。如何將排洪溝、截洪溝、谷坊、植被恢復等工程納入山區(qū)建設項目中的水土保持措施體系,并形成滲、蓄、引、漫、排的坡面水土保持體系,是有效解決水土流失、保護生態(tài)資源的重點[16]。本文以云南省保山市1 780 hm2東山生態(tài)建設工程為例,整體工程設計講求“蓄、滲、排”結(jié)合以及對原有植被的保護,從坡面到溝道講述山區(qū)景觀生態(tài)項目建設中水土流失治理常見技術(shù)的應用。

2.4.1 坡面水土流失防治技術(shù)措施 主要集中在10°~35°之間的坡面,水土流失治理技術(shù)的選定需結(jié)合后期景觀植物種植行間距設計,坡面水土保持治理技術(shù)采取攔水埂、水平階、梯田、魚鱗坑等形式,所有措施的應用旨在縮減坡面徑流流路、最大限度的攔蓄坡面地表徑流、增加降雨入滲量、減緩地表徑流流速,在一定程度上減少水土流失的發(fā)生,并削減因降雨可能帶來的項目建設安全隱患。

(1)攔水埂。對于研究區(qū)部分小于10°和10°~20°坡面區(qū)域根據(jù)人為擾動程度不同設置攔水埂進行坡面水土流失治理。小于10°的坡面,每隔10 m 用生態(tài)袋設置攔水埂,埂高為20~30 cm 左右。對環(huán)境要求高的地方可以結(jié)合木樁固定方式。攔水埂尺寸要求其基礎到原狀地面以下20 cm 深。10°~20°之間的坡面,每隔8~10 m 斜坡長設置一馬道,馬道寬度1~2 m,馬道沿山體等高線方向按8‰坡降布置;馬道內(nèi)側(cè)開挖一淺碟式排水溝,排水溝寬15 cm,深15~20 cm;馬道外側(cè)設置一道高20~30 cm,寬20 cm的攔擋土埂,土埂采用碼放2~3層生態(tài)植被袋的方式修建。生態(tài)植被袋后期可采用插播、穴播、壓條等手段,選用當?shù)剜l(xiāng)土灌草進行播綠;馬道之間的坡面應盡快采取植被恢復措施,植物種選擇當?shù)剡m生的鄉(xiāng)土樹草種為宜。

(2)梯田。不同造林整地方法對幼林生長的影響有顯著差異,水平梯田是造林整地中促進林木生長為最佳的[17],其對徑流的攔蓄效率可達89.6%[9]。在坡度10°~20°之間的坡面(以農(nóng)耕地和荒草地為主),采用梯田整地形式。田面寬3~5 m,內(nèi)側(cè)留淺碟式排水溝,外側(cè)設置攔水埂,上下田面水平高差3 m,可據(jù)現(xiàn)場情況和景觀需求適當布置隔坡梯田。研究區(qū)內(nèi)設置水平梯田31.9 hm2,隔坡梯田22.87 hm2,攔沙率在67%以上,粗步估計可減少的年土壤侵蝕量為2 190.80 t。

(3)水平階。水平階整地造林可明顯改善土壤物理性狀,攔蓄地表徑流達1 325.55 m3/hm2[18]。與荒坡地相比,水平階整地增加的土壤飽和貯水量達到117.69 m3/hm2,減少的土壤侵蝕量為39.161 t/(hm2·a)[19],能 夠 減 少50%的 土 壤 侵 蝕 量[20]。本次工程中,20°以上坡面采用水平階整地方式,整地面積35.85 hm2。水平階的坎高控制在50~80 cm,平臺寬度為50~100 cm,上下水平階水平間距3 m,階內(nèi)每隔4~8 m 設置一攔水土埂,土埂頂寬20 cm,高20 cm,底寬50 cm,斷面形式為梯形,并采用素土拍實。根據(jù)上述數(shù)據(jù)粗步估計,本工程采用水平階整地后可減少的年土壤侵蝕量為1 403.92 t。

(4)魚鱗坑。25°以上的荒坡地為生態(tài)環(huán)境保護功能區(qū),景觀生態(tài)過程中以水土流失、植被覆蓋率降低等生態(tài)退化過程為主[21]。在此區(qū)域進行景觀林地種植,根據(jù)現(xiàn)場實地情況進行魚鱗坑整地,魚鱗坑沿等高線圍繞山坡與山坡水流方向垂直布置,自上而下呈品字型排列,形狀為半圓形,長徑約為1.5 m,短徑約為1.0 m,坑深0.6 m,有效容積1.40 m3。魚鱗坑設計防御暴雨的標準為10 a一遇3 h最大降雨。魚鱗坑整地不僅適合各種地形條件,而且破土面積小,投資少,又可顯著提高土壤含水率和土壤儲水量,從而提高林地生產(chǎn)力和郁閉成林速度[22]。與荒坡地相比,魚鱗坑整地增加的土壤飽和貯水量為97.04 m3/hm2,減少的土壤侵蝕量為36.741 1 t/(hm2·a)[19],表明了魚鱗坑具有較好的水土保持效果。本工程采用魚鱗坑整地43.45 hm2,按照上述數(shù)據(jù)粗步估計可減少的土壤侵蝕量約1 596.40 t/a。

2.4.2 溝道水土流失防治技術(shù)措施 本工程河道治理密度為0.246 km/km2。溝道治理應結(jié)合景觀設計內(nèi)容進行施工,同時保證溝道內(nèi)景觀跌水壩的基礎埋深在1.50 m 以上。如遇巖層埋深較淺的溝底,需將基礎清理到基巖部分。

沒有人為擾動且滿足景觀需求的自然溝道,原則上盡量保持溝道原狀即可。對人為擾動和破壞較大的溝道,溝道底部和兩側(cè)需要鋪設生態(tài)植被袋的方式處理,如遇坡降比較大的地段需要采取漿砌石護砌或者采用鉛絲石籠進行保護,以防溝底下切,并保護坡腳穩(wěn)定,具體材料從現(xiàn)場易得,成本低,易施工的角度出發(fā)選用。

3 討論與結(jié)論

中國平原面積大、分布廣、水土流失形式多樣,大量開發(fā)建設項目在實施的過程中極大地改變了已處于平衡狀態(tài)的原始地貌、水系和植被,造成嚴重的水土流失現(xiàn)象[23]。相比平原區(qū),山區(qū)景觀生態(tài)建設水土流失問題更加嚴峻、更加突出。在以往傳統(tǒng)設施建設中,一些施工單位將大量廢土、棄渣就近倒入河流及溝道中,造成泥沙俱下、河道變窄,同時大規(guī)模的挖山填土使植被和地貌破壞,加劇了水土流失[24]。因此在進行山區(qū)的園林綠化、景觀設計及施工時應重點考慮水土流失治理的措施,采用相應的水土保持技術(shù)手段,防治水土流失。由于本工程尚未完工,工程實施后的生態(tài)效益目前不能精確計算,故應待工程完工后對項目內(nèi)各項水土保持措施的生態(tài)效益作進一步的研究,為今后山區(qū)生態(tài)建設及水土流失治理提供數(shù)據(jù)支撐。

本文以云南省保山市東山生態(tài)修復工程為典型案例,提出山區(qū)坡面常見的水土保持治理技術(shù)有攔水埂、梯田整地、水平階整地、魚鱗坑整地,山區(qū)溝道結(jié)合景觀設計采用溝底漿砌石護砌或者鉛絲石籠防護等措施防治溝底下切,進一步遏制水土流失的發(fā)生。同時提出在山區(qū)景觀生態(tài)項目建設過程中,要以保護優(yōu)先、安全先行、統(tǒng)籌兼顧為原則,要考慮施工材料的經(jīng)濟性和生態(tài)性,還要考慮景觀美學因素,制定完整的山區(qū)建設項目水土保持措施體系。按照目前實施的水土保持技術(shù)措施粗步計算,工程完工后可減少的年土壤侵蝕量為5 200 t以上。

猜你喜歡
魚鱗坑坡面整地
太行山區(qū)困難立地“五步造林法”
淺談農(nóng)業(yè)機械整地技術(shù)的優(yōu)勢及實施方法
不同規(guī)格魚鱗坑坡面侵蝕過程及特征研究
沖積扇油氣管道坡面侵蝕災害因子分析
魚鱗坑生態(tài)恢復措施對寧夏典型草原植物群落特征的影響
超音速流越過彎曲坡面的反問題
淺談造林穴狀整地
東北地區(qū)農(nóng)機深松整地技術(shù)要領
我省深松整地將實施精準補助
面板堆石壩墊層施工及坡面防護
茂名市| 金华市| 眉山市| 隆昌县| 沾化县| 文安县| 定安县| 壶关县| 米脂县| 兴城市| 松滋市| 甘孜| 宝山区| 社旗县| 綦江县| 桐梓县| 留坝县| 拜城县| 都安| 克山县| 原平市| 乌鲁木齐县| 图片| 商南县| 石屏县| 碌曲县| 威信县| 友谊县| 托克逊县| 伊吾县| 崇义县| 普兰店市| 夹江县| 石楼县| 老河口市| 沾化县| 普定县| 青龙| 荃湾区| 怀仁县| 长海县|