荒漠化地區水土保持防治措施研究

席琳

（黃河勘測規劃設計有限公司，河南 鄭州 450003）

荒漠化地區水土保持防治措施研究

席琳

（黃河勘測規劃設計有限公司，河南 鄭州 450003）

本文根據荒漠化地區造成的水土流失的特點，分析荒漠化地區水土保持防治分區和防治措施體系布局的情況，結合近年來防沙治沙經驗，總結荒漠化地區特有的水土保持措施，如草方格沙障、土工格柵沙障和土壤凝結劑沙障，并對其使用方法、防治特點和性能指標進行綜合分析比較，以期為減少工程建設對荒漠化地區生態環境的擾動和水土保持措施的合理布設提供指導。

荒漠化地區；水土保持防治措施；草方格沙障

我國是世界上受荒漠化危害嚴重的國家之一。目前全國荒漠化土地面積達262萬km2，占國土面積的27.3%。荒漠化地區日照強，氣溫日較差、年較差大，降水稀少且變化率大，地面蒸發強烈，地表徑流貧乏，植被覆蓋率低，在常年強烈、頻繁的大風作用下，風力侵蝕作用極其劇烈。惡劣的自然環境，使該區域的水土流失特點鮮明。但目前，水土保持方案普遍存在措施體系布設不合理的現象，為了盡早拿到批文開工建設，水土保持方案設計的措施往往千篇一律，照搬照抄現象嚴重［1］，這樣既浪費了項目投資，也使水土保持方案失去了其存在的意義。本研究以內蒙古杭錦旗生態治理項目為例，分析荒漠化地區水土流失的特點，結合近年來防沙治沙經驗，總結適宜荒漠化地區特有的水土保持防治措施，以期為減少工程建設對荒漠化地區生態環境的擾動和水土保持措施的合理布設提供依據。

1 項目區及項目概況

內蒙古杭錦旗生態治理項目位于內蒙古鄂爾多斯市庫布齊沙漠，也是距北京最近的沙漠，項目區屬暖溫帶干旱半干旱區域，冬季寒冷漫長，夏季酷熱短促，早晚溫差大，降水稀少，蒸發強烈，風大且沙塵暴多。年均降水量195.2mm，降雨主要集中在7-9月，年均蒸發量1 513.6mm，年均氣溫5.7℃，平均風速2.4～3.2m/s。項目區地貌類型較為單一，為波狀起伏風積沙丘，連綿不斷。微地貌除北部沿黃一級公路沿線為狹窄荒漠化草原外，其余多為新月形沙丘、沙丘鏈及窩狀沙地。區域主要植被類型為溫帶小灌木、半灌木荒漠植被、荒漠河岸林、灌木林、草甸，林草植被覆蓋率為15%。沿線主要土壤類型有潮土、鹽土和風沙土。建設區屬“三北”戈壁沙漠及沙地風沙區，以風力侵蝕為主。根據《全國水土保持規劃》（2015-2030）的劃分成果，項目區位于黃河多沙粗沙國家級水土流失重點治理區。項目區水土流失侵蝕模數在500t/km2左右。

表1 內蒙古杭錦旗生態治理項目水土保持措施

根據工程的開發任務，杭錦旗庫布齊沙漠生態治理綜合整治工程布置有引水渠道、圍堤、退水閘、退水渠、景觀工程等組成。圍堤工程土石方開挖199.77萬m3，其中100.0萬m3運直接上壩填筑，其余運至渣場。渣場共堆存棄渣99.77萬m3，渣場布置于壩后工程管理區范圍內，棄渣高度1m。

2 水土保持防治措施布設

2.1 防治措施體系設計的思路

荒漠化地區生態環境較脆弱，風力侵蝕嚴重，防治和控制風力侵蝕應成為這些地區荒漠化防治的主要任務。項目施工盡量避開大風季節（3-5月），在防治措施安排上，首先考慮防風防沙措施的布設，以保證工程順利進行。

工程在開挖和回填過程中，堆土量大、占地面積大，易造成較大水土流失，因此必須加強該區域的臨時防護，先進行臨時裝袋土的布置設計施工，后堆土，避免造成水土流失［2］。施工期，人員、車輛、施工營地等應嚴格控制在設計的項目占地范圍內，嚴禁在荒漠上隨意擴大擾動范圍，以保護戈壁礫石層及沙表結皮，避免造成更多新增的水土流失［3］。

2.2 各防治分區措施

根據水土流失防治分區原則，以內蒙古杭錦旗生態治理項目為例，荒漠化地區水利工程水土流失防治分區一般劃分為主體工程區（包括圍堤、引水渠和退水渠），棄渣場區、土料場區、施工生產生活區、圍堤道路區見表1。

3 適宜荒漠化地區的水土保持防治措施建議

在水土保持方案設計中要體現“預防為主、防治結合”的方針，根據工程特點，分區布設水土保持措施，荒漠化地區氣候干燥，多風少雨，生態較為脆弱，應采取特殊的標準，布設特殊的水土保持措施，充分結合近年來防沙治沙經驗，首先考慮草方格、土工格柵和土壤凝結劑沙障，將沙障優化配置到水土保持防治措施體系中，要在保證工程正常運行的前提下提高項目區植被覆蓋率。

3.1 草方格沙障

埋設沙障時采取“兩埋、兩踩、一焙土”的措施，即將沙障放入已挖好的溝內，填入一半濕沙土踩實，再填滿踩實，最后培5～10cm濕沙土［4］。也可以利用草方格機器將材料直接壓入沙地［5］，以提高效率。在設置沙障的同時，在草方格沙障迎風側的下方種植芨芨草（或其他鄉土草種），讓其在沙障的保護下生長，以便在沙障失去效果時起到防風固沙的作用。研究表明，小網格費工費料，單價較高，而網格過大時，中間積沙厚，不利于植物生長［4］。一般以2.0m×2.0m和4.0m×4.0m的草方格配合適宜的固沙植物，能達到最佳的防風固沙效果［6］。

該方法將工程措施與植物措施有機結合，項目初期，草方格沙障起主導作用，隨著草方格固沙作用的發揮，芨芨草地上和地下部分生物量積累到一定程度，根系將沙土牢牢固定在一起，形成綠色邊坡，待草方格生物質材料腐爛后還可作為肥料被植物利用。將草方格應用于棄渣場邊坡的植被恢復，具有良好的防風固沙效果，保護了棄渣場邊坡的安全與穩定，且成本低廉、生態景觀好。實踐證明，目前草方格在寧夏、內蒙古等沙漠地區非常適用，施工方法可根據實際情況優化。

3.2 土工格柵沙障——防沙網

傳統的漿砌石沙障工程造價高，并且隨著障后積沙的增高使其使用壽命有限，土工格柵具有移動方便的特性，積沙后可通過拔高而恢復其原有功能，這是其區別于其他沙障的最大優點［7］。研究表明，以平鋪防沙網與立式防沙網相結合，以防沙網與草方格沙障相結合效果較好［8］，證明是一種既可降低風速又可控制流失的方法，應用于施工區的上風向和鐵路、公路兩邊，對降低局部風速效果較好。

水土保持防治措施設計應因地制宜，將工程對荒漠化地區生態環境的影響降至最低。根據沙障的特點，措施設計時可將草方格沙障與土工格柵沙障靈活運用，發揮各自優點，如圖1所示。

圖1 防風網沙障和草方格沙障結合使用

3.3 土壤凝結劑沙障

土壤凝結劑沙障是指在荒漠化土地表面噴灑化學膠凝材料，使其在沙質表面形成一層有一定強度的防護層，可以起到減少流沙的目的。目前，常見的化學固沙材料包括乳化瀝青、高分子聚合物、無機材料等。新型固沙材料在提高保水性、無污染和促進植物生長方面取得了一定的進展，但大量的化學材料滯留在沙地上，從長遠考慮其降解性是目前急需解決的問題。

［1］徐健，李燦明，孫中峰，等.氣田開發工程水土流失特點與防治對策——以蘇里格氣田為例［J］.中國水土保持科學，2013（1）：103-108.

［2］高榮，錢愛國，雷豐澤.水土流失防治中加強臨時措施應用的幾點思考［J］.中國水土保持，2012（12）：40-46

［3］師明洲，岳新發，吳亞寧.西氣東輸工程水土流失綜合防治體系設計［J］.人民黃河，2003，25（5）：29-31.

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［5］曹玉印，潘河兵，劉晉浩.草方格鋪設機構的研究與設計［J］.林業機械與土木設備，2009（5）：13-15.

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Research on Prevention and Control Measures of Soil and Water Conservation in Desertification Areas

Xi Lin
（Yellow River Survey Planning and Design Co.,Ltd.，Zhengzhou Henan 450003）

According to the characteristics of soil and water loss caused by desertification area,this paper analyzes the layout of soil and water conservation zoning and prevention and control measures in desertification area.Combining with the experience of sand control in recent years,this paper summarized the unique soil and water conservation measures in desertification area Sandstone barrier,geogrid barrier and soil coagulation sand barrier,and its use methods,control characteristics and performance indicators were analyzed and compared with a view to reduce the project to the desertification of the ecological environment of the disturbance and soil and water conservation measures reasonable provision of guidance.

desertification area；soil and water conservation control measures；straw checkerboard barrier

X171；S157

A

1003-5168（2017）05-0077-03

2017-04-15

席琳（1983-），女，碩士，工程師，研究方向：水土保持方案編制。