關于遼西地區(qū)水利工程風沙危害防治措施的討論

劉春洋

(彰武縣水利技術推廣中心站，遼寧 阜新123200)

遼西地區(qū)泛指遼寧省西部山區(qū)，包括錦州、葫蘆島、阜新、朝陽等地區(qū)，位于E40°20’～42°20’，N119～122°，海拔一般在400 ～1 200 m。而遼西北地區(qū)地處科爾沁沙地南緣，與內(nèi)蒙古自治區(qū)的邊界全長1 044 km，涉及遼西北4個市8個縣，風沙危害十分嚴重，全省120 多萬hm2沙化、荒漠化土地主要集中在這一地區(qū)。

多年來雖經(jīng)積極治理，局部有所改善，但總體上生態(tài)環(huán)境比較脆弱的狀況還沒有根本改變。據(jù)監(jiān)測，目前沙地每年還以3 ～5 m的速度向南擴延［1］。這種趨勢如果不能得到有效遏制，將嚴重威脅遼西地區(qū)乃至全省的生態(tài)安全和社會穩(wěn)定。

風沙對水利設施的危害已對灌區(qū)經(jīng)濟社會的發(fā)展造成了嚴重影響，研究建立行之有效的水利工程風沙災害防治措施體系，為當?shù)厮こ田L沙危害防治提供理論依據(jù)是非常必要的。

1 風沙危害防治的作用機理

1.1 植被在防止土地荒漠化中的作用

1.1.1 植被的固沙阻沙作用

植物以其茂密的枝葉和聚積的枯枝落葉，不僅可以庇護地表沙粒，避免風的直接作用，同時植物作為沙地上一種具有可塑性結構的障礙物，使地面粗糙度增大，大大降低了近地表風速。植被覆蓋度越大，降低風速效果越明顯，據(jù)測定，當植被蓋度大于30%時，可降低風速40%以上。風沙流是一種貼近地表的運動現(xiàn)象，因此，植物固沙和阻沙能力的大小，主要取決于近地層枝葉分布狀況。近地層枝葉濃密，冠幅較大的植物固沙和阻沙能力越強。在喬灌草3 種植物中，灌木多在近地表處叢狀分枝，固沙和阻沙能力較強。喬木只有單一主干，固沙和阻沙能力較小，有些喬木甚至樹冠已郁閉，但地表沙粒仍繼續(xù)流動。草本植物叢生，但比灌木植株低矮，固沙范圍和積沙能力均較低，加之在冬春風蝕強烈季節(jié)，地上部分全部干枯，固沙阻沙能力很不穩(wěn)定。所以說，在固沙造林選擇植物種中應以灌木為主。

1.1.2 植被改善小氣候的作用

植被對區(qū)域內(nèi)小氣候具有一定的改善作用。植被不僅能減弱近地表風速，起到固沙阻沙的作用還能減少土壤蒸發(fā)量，提高空氣、土壤濕度，改善地表熱量條件，吸附沙塵，凈化空氣，美化環(huán)境。流沙上植被形成后，小氣候將得到很大的改善。而小氣候改變后，反過來又影響流沙環(huán)境，使流沙趨于固定，加速成土過程。

1.1.3 植被改良土壤的作用

植被對風沙土的改良作用，主要表現(xiàn)在3個方面:

1)改善土壤的機械組成及比例，增強土壤的結構性能。植物通過減少風蝕，增加積聚作用，能使土地機械組成逐步發(fā)生變化，使土壤中的粉粒、黏粒含量增加，物理性質發(fā)生變化，土壤比重、容重減小，孔隙度增加。

2)提高土壤肥力。由于植物地下部分的不斷更新、枯落和分解，以及土層內(nèi)根系部分的不斷更新和分解，使大量的有機物質進入和保留在土層內(nèi)，增加了土壤中的腐殖質含量，進而增加了土壤微生物數(shù)量。

3)增強土壤的保水能力。隨著土壤有機質含量的提高和土壤結構性能的改善，土壤中膠體含量，特別是有機膠體含量不斷增加，土壤孔隙度加大，透水性減慢、保水能力提高。但是，隨著植被的增大，沙層含水率減少，在依靠降雨補充水分的地區(qū)，沙層含水率的減少，嚴重影響植物的生長發(fā)育，因此，在固沙造林中一定考慮沙丘水分平衡，選擇適宜的造林密度。

1.2 防止風沙危害的基本原理

風力侵蝕及風沙流作用的結果導致地表物質被剝離、搬運、沉積，造成土壤養(yǎng)分流失，質地粗化，結構變差，土地生產(chǎn)力降低以及沙丘活化，流沙蔓延。尤其是沙丘的移動，常常埋壓農(nóng)田、牧場、村莊，侵襲道路及水利設施，給農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)和經(jīng)濟建設造成極大的危害。根據(jù)風力侵蝕原理和風沙運動規(guī)律，防治土地沙漠化的技術措施有多種多樣，但其原理和途徑可以歸納為以下3 方面:

1)把地表的粗糙度增大，這樣可以極大的降低近地表風速。當風沙流經(jīng)地表時，對地表土壤顆粒產(chǎn)生動壓力，使沙粒運動。風速越大，風對沙粒產(chǎn)生的作用力越大，其輸沙能力就越大，對地表侵蝕也越強。因此，通過植樹種草或設置障蔽以增大地表粗糙度，低風速，削弱風沙流對地面的作用力，達到固沙和阻沙的作用。

2)防止氣流對裸露沙地的直接影響。風以及相關的風沙流會對裸露地表作用很大，直接對地表土壤顆粒吹蝕和磨蝕，進而產(chǎn)生風蝕。在這種情況下，應該通過鋪設沙障或者是增大植被覆蓋度來對地表進行遮蓋，從而阻止風及風沙流與地面的直接接觸，達到固沙的作用。

3)改變風沙流的運動規(guī)律。根據(jù)風沙流運動規(guī)律，以風力為動力，通過人為措施增大流速，提高流量，降低地面粗糙度，改變蝕積關系，從而拉平沙丘造田或延長風沙流的飽和路徑輸導沙害，以達到治理目的。

2 風沙防治的措施

在仔細研究遼西地區(qū)主要水利工程特征的基礎之上，構建遼西地區(qū)水利工程風沙危害防治措施體系:

1)仔細研究遼西地區(qū)風沙危害的具體形式，并針對不同的風沙危害形式制定出相應的防治措施:①針對風沙流為主的危害形式，應采用“擋沙墻+沙障+防護林+封育”的防治措施體系;②針對河道輸沙為主的風沙危害形式，應采用“河道工程措施攔沙+灌木林阻沙+種草固沙+封育”的風沙防治措施;③針對以沙丘前移為主的危害形式，則應采取“礫石壓沙+高立式沙障阻沙+平鋪式沙障固沙+滴灌式造林護庫”相結合的綜合治理風沙的措施。

2)要因地制宜，綜合治理。根據(jù)遼西地區(qū)水利工程風沙危害的實際情況，制定出合理的植樹造林以及補植補造計劃，利用植物來防沙固沙，同時又起到了改善當?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境的作用，做到補植補造與既有林利用有機的結合，還要做到封閉型阻沙帶與農(nóng)田林網(wǎng)有機的結合在一起，把建設經(jīng)濟林和生態(tài)林進行有機的結合，此外還應進行封沙與育林科學的結合。

3)加強水利工程的管理，確保水利工程建設質量。遼西地區(qū)在新建水利工程時，應充分考慮到實際的風沙危害狀況，然后再嚴格按照國家或地區(qū)的標準來制定相應的建設方案。

4)積極發(fā)展遼西地區(qū)生態(tài)經(jīng)濟型水土保持林，努力保障水利工程不受風沙的侵害，同時也可提高森林和水利的經(jīng)濟效益。因此必須按照生態(tài)學和生態(tài)經(jīng)濟學原理，在建立持續(xù)、穩(wěn)定以及高效風沙防治體系的過程當中，大力發(fā)展生態(tài)經(jīng)濟型水土保持林。第一是要建立防護林與經(jīng)濟林復合型的林。在現(xiàn)有水土保持林中，在水利工程的周邊合適區(qū)域選擇土層深厚，而且是肥沃的地段，大量栽植經(jīng)濟林樹種，構成了水土保持林與經(jīng)濟林復合型林分，不僅具備森林生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，而且獲得較高的經(jīng)濟效益。第二是利用遼西地區(qū)大量河灘地和侵蝕溝谷等地段，通過沙棘與楊樹進行塊狀或者是帶狀來混交造林，這樣不但能夠提高林分生態(tài)系統(tǒng)功能，而且還能極大的改善林地土壤條件，從而從綠色、可持續(xù)的角度來進行風沙的防治。

［1］李樹民. 遼西地區(qū)水土保持林研究的回顧與前瞻［J］. 遼寧林業(yè)科技，2011(02):12－19.