包頭至銀川高速鐵路環保選線與生態補償研究

任雪坡

(中國鐵路設計集團有限公司,天津 300308)

引言

高速鐵路是鐵路現代化的重要標志,具有安全、快速、舒適等諸多優點,中國已成為世界上高鐵發展速度最快、運營里程最長、在建規模最大的國家[1]。 《國家綜合立體交通網規劃綱要》中提出,到2035 年,中國鐵路網總規模將達到20 萬km,其中高鐵(包含部分城際鐵路)將達到7 萬km,建設“八縱八橫”高鐵主通道及區域性高鐵,形成高效的現代化高鐵網。 另一方面,我國幅員遼闊,自然環境復雜多樣,隨著我國鐵路快速發展,越來越多的鐵路需要經過環境敏感區,鐵路建設與環境保護之間的矛盾也日益突出。 因此,開展生態保護研究已成為鐵路建設的一項重要部分。

已有許多學者就鐵路沿線的生態保護問題開展研究。 張帥結合銀西高鐵環境敏感區分布,認為應選擇環境影響最小的線路方案,并采用隧道和橋梁等影響較小的方式通過[2];龍宗明結合貴陽至南寧高鐵環保選線設計,總結山區鐵路環保選線原則[3];譚義認為構建工程可行性、自然環境影響和社會環境影響為主的鐵路生態選線評價指標體系[4];崔曉旭等結合多條鐵路工程選線案例,提出在復雜山區高速鐵路環保選線過程中,應綜合考慮多方影響因素,堅持預防為主、保護優先原則,加強重點區域保護,主動采取避讓措施[5];張明提出高鐵選線中要樹立環保選線的意識,強化環保選線的措施,貫徹環保敏感點“一繞、二比、三措施”的綜合選線方法[6];孫濤以某鐵路為例,探討建立涉及環境敏感區、城市規劃區、既有車站的環保選線方法和評價體系,并將該方法體系運用于線路方案環境比選研究[7];高崇華等結合成貴高鐵,在環保選線的基礎上貫徹“減災選線”理念,貫徹站城融合,打造生態工程[8];朱正清提出,應加強鐵路規劃與城市規劃、土地利用規劃、綜合交通規劃的協調銜接,從環境保護源頭開展環保選線[9];羅運五等總結某高原鐵路雅安至康定段環保選線經驗,提出環保選線應堅持依法合規,開展多方案比較,開展先期論證,合理確定工程形式及大臨工程選址[10];馬濤通過多方案比較合理確定湛江東海島鐵路走向方案,對無法繞避的紅樹林保護實驗區采用橋梁通過,并充分考慮施工環境保護措施[11];徐霞從工程穿越形式、施工方式、生態恢復及風險防范措施等方面,提出線性工程“無害化”穿(跨)越生態保護紅線的措施建議[12];周衛軍認為應從減少擾動、工程防護、植物選擇和管理措施方面積極開展生態保護[13];康璇通過多方案比較,合理分析鐵路工程對保護區內珍稀動植物的影響,將鐵路對環境的影響降到最低[14]。 以下依托包銀高鐵環保選線設計,針對四合木生長特征,開展生態補償研究,以期為其他項目提供參考。

1 項目概況

新建包頭至銀川高速鐵路(以下簡稱“包銀高鐵”)位于內蒙古自治區和寧夏回族自治區境內,線路東連京包高鐵,西接銀蘭高鐵,是國家“八縱八橫”高速鐵路主通道京蘭通道的重要組成部分[15]。 包銀高鐵包頭至惠農段起自京包高鐵包頭站,向西經內蒙古自治區包頭市、巴彥淖爾市、鄂爾多斯市、烏海市和寧夏回族自治區石嘴山市,線路先后兩次跨越黃河,穿越甘德爾山,終至惠農南站,線路全長約420 km[16-17]。

包銀高鐵包惠段主要技術標準如下[18]。

正線為雙線,設計速度250 km/h。 最小曲線半徑為3 500 m,最大坡度為20‰(困難地段30‰),牽引種類為電力牽引,到發線有效長度為650 m。 列車運行控制方式為自動控制,行車指揮方式為調度集中。 其他技術標準執行TB10621—2014《高速鐵路設計規范》。

包銀高鐵包惠段走行于黃河兩岸,區域內環境敏感區分布密集,共有自然保護區2 處,水源保護區6處,森林公園1 處,地質公園1 處,水利風景區1 處,水產種植資源保護區1 處,文物保護區12 處等,環境敏感區是影響包銀高鐵線路走向的重大控制因素。

本線經過西鄂爾多斯國家級自然保護區和賀蘭山國家級自然保護區,保護區內分布有四合木等珍稀植物。 四合木為蒺藜科四合木屬,是一種較矮、分支較多、具有超強抗旱功能的小灌木,主要分布在內蒙古自治區烏海市及其周邊地區,總面積逾180 km2,總體上分布范圍較為狹窄,主要呈斑點狀分布于西鄂爾多斯自然保護區及其周邊地區[19]。 目前,四合木已列為國家一級保護植物,被譽為植物的“活化石”和“大熊貓”[20]。 因此,開展環保選線和生態補償研究十分必要。

2 環保選線

生態興則文明興,生態衰則文明衰,鐵路建設應加強環境保護工作,進一步強化環保選線理念,按照保護生態環境優先的原則,從設計源頭確保工程線位、站址合理。 在環境敏感區域,堅持“應繞盡繞、能減則減、保補結合”的選線原則,以最大程度上減少對環境的影響。

2.1 堅持保護優先,應繞盡繞

嚴格遵守《中華人民共和國自然保護區條例》《中華人民共和國水污染防治法》《中華人民共和國文物保護法》等法律法規。 對于禁止穿越的自然保護區、水源保護區、文物保護區等重大環境敏感區,應予以繞避。

針對西鄂爾多斯自然保護區和賀蘭山自然保護區分布,考慮地質條件、黃河橋位、文物保護、設站條件和地方政府意見等因素,先后研究了東側繞避保護區方案(沿京藏高速方案)、西側繞避保護區方案(并行G110 國道橋位方案)和經保護區實驗區方案(頭道坎橋位方案),線路方案見圖1。 由于采空區位于西鄂爾多斯自然保護區之間,且部分核心區和實驗區與采空區重疊,東側繞避保護區方案線路大段落穿越煤礦采空區,施工及運營安全風險大,研究后予以舍棄。 結合該段落黃河橋位研究成果,重點對西側繞避保護區方案(方案一)和經保護區實驗區方案(方案二)開展比選,2 個方案具體比較見表1。

表1 烏海至惠農段線路方案比較分析

圖1 烏海至惠農段線路方案示意

方案一:雖然繞避西鄂爾多斯自然保護區,但線路4 次穿越水源保護區,黃河橋位于海勃灣水庫區中段,主河槽流路需長期調整,不確定因素多,橋位條件差,黃河橋長度較方案二長約8.6 km,黃河寧蒙河段容許橋間距為4 km,需拆除下游既有G110 國道黃河大橋;線路4 次小角度跨越包蘭鐵路,對既有鐵路運營干擾大,拆遷工程量大;引入烏海西站不能兼顧烏海海南區,不符合烏海市意見。

方案二:繞避了西鄂爾多斯自然保護區核心區和緩沖區,以橋梁和隧道形式穿越實驗區,并采取工程保護措施,最大程度減少了對保護區的影響;線路與黃河基本正交,主河槽穩定,橋位條件好;新建烏海南站可兼顧烏達區和海南區,符合烏海市設站意見(方案二)。

經綜合比選,決定采用經保護區實驗區方案。

2.2 開展多方案比選,能減則減

受線路走向、站位、地形地質條件等因素限制,線路必須穿越保護區、水源保護區、文物保護區等環境敏感區時,需開展多方案比選,并最大程度上縮短穿越環境敏感區長度,以減小對環境的影響。

以包銀高鐵包惠段為例,西鄂爾多斯自然保護區距離黃河東岸僅670 m,賀蘭山自然保護區緊鄰黃河西岸和南岸,受自然保護區、水源保護區、甘德爾山活動斷裂帶、采空區、黃河橋位、設站條件等因素控制,線路在DK386+000 ～DK392+100 段不可避免地以隧道形式穿越了西鄂爾多斯自然保護區實驗區。 在DK392+500～DK404+000 段為最大程度上減少對生態環境的影響,先后研究繞避保護區限速方案、減少穿越保護區的烽火臺西側方案(方案一)和烽火臺東側方案(方案二),線路方案見圖2。 其中,繞避保護區限速方案完全繞避保護區,采用最小曲線半徑1 400 m,行車速度僅160 km/h,不滿足本項目技術標準和高速鐵路主通道的功能定位,且該方案中烏海南站位于海南區西水源地二級保護區,研究后予以舍棄。 結合黃河橋位、設站條件等因素,重點對方案一和方案二開展比選,2 個方案具體比較見表2。

表2 包銀高鐵包惠段DK392+500～DK404+000 段線路方案比較分析

圖2 包銀高鐵包惠段DK392+500～DK404+000 段線路方案示意

烽火臺東側方案雖然穿越西鄂爾多斯自然保護區實驗區長度較烽火臺西側方案長2.02 km,但線路距離烽火臺較遠(537 m),符合文物局意見;烏海南站位于水源地準保護區,滿足環保要求,且遠離村莊,拆遷量小。 經綜合比選,推薦烽火臺東側方案。

2.3 加強工程保護措施,合理開展生態補償

若因線路技術條件、工程地質等因素確實無法繞避的環境敏感區,應采取工程保護措施,盡量以橋梁和隧道等對環境影響小的工程形式通過,嚴格控制保護區內的臨時工程,同時取土場、棄土(渣)場、隧道輔助坑道應避開保護區范圍,采取封閉式施工等有效措施,以最大程度上減少對環境的破壞,同時結合周圍生態環境現狀,合理開展生態補償。

以包銀高鐵包惠段為例,包銀高鐵在DK387+080～DK392+074 段采用隧道形式穿越西鄂爾多斯自然保護區實驗區和秦漢長城,且隧道斜井均位于保護區之外。 在DK397+364 ～DK401+295 段采用橋梁形式穿越西鄂爾多斯自然保護區實驗區。 在保護區內無臨時工程,施工便道也布置在征地紅線內,最大限度減少了對生態環境的影響。

除加強工程保護措施外,在穿越自然保護區段落,對保護植物四合木也采取相應生態補償措施,四合木保護和恢復遵循以下基本原則。

(1)保護優先原則

四合木種群的保護和恢復是西鄂爾多斯自然保護區生物多樣性保護的關鍵,應堅持保護優先、自然恢復為主的原則,最大限度地減輕工程對四合木等保護植物的影響。

(2)統一協調原則

四合木保護和恢復實施方案應與當地國民經濟和社會發展規劃、自然保護區總體規劃和生物多樣性保護專項規劃等相關規劃相協調,四合木保護和恢復選址要在空間分布和范圍上與自然保護區功能分區協調一致。

(3)可操作性原則

四合木保護和恢復實施方案應在深入調查研究、廣泛聽取意見的基礎上,結合實際情況,尊重自然規律,妥善處理四合木等珍稀野生植物種群保護與開發的關系,科學設置四合木種群保護和恢復區域,采用切實的保護和恢復技術,制定可行的保護制度和措施,確保與當地社會經濟發展水平和當前監管能力相適應,促進自然保護區生物多樣性保護與社會經濟發展相協調。

四合木保護和恢復采取以下措施。

(1)就地移栽

就地移栽是將生境依賴性強的瀕危珍稀野生植物從原分布的地方就近移植并保護起來,是野生植物的一種基本保護措施。 全面調查移栽四合木保護區生態環境,分析需要移栽四合木的特征,制定移栽方案,最終選定將1945 株受影響的四合木移栽至在包銀高鐵以西1.6 km 處保護區實驗區內,移栽區域占地面積0.24 km2。

(2)擴充繁殖

為保證四合木種群數量不減少,在開展就地移植的基礎上考慮擴充繁殖,以便更好地保存保護該物種。在擴充繁殖時,根據四合木生物學特性、小生境狀況及自然分布,利用播種、扦插等多種繁育手段,培育合格的苗木,為四合木人工造林提供種苗基礎。

3 結論

包銀高鐵包惠段沿線環境敏感區密布,選線過程中貫徹執行以下環保選線原則。 ①堅持生態保護優先,對于自然保護區、水源保護區、文物保護區等重大環境敏感區,應繞盡繞。 ②線路必須穿越環境敏感區時,應開展多方案比選,綜合考慮多方因素,合理確定推薦方案,能減則減,最大程度上縮短穿越保護區長度。 ③除開展多方案比選外,還應加強工程保護措施,合理開展生態補償。

包銀高鐵選線過程中,強化環保選線理念,先后繞避西鄂爾多斯自然保護區核心區、緩沖區,水源保護區和文物保護范圍。 針對線路穿越西鄂爾多斯自然保護區實驗區等環境敏感區,開展多方案比選,最大限度減少了穿越環境敏感區長度。 采用橋梁和隧道形式穿越保護區,同時避免在保護區內設置大臨設施,采取四合木就地移栽、擴充繁殖等措施,以最大程度上減少包銀高鐵建設對生態環境的影響。