唐琦
(湖南省水利水電勘測設計研究總院 長沙市 410007)
南方花崗巖地區崩崗成因及整治探討
唐琦
(湖南省水利水電勘測設計研究總院長沙市410007)
崩崗是南方花崗巖地區侵蝕最為劇烈、危害最大的水土流失類型。文章以資興市崩崗治理為例,依據固沙防沖、分類治理、防治結合的技術原則,運用生態學原理,對南方花崗巖地區崩崗治理按不同發育階段、不同類型分別采取了相應的整治措施,總結了各種措施的效果及特點:一是整治速度快;二是整治投資省;三是水土保持效益高。
南方花崗巖區崩崗水土流失整治
崩崗是在水力和重力作用下,山坡土體受破壞而崩坍和沖刷的侵蝕現象[1]。崩崗侵蝕作為一種嚴重的水土流失類型,在我國南方地區,主要發生在海拔300m以下的花崗巖低山丘陵區。根據南方7省(區)的普查資料統計,該區共有大、中、小型崩崗23.91萬個,崩崗總面積1220km2[1]。從崩崗數量分布情況看,崩崗數量最多的是廣東?。ㄕ急缻徔倲档?5.1%),其中湖南省崩崗數量占10.8%[1]。根據2005年湖南省崩崗調查顯示,湖南省現存崩崗25443處,崩崗總面積3796.59hm2,分布范圍覆蓋全省12市(州、區)72縣998鄉[2]。全省崩崗分布區分為崩崗高發區、崩崗易發區、一般性區域三個分區。其中,資興市屬于崩崗高發區,也是湖南省崩崗侵蝕較為嚴重的地區之一[2]。
據2005年資興市崩崗調查顯示,全市10個鄉鎮現有150m2以上的崩崗1676處,面積353.27 hm2,土壤侵蝕總量為731.49萬m3。崩崗區平均土壤侵蝕模數高達(9000~20000)t/(km2·a),年土壤侵蝕總量為7.1萬t,土壤中帶走的有機質達0.03萬t[3]。
南方花崗巖地區土壤侵蝕常因發生劇烈面蝕而迅速發展為溝蝕和崩崗,溝蝕和崩崗是江河泥沙的主要策源地,由于崩崗發育把地面切割得支離破碎,土地難以利用,對農業生產和國民經濟的可持續發展帶來嚴重的威脅。因此,研究崩崗整治技術,積極防范,對崩崗防治具有重要意義。
南方花崗巖地區地貌形態以山地為主,丘、崗平地交錯,成土母質為花崗巖和第四紀松散堆積物。花崗巖發育而成的土壤,成土層厚,其組成成份復雜,膨脹系數差異大,團結力弱,溫度反應劇烈,因此抗蝕能力差,加上南方地區降雨充沛,極易形成條形、弧形、瓢形、爪形及混合形的崩崗,造成水土流失和植被的損壞。資興市崩崗主要特點為:①崩崗類型主要為活動型,占崩崗總數的87%,相對穩定的崩崗較少。②崩崗數量多、分布范圍廣。資興市10個鄉鎮分布150m2以上的崩崗1676個,每平方公里水土流失面積內平均有崩崗5處,平均每處崩崗面積為2100m2。③崩崗形態多樣,主要有瓢形、條形、弧形和混合形。④水土流失危害大。資興市崩崗多發生在溪溝和公路兩側,主要危害農田、房屋、山塘水庫、河道及公路[3]。
2.1整治原則
崩崗整治應堅持預防保護與綜合治理相結合的原則[4]。對可能產生崩崗的荒坡,積極采取預防保護措施,強化監督,遏制崩崗的發生和發展。對已經產生的崩崗,采取植物措施與工程措施相結合的綜合治理,形成綜合防護體系,控制崩崗進一步發展,改善崩崗侵蝕區的生態環境。在區域布局上,應根據不同類型區的自然條件、特點,分別采取不同的治理措施。
2.2整治方案
在總體上運用生態學原理,以植物措施為主,盡量減少工程投入,攔沙蓄水,穩定崩壁,盡快恢復崩崗區生態系統,控制崩崗侵蝕。對已基本無新的侵蝕發生的相對穩定型崩崗,主要是維持崩崗的相對穩定現狀,避免人為活動干擾,以封育治理、補植補種為主,保護好現有植被并得到盡快恢復,進一步穩定崩崗[4]。
對正在發生、發展的活動型崩崗,應對崩崗上游匯水區、崩崗區和崩崗底部沖積扇區布置綜合治理措施進行治理[4]:在崩口上游匯水區,應根據不同地形和坡度采取截、排水措施,阻止坡面徑流進入崩口;在崩崗區,對崩壁采取削坡修階穩定邊坡,再種樹種草鞏固崩壁,改善溝床立地條件促進植物生長以控制崩崗的繼續發展,促進崩崗趨于穩定[4];在崩崗底部的沖積扇區,通過合理布置谷坊群、擋土墻等工程措施并種植水土保持林,攔截洪水泥沙,在崩崗口修建攔沙壩以防止泥沙向下游輸移、加劇溝口下切。
3.1整治布局
(1)上截下堵。在崩頂匯水區修截水溝,結合等高線橫向種植植被帶,減少溝頭徑流沖刷;沖積扇區域修筑谷坊,利用溢洪道排洪;崩崗區種植水保林草,固定溝床。
(2)上截下堵中間削。在崩頂匯水區修截水溝,在崩壁上削坡開級做崩壁臺階,植樹種草,在沖積扇區修筑谷坊、擋土墻、攔沙壩等[5]。削坡開級主要針對崩壁陡峭,崩塌量大的崩崗,具體做法為:從崩頂區域開始,對崩崗區內的陡坡從上而下分臺階開挖,各臺階之間設計高差?。?.0~8.0)m,削坡的松土堆放至崩崗底部。崩壁坡度上部宜陡,下部放緩,要求土質上部堅實,下部稍疏松。臺階從上到下逐步加寬,縮小高度,同時放緩外坡。臺階面設計寬(0.8~1.5)m,臺面整修成反坡,內側開挖排水溝。在各級臺階的兩端,自上而下修筑排水溝,溝內種植草皮防沖刷。見附圖。

附圖 上截下堵中間削示意圖
(3)上截下堵中間保。在崩口上游匯水區修建截水溝,在崩口修筑谷坊、擋土墻等,利用溢洪道排洪;而“中間保”指盡量保護崩崗區內現有的植被,在崩壁緩坡區域植樹、灌、草,在崩壁陡坡區域噴播草籽,挖坑穴植攀援植物、草類以穩定崩壁;在谷底種植竹、灌、草修筑成植物谷坊以防止沖刷、攔蓄泥沙[5]。
3.2不同類型崩崗整治措施
(1)弧形、條形崩崗整治措施。在匯水區崩口外沿5.0m處布設截水溝,攔截坡面徑流,防止崩崗溯源侵蝕,形成第一道防護線。對崩壁削坡開級,自上而下做成崩壁臺階,種植水土保持林草等控制崩崗的繼續發展,促進崩崗趨于穩定,形成林、草、臺“三位”一體的第二道防護體系。在溝底比較平直、基礎良好的地方修建擋土墻,防止崩崗繼續崩塌、阻擋崩壁滑坡、縮短邊坡長度,形成第三道防護體系。
部分條形崩崗崩壁陡峻,高達數10m,立地條件惡劣,植被恢復較為困難,則不宜采取削坡開級,應對陡峭的崩壁采用穴植攀援植物進行防治。對位于道路、居民點附近的條形崩崗,考慮到生態景觀效益,采取生態袋護坡進行防治。
(2)瓢形、爪形、混合形崩崗治理措施。在匯水區崩口外沿5.0m處布設截水溝,形成第一道防護線。對崩壁削坡開級,自上而下做成崩壁臺階,種樹種草,形成第二道防護體系。在溝底比較平直、溝口狹窄、容積大、基礎良好的地方修建谷坊[4];崩溝較長時,按照自下而上、分段控制修建梯級谷坊群,形成第三道防護體系。
對侵蝕溝溝底比降不大,溝底下切較淺的的爪形崩崗,可在溝口和溝中已定谷坊位置,垂直于水流方向,挖溝密植胡枝子或紫穗槐做成植物谷坊,以減緩水流流速,穩定侵蝕溝,制止溝底下切和溝道擴張。對侵蝕溝較深的爪形崩崗宜自上而下、分級控制修建梯級谷坊群。
(1)整治速度快。據觀測調查,采取傳統的崩崗整治方法,見效緩慢,時間長。而采取本文介紹的方法,治理當年即可見效。如資興市坪石鄉泥菜黃崩崗(瓢形)、抄箕窩崩崗(條形),對其進行分帶整治,分層配置不同種類的植被,崩崗區治理當年的植被覆蓋率達到60%,治理三年后植被覆蓋率達85%,崩口郁閉,崩壁變綠。從資興市已整治完成的300余處崩崗的治理效果來看,其中90%的崩崗已趨于穩定,比采取傳統的整治方法縮短了至少3年時間。
(2)整治投資省。采取傳統的治理方法,一般工程措施費用占65%以上[6]。而采取本文介紹的方法,工程措施與植物措施相結合,以植物措施為主,使工程投資大為減少。從資興市坪石、何家山示范區25處崩崗的治理效果來看,對崩壁削坡開級后種植冬茅草、葛藤、桎木、馬尾松等,點播白棟,直播灌木、草籽,在溝底栽植楠竹、木荷等,第二年成林,第三年崩崗基本穩定。在保證效益不降低的情況下,增加林草措施費用,降低工程投入,能節約40%~50%的費用。此外,種植竹、茶、林、果等經濟植物還可增加農民收入。
(3)水土保持效益高。在崩崗底部沖積扇區域布置植物谷坊、生態袋等植物措施,第一年復綠面積高達75%,使崩崗區植被覆蓋度從30%提高到80%,大大增加了景觀效益,水土流失得以有效控制。根據監測數據,崩崗區土壤侵蝕模數由治理前的20000t/(km2·a)下降到治理后的(1500~2000)t/(km2·a)。區內植物種類實現了多樣化,生態系統得以恢復,土壤條件得以改善,農民生產和生活安全得到保障。
[1]馮鳴漢,廖純艷,李雙喜,魯勝力.我國南方崩崗侵蝕現狀調查[J].人民長江,2009,40(8):66-68.
[2]湖南省水利廳水土保持處,湖南省水利水電勘測設計研究總院.湖南省崩崗調查報告[R].2005.
[3]資興市水利局.湖南省資興市崩崗調查報告[R].2005.
[4]徐濤.淺談崩崗的治理[J].民營科技,2011,(10):279.
[5]林敬蘭,鄭錦文.南方紅壤區崩崗侵蝕治理研究進展[J].亞熱帶水土保持,2014,26(3):34-37.
[6]李旭義,查軒,陳世發.崩崗侵蝕治理范式結構與功能研究[J].水土保持研究,2009,16(1):93-98.
唐琦(1984-),女,大學本科,工程師,主要從事水土保持生態建設規劃設計、水保方案編制工作,手機:13548534664。
(2016-07-15)