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瀑布沟库区汉源县城消落带生态治理综合研究

  • 投稿喝红
  • 更新时间2015-09-24
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兰惠娟,刘登禹,杨欣伟,徐国城,郑凯源

(四川农业大学,四川 雅安 625014)

摘 要:瀑布沟水电站运行期间在汉源县城库区形成了60m的消落带,近年来一直存在一系列生态环境问题.为改善该区域自然环境,保障周边居民的生活健康,解决水土流失严重、气象灾害频繁、地质灾害分布广泛和水质污染加剧等问题,本文逐个分析当地不同消落带边坡类型,对各类型消落带边坡因地制宜提出治理措施,为消落带生态治理提供参考.

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关键词 :汉源县城库区;消落带;不同边坡类型;生态治理

中图分类号:X171.4文献标识码:A文章编号:1673-260X(2015)04-0068-04

1 引言

消落带是水陆生态系统交错的区域,具有水域和陆地双重属性,长期或者阶段性的水位涨落导致其反复淹没和出露[1].由于普通植物很难在季节性水淹或干旱的环境条件下生存,因此消落带常出现土地或岩石裸露现象,极易形成“垃圾带”或“荒漠带”景观[2],既不美观又对生态环境产生重大破坏,而且对边坡的处理不当容易形成严重的地质灾害,造成灾难性的后果.

瀑布沟水电站是国家“十五”重点建设项目,也是西部大开发的标志性工程,于2009年蓄水发电;汉源县城是瀑布沟水电站建设征地涉及的一座人口规模为3万的迁建县城[3].瀑布沟水电站建成以后,在汉源县城周边形成了60m左右的深度的消落带[4].这一区域的生态环境非常脆弱,现存在水土流失严重、气象灾害频繁、地质灾害分布广泛和水质污染加剧等生态问题,对周边自然环境、人体健康造成了严重威胁.本文结合防护工程和植物治理措施[5],针对汉源县城库区不同类型的消落带边坡提出具体治理方案,为实现库区的生态安全和社会稳定提供参考.

2 汉源县城库区消落带现状及特点

2.1 消落带出露时间分布

瀑布沟水电站对库区水位调控,消落带区域出露时间随水库的调度运行,年际间在790-850m范围内呈现规律变化,水库水位最大消落深度60m[4],具体变化情况如表1[6].

2.2 消落带治理范围

流沙河与大渡河汇口至108国道流沙河大桥处的左右两岸人口聚集,消落带对县城周边景观和人居环境影响显著,因此须对汉源县城消落带进行有效治理[3].经实地考察,现考虑治理范围,左岸:沿流沙河向下游,从前进村沿武汉路至桃坪;沿流沙河向上游,从前进村沿108国道至108国道流沙河大桥处;右岸:沿流沙河向下游,从108国道流沙河大桥处沿306省道至东沟大桥处.实地考察路线如图1.

2.3 汉源县城消落带特点

2.3.1 基本特征

汉源县城消落带存在以下基本特征:(1)种类多样.汉源县消落带按地貌形态可分为以下6种类型[7]:浅丘坡型、陡丘坡型、传统混凝土护坡型、峡谷陡崖型、阶地型、混合型;(2)治理程度低.仅在少数地区发现有筑堤护岸工程、人工植被重建[8]、传统混凝土护坡[9]等方式;(3)地质灾害易发[10].消落带大多数坡度大于450且坡面陡峭,多处已出现滑坡、泥石流现象;(4)卫生环境差.消落带垃圾随处可见,城市生活污水随意排放.考察点采集的水样检验结果见表2;(5)植物类型统一.在考察点均发现有大量两栖蓼、狗尾巴草、狗牙根、空心莲子草、牛筋草等植物生存.

2.3.2 土地利用特点

汉源县城消落带土地利用具有如下特点:(1)无合理规划.仅在兰家营一带有政府统一规划的广场、农业用地等,而大多数消落带土地由周边居民任意开垦种植玉米、土豆、桑树、桃树等经济作物;(2)利用率低[8].汉源县的消落带绝大多数为坡度大于50o的消落带,只有在少数地势较好的区域有人工开垦的土地;(3)利用性质不恰当.部分高地势消落带被用于堆放建筑砂石和建筑垃圾.

2.3.3 重建模式

汉源县城消落带重建模式主要有:

(1)植被重建.汉源县城消落带存在自然植被重建[11],在岸边发现有自然生长的狗尾巴草、狗牙根、两栖蓼、牛鞭草等植物.(2)工程重建—筑堤护岸.筑堤护岸工程主要存在于人口密度较大、地质灾害频发区段.

3 治理措施

以下根据汉源县城消落带具体边坡情况,对6种不同类型的消落带边坡提出的具体治理方案.

3.1 浅丘坡型(坡度极缓,土壤层厚)

汉源县移民人均耕地配置标准偏低,且在汉源新县城和流沙河一带还有大量无土安置移民[3],土地需求量高.当地居民在消落带自主开垦种植一些农作物,但是由于没有统一规划,管理力度不够,存在乱开垦、抢地种植的情况.建议在此地形的消落带采取有机农业[31]与人工护坡植被相结合的方式治理.

在835m以上的区域,成陆时间大于120d,由政府统一分配土地,根据作物生长周期,每个高度带可种植作物见表3.

在821-835m区域内,可人工播撒狗尾巴草草籽、牛筋草草籽、狗牙根草籽,再加上本土一些耐淹植物侵入,可构成4~6种植物的湿地生态系统[23].另外,此区域出陆时段为4~5月,可以任由当地居民种植小白菜、生菜、空心菜、韭菜、四季豆等生长周期短、即种即收的蔬菜.

在790-821m区域内,可人工播撒草籽,也可由上部植物向下蔓延[26],构成4~6种植物的湿地生态系统.另外,此区域出土时段为1月,时间小于60天,可以任由当地居民种植小白菜、生菜、空心菜等生长周期短、即种即收的蔬菜.

3.2 陡丘坡型(坡度大,附土壤层较厚)

如上图右,可采取生态混凝土预制块工程与植被恢复相结合的措施,每隔10m左右还可修建亲水平台,为当地居民和游人开启亲水之旅创造条件.

在790-848m区域内采取工程措施与植被恢复相结合的方式[28]:(1)把边坡做简单的平整处理.(2)在表面喷撒各类草籽(3)外层铺设生态混凝土预制构件,构件砌块之间的连接缝和构件预留孔洞用于生长植物.

生态混凝土预制构件不仅利用其自身的重力进行护坡,还可供植物生长,植物的垂直根系可穿过坡体表层,锚固到岩土层上;植草的根系在土中盘根错节,使边坡土体与草根的结合,提高土体强度;植物通过吸收坡体内水分,降低土体的空隙水压力,提高土体的抗剪强度,有利于边坡的稳定.随着植物的生长和繁殖,根系的锚固作用和浅根的加筋作用逐渐增强,生态混凝土对减轻坡面不稳定性和侵蚀方面的作用会越来越大[16].

根据生态位原则[12]、植物习性、成陆时间对种植的植物作以下规划:

在790-841m范围内,成陆时间少于120d,目前没有发现能在全淹240d存活的植物[25],我们考虑在此高度带混播种子数量多、种子存活时间长、适应能力强、迅速出苗的草籽,如汉源县水库消落带广泛分布的水花生、狗尾巴草、牛筋草、狗牙根等.

在841-848m内,全年成陆时间超过8个月,可混合播撒香根草、狗牙根、牛鞭草等耐淹植物草籽.据有关研究表明,这几种植物能在水淹条件下生长5-6个月不死亡[15,17,18].即在此高度带中可保证全年长青.

在848-850m内,首先做基本清理边坡处理,再种植如杞柳的耐淹灌木丛[32].

850m以上全年成陆,首先清理掉表面的大块岩石,坡面稍作平整、压紧[30],然后人工种植当地特色经济乔木,如花椒、梨树、樱桃等[31].

按此方法规划,在消落带可形成一个乔、灌、草简单自稳定人工生态系统[27].随着时间的推移,还会有本地的各类植物侵入,进一步提高生物多样性,此人工生态系统将很快过渡成为一个稳定的自然生态系统[23],达到防风固土、阻污截污、保护下层消落带的作用[24].

3.3 阶地型

此类型消落带由于水位在不同高度变动形成阶梯状,每阶的阶坎处易滑坡,土壤易被水冲刷[29].治理此种形态的消落带首先把每阶的阶坎用石头砌起,然后参照缓丘坡型在不同高度种植适宜经济作物发展生态农业,在此不做赘述.

3.4 传统混凝土护坡型

采用植被混凝土护坡绿化技术与生态混凝土技术相结合.

植被混凝土是一种新型植物生长基材,由砂壤土、水泥、腐殖质、混凝土绿化添加剂、混合植绿种子等组成,在喷射到坡面后,具有一定的强度(0.45MPa左右),能抵御强暴雨(120mm/h以内)和流水的冲刷,防止基材因暴晒而产生龟裂.植被混凝土本身也是植物生长的良好基材[14].配比如下[12]:

现浇生态混凝土由骨料、水泥、水以及微量或无细集料而制成的一种多孔轻质混凝土.通过加入一定量的添加剂,提高水泥浆体的粘聚力和水泥浆体与骨料的粘附力,确保孔隙在生态混凝土整体结构中的有效形成、强固和均匀排布.其具有理想的透水系数和相当的强度[19],满足过滤及植物生长的需求,同时满足堤坝加固修复要求[34];同时由于其生态混凝土材料自身的多孔性和良好的透气透水性[20],在形成坡坝整体卓越的反滤效果、消除静水压力[13].

现浇生态混凝土配比[13]:

在上部已做混凝土护坡的范围内采用干喷法植被混凝土技术.直接用土压机、混凝土喷射机喷7-10cm基层,再将混有一定配比的香根草、两栖蓼、芦苇等耐淹植物草籽的面层喷1cm,喷植完成后覆盖无纺布,用喷灌强制养护,养护3个月左右[33].

在下部没有混凝土的部分,由于没有进行护坡处理,采用现浇生态混凝土技术.首先在表层做基本整平;再用普通水工建筑物混凝土浇筑2m2的基本框格梁;然后在框格梁内部填充10cm厚的现场配置、搅拌的生态混凝土;最后在表层附上混有草籽(如水花生、狗尾巴草、牛筋草、狗牙根等)的5cm客土.[13]

3.5 峡谷陡崖型(陡坡,表面有薄层土壤或裸露岩石)

可采用生态混凝土技术治理,具体施工如传统混凝土护坡型下部使用的生态混凝土技术施工,在此不做赘述.

3.6 混合型

在消落带还存在大量各种形态边坡的组合情况,如上图为阶型和峡谷陡崖型的组合[34],对此种情况采取混合治理办法,相应地形采取其对应措施.

4 小结

综上,汉源县城库区消落带存在地质灾害频发、水体污染严重、垃圾遍地、土地利用不合理、护坡工程匮乏等问题,因此对水库消落带进行综合生态治理十分必要.本文针对汉源县城周边的缓丘坡型、陡丘坡型、阶型、峡谷陡崖型、混合型6种不同边坡情况,因地制宜,提出了相应的治理方案.但采用什么植物种类进行耐淹和抗旱实验,怎样进行群落搭配栽种,怎样用相应的工程措施来进行边坡保护和植被恢复,都是需要我们长期进行探索和实践的问题.

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