瀑布溝庫(kù)區(qū)漢源縣城消落帶生態(tài)治理綜合研究

蘭惠娟，劉登禹，楊欣偉，徐國(guó)城，鄭凱源

（四川農(nóng)業(yè)大學(xué)，四川 雅安 625014）

1 引言

消落帶是水陸生態(tài)系統(tǒng)交錯(cuò)的區(qū)域，具有水域和陸地雙重屬性，長(zhǎng)期或者階段性的水位漲落導(dǎo)致其反復(fù)淹沒和出露[1].由于普通植物很難在季節(jié)性水淹或干旱的環(huán)境條件下生存，因此消落帶常出現(xiàn)土地或巖石裸露現(xiàn)象，極易形成“垃圾帶”或“荒漠帶”景觀[2]，既不美觀又對(duì)生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生重大破壞，而且對(duì)邊坡的處理不當(dāng)容易形成嚴(yán)重的地質(zhì)災(zāi)害，造成災(zāi)難性的后果.

瀑布溝水電站是國(guó)家“十五”重點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目，也是西部大開發(fā)的標(biāo)志性工程，于2009年蓄水發(fā)電；漢源縣城是瀑布溝水電站建設(shè)征地涉及的一座人口規(guī)模為3萬的遷建縣城[3].瀑布溝水電站建成以后，在漢源縣城周邊形成了60m左右的深度的消落帶[4].這一區(qū)域的生態(tài)環(huán)境非常脆弱，現(xiàn)存在水土流失嚴(yán)重、氣象災(zāi)害頻繁、地質(zhì)災(zāi)害分布廣泛和水質(zhì)污染加劇等生態(tài)問題，對(duì)周邊自然環(huán)境、人體健康造成了嚴(yán)重威脅.本文結(jié)合防護(hù)工程和植物治理措施[5]，針對(duì)漢源縣城庫(kù)區(qū)不同類型的消落帶邊坡提出具體治理方案，為實(shí)現(xiàn)庫(kù)區(qū)的生態(tài)安全和社會(huì)穩(wěn)定提供參考.

2 漢源縣城庫(kù)區(qū)消落帶現(xiàn)狀及特點(diǎn)

2.1 消落帶出露時(shí)間分布

瀑布溝水電站對(duì)庫(kù)區(qū)水位調(diào)控，消落帶區(qū)域出露時(shí)間隨水庫(kù)的調(diào)度運(yùn)行，年際間在790-850m范圍內(nèi)呈現(xiàn)規(guī)律變化，水庫(kù)水位最大消落深度60m[4]，具體變化情況如表1[6].

表1 瀑布溝水電站庫(kù)區(qū)土地垂直分布（以豐水年為例）

2.2 消落帶治理范圍

圖1 漢源縣城庫(kù)區(qū)消落帶考察路線

流沙河與大渡河匯口至108國(guó)道流沙河大橋處的左右兩岸人口聚集，消落帶對(duì)縣城周邊景觀和人居環(huán)境影響顯著，因此須對(duì)漢源縣城消落帶進(jìn)行有效治理[3].經(jīng)實(shí)地考察，現(xiàn)考慮治理范圍，左岸：沿流沙河向下游，從前進(jìn)村沿武漢路至桃坪；沿流沙河向上游，從前進(jìn)村沿108國(guó)道至108國(guó)道流沙河大橋處；右岸：沿流沙河向下游，從108國(guó)道流沙河大橋處沿306省道至東溝大橋處.實(shí)地考察路線如圖1.

2.3 漢源縣城消落帶特點(diǎn)

2.3.1 基本特征

漢源縣城消落帶存在以下基本特征：（1）種類多樣.漢源縣消落帶按地貌形態(tài)可分為以下6種類型[7]：淺丘坡型、陡丘坡型、傳統(tǒng)混凝土護(hù)坡型、峽谷陡崖型、階地型、混合型；（2）治理程度低.僅在少數(shù)地區(qū)發(fā)現(xiàn)有筑堤護(hù)岸工程、人工植被重建[8]、傳統(tǒng)混凝土護(hù)坡[9]等方式；（3）地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)[10].消落帶大多數(shù)坡度大于450且坡面陡峭，多處已出現(xiàn)滑坡、泥石流現(xiàn)象；（4）衛(wèi)生環(huán)境差.消落帶垃圾隨處可見，城市生活污水隨意排放.考察點(diǎn)采集的水樣檢驗(yàn)結(jié)果見表2；（5）植物類型統(tǒng)一.在考察點(diǎn)均發(fā)現(xiàn)有大量?jī)蓷?、狗尾巴草、狗牙根、空心蓮子草、牛筋草等植物生?

表2 考察點(diǎn)水樣檢驗(yàn)結(jié)果

2.3.2 土地利用特點(diǎn)

漢源縣城消落帶土地利用具有如下特點(diǎn)：（1）無合理規(guī)劃.僅在蘭家營(yíng)一帶有政府統(tǒng)一規(guī)劃的廣場(chǎng)、農(nóng)業(yè)用地等，而大多數(shù)消落帶土地由周邊居民任意開墾種植玉米、土豆、桑樹、桃樹等經(jīng)濟(jì)作物；（2）利用率低[8].漢源縣的消落帶絕大多數(shù)為坡度大于50o的消落帶，只有在少數(shù)地勢(shì)較好的區(qū)域有人工開墾的土地；（3）利用性質(zhì)不恰當(dāng).部分高地勢(shì)消落帶被用于堆放建筑砂石和建筑垃圾.

2.3.3 重建模式

漢源縣城消落帶重建模式主要有：

（1）植被重建.漢源縣城消落帶存在自然植被重建[11]，在岸邊發(fā)現(xiàn)有自然生長(zhǎng)的狗尾巴草、狗牙根、兩棲蓼、牛鞭草等植物.（2）工程重建—筑堤護(hù)岸.筑堤護(hù)岸工程主要存在于人口密度較大、地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)區(qū)段.

3 治理措施

以下根據(jù)漢源縣城消落帶具體邊坡情況，對(duì)6種不同類型的消落帶邊坡提出的具體治理方案.

3.1 淺丘坡型（坡度極緩，土壤層厚）

漢源縣移民人均耕地配置標(biāo)準(zhǔn)偏低，且在漢源新縣城和流沙河一帶還有大量無土安置移民[3]，土地需求量高.當(dāng)?shù)鼐用裨谙鋷ё灾鏖_墾種植一些農(nóng)作物，但是由于沒有統(tǒng)一規(guī)劃，管理力度不夠，存在亂開墾、搶地種植的情況.建議在此地形的消落帶采取有機(jī)農(nóng)業(yè)[31]與人工護(hù)坡植被相結(jié)合的方式治理.

在835m以上的區(qū)域，成陸時(shí)間大于120d，由政府統(tǒng)一分配土地，根據(jù)作物生長(zhǎng)周期，每個(gè)高度帶可種植作物見表3.

在821-835m區(qū)域內(nèi)，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，可構(gòu)成4~6種植物的濕地生態(tài)系統(tǒng)[23].另外，此區(qū)域出陸時(shí)段為4~5月，可以任由當(dāng)?shù)鼐用穹N植小白菜、生菜、空心菜、韭菜、四季豆等生長(zhǎng)周期短、即種即收的蔬菜.

表3 種植作物分布表

在790-821m區(qū)域內(nèi)，可人工播撒草籽，也可由上部植物向下蔓延[26]，構(gòu)成4~6種植物的濕地生態(tài)系統(tǒng).另外，此區(qū)域出土?xí)r段為1月，時(shí)間小于60天，可以任由當(dāng)?shù)鼐用穹N植小白菜、生菜、空心菜等生長(zhǎng)周期短、即種即收的蔬菜.

3.2 陡丘坡型（坡度大，附土壤層較厚）

如上圖右，可采取生態(tài)混凝土預(yù)制塊工程與植被恢復(fù)相結(jié)合的措施，每隔10m左右還可修建親水平臺(tái)，為當(dāng)?shù)鼐用窈陀稳碎_啟親水之旅創(chuàng)造條件.

在790-848m區(qū)域內(nèi)采取工程措施與植被恢復(fù)相結(jié)合的方式[28]：（1）把邊坡做簡(jiǎn)單的平整處理.（2）在表面噴撒各類草籽（3）外層鋪設(shè)生態(tài)混凝土預(yù)制構(gòu)件，構(gòu)件砌塊之間的連接縫和構(gòu)件預(yù)留孔洞用于生長(zhǎng)植物.

生態(tài)混凝土預(yù)制構(gòu)件不僅利用其自身的重力進(jìn)行護(hù)坡，還可供植物生長(zhǎng)，植物的垂直根系可穿過坡體表層，錨固到巖土層上；植草的根系在土中盤根錯(cuò)節(jié)，使邊坡土體與草根的結(jié)合，提高土體強(qiáng)度；植物通過吸收坡體內(nèi)水分，降低土體的空隙水壓力，提高土體的抗剪強(qiáng)度，有利于邊坡的穩(wěn)定.隨著植物的生長(zhǎng)和繁殖，根系的錨固作用和淺根的加筋作用逐漸增強(qiáng)，生態(tài)混凝土對(duì)減輕坡面不穩(wěn)定性和侵蝕方面的作用會(huì)越來越大[16].

根據(jù)生態(tài)位原則[12]、植物習(xí)性、成陸時(shí)間對(duì)種植的植物作以下規(guī)劃：

在790-841m范圍內(nèi)，成陸時(shí)間少于120d，目前沒有發(fā)現(xiàn)能在全淹240d存活的植物[25]，我們考慮在此高度帶混播種子數(shù)量多、種子存活時(shí)間長(zhǎng)、適應(yīng)能力強(qiáng)、迅速出苗的草籽，如漢源縣水庫(kù)消落帶廣泛分布的水花生、狗尾巴草、牛筋草、狗牙根等.

在841-848m內(nèi)，全年成陸時(shí)間超過8個(gè)月，可混合播撒香根草、狗牙根、牛鞭草等耐淹植物草籽.據(jù)有關(guān)研究表明，這幾種植物能在水淹條件下生長(zhǎng)5-6個(gè)月不死亡[15,17,18].即在此高度帶中可保證全年長(zhǎng)青.

在848-850m內(nèi)，首先做基本清理邊坡處理，再種植如杞柳的耐淹灌木叢[32].

850m以上全年成陸，首先清理掉表面的大塊巖石，坡面稍作平整、壓緊[30]，然后人工種植當(dāng)?shù)靥厣?jīng)濟(jì)喬木，如花椒、梨樹、櫻桃等[31].

按此方法規(guī)劃，在消落帶可形成一個(gè)喬、灌、草簡(jiǎn)單自穩(wěn)定人工生態(tài)系統(tǒng)[27].隨著時(shí)間的推移，還會(huì)有本地的各類植物侵入，進(jìn)一步提高生物多樣性，此人工生態(tài)系統(tǒng)將很快過渡成為一個(gè)穩(wěn)定的自然生態(tài)系統(tǒng)[23]，達(dá)到防風(fēng)固土、阻污截污、保護(hù)下層消落帶的作用[24].

3.3 階地型

此類型消落帶由于水位在不同高度變動(dòng)形成階梯狀，每階的階坎處易滑坡，土壤易被水沖刷[29].治理此種形態(tài)的消落帶首先把每階的階坎用石頭砌起，然后參照緩丘坡型在不同高度種植適宜經(jīng)濟(jì)作物發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)，在此不做贅述.

3.4 傳統(tǒng)混凝土護(hù)坡型

采用植被混凝土護(hù)坡綠化技術(shù)與生態(tài)混凝土技術(shù)相結(jié)合.

植被混凝土是一種新型植物生長(zhǎng)基材，由砂壤土、水泥、腐殖質(zhì)、混凝土綠化添加劑、混合植綠種子等組成，在噴射到坡面后，具有一定的強(qiáng)度（0.45MPa左右），能抵御強(qiáng)暴雨（120mm/h以內(nèi)）和流水的沖刷，防止基材因暴曬而產(chǎn)生龜裂.植被混凝土本身也是植物生長(zhǎng)的良好基材[14].配比如下[12]：

現(xiàn)澆生態(tài)混凝土由骨料、水泥、水以及微量或無細(xì)集料而制成的一種多孔輕質(zhì)混凝土.通過加入一定量的添加劑，提高水泥漿體的粘聚力和水泥漿體與骨料的粘附力，確?？紫对谏鷳B(tài)混凝土整體結(jié)構(gòu)中的有效形成、強(qiáng)固和均勻排布.其具有理想的透水系數(shù)和相當(dāng)?shù)膹?qiáng)度[19]，滿足過濾及植物生長(zhǎng)的需求，同時(shí)滿足堤壩加固修復(fù)要求[34]；同時(shí)由于其生態(tài)混凝土材料自身的多孔性和良好的透氣透水性[20]，在形成坡壩整體卓越的反濾效果、消除靜水壓力[13].

表1 植被混凝土配方

現(xiàn)澆生態(tài)混凝土配比[13]：

水灰比 水 水泥 砂 骨料（碎石） 外加劑0.43 101.09lL 250kg 250kg 1450kg 5L

在上部已做混凝土護(hù)坡的范圍內(nèi)采用干噴法植被混凝土技術(shù).直接用土壓機(jī)、混凝土噴射機(jī)噴7-10cm基層，再將混有一定配比的香根草、兩棲蓼、蘆葦?shù)饶脱椭参锊葑训拿鎸訃?cm，噴植完成后覆蓋無紡布，用噴灌強(qiáng)制養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)3個(gè)月左右[33].

在下部沒有混凝土的部分，由于沒有進(jìn)行護(hù)坡處理，采用現(xiàn)澆生態(tài)混凝土技術(shù).首先在表層做基本整平；再用普通水工建筑物混凝土澆筑2m2的基本框格梁；然后在框格梁內(nèi)部填充10cm厚的現(xiàn)場(chǎng)配置、攪拌的生態(tài)混凝土；最后在表層附上混有草籽（如水花生、狗尾巴草、牛筋草、狗牙根等）的5cm客土.[13]

3.5 峽谷陡崖型（陡坡，表面有薄層土壤或裸露巖石）

可采用生態(tài)混凝土技術(shù)治理，具體施工如傳統(tǒng)混凝土護(hù)坡型下部使用的生態(tài)混凝土技術(shù)施工，在此不做贅述.

3.6 混合型

在消落帶還存在大量各種形態(tài)邊坡的組合情況，如上圖為階型和峽谷陡崖型的組合[34]，對(duì)此種情況采取混合治理辦法，相應(yīng)地形采取其對(duì)應(yīng)措施.

4 小結(jié)

綜上，漢源縣城庫(kù)區(qū)消落帶存在地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)、水體污染嚴(yán)重、垃圾遍地、土地利用不合理、護(hù)坡工程匱乏等問題,因此對(duì)水庫(kù)消落帶進(jìn)行綜合生態(tài)治理十分必要.本文針對(duì)漢源縣城周邊的緩丘坡型、陡丘坡型、階型、峽谷陡崖型、混合型6種不同邊坡情況，因地制宜，提出了相應(yīng)的治理方案.但采用什么植物種類進(jìn)行耐淹和抗旱實(shí)驗(yàn)，怎樣進(jìn)行群落搭配栽種，怎樣用相應(yīng)的工程措施來進(jìn)行邊坡保護(hù)和植被恢復(fù)，都是需要我們長(zhǎng)期進(jìn)行探索和實(shí)踐的問題.

〔1〕程瑞梅，王曉榮，肖文發(fā)，郭泉水.消落帶研究進(jìn)展[J].林業(yè)科學(xué),2010,46(4).

〔2〕譚淑端，王勇，張全發(fā).三峽水庫(kù)消落帶生態(tài)環(huán)境問題及綜合防治[J].長(zhǎng)江流域資源與環(huán)境,2008,17(Z1).

〔3〕徐靜,劉剛,李姿.瀑布溝水庫(kù)漢源縣城消落區(qū)綜合治理思路研究.2012.

〔4〕四川大渡河瀑布溝水電站環(huán)境影響評(píng)價(jià)復(fù)核報(bào)告書（報(bào)批本）.中國(guó)水電顧問集團(tuán)成都勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，2003.4.

〔5〕李長(zhǎng)義.淺談邊坡生態(tài)防護(hù)及其可持續(xù)發(fā)展[J].能源與環(huán)境,2010.(14).

〔6〕梁炎,周述明.瀑布溝水電站消落區(qū)植物治理措施研究.河海大學(xué)環(huán)境學(xué)院.中國(guó)水電顧問集團(tuán)成都勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院.E-mail：lydsh_2001@126.com.

〔7〕馮義龍，先旭東.淺談重慶主城兩江消落帶生態(tài)綠化建設(shè)重慶市園林綠化科學(xué)研究所[J].園林生態(tài)，2011（2）：1.

〔8〕張競(jìng)賢.消落區(qū)景觀生態(tài)規(guī)劃研究——以瀑布溝水庫(kù)漢源縣新縣城為例[D].四川：四川農(nóng)業(yè)大學(xué)，2007.

〔9〕龐曉天,姜敏,謝靜杰.護(hù)坡混凝土伸縮縫的設(shè)計(jì)[J].2013(20)：1.

〔10〕艾麗皎，吳志能，張銀龍.水體消落帶國(guó)內(nèi)外研究綜述[J].生態(tài)科學(xué),2013,32(2)：259-264.

〔11〕謝紅勇.三峽庫(kù)區(qū)消落帶生態(tài)重建原則及模式研究[J].開發(fā)研究，2004,(3)：37-39.

〔12〕莫顯勇，金波，李石穩(wěn).植被混凝土生態(tài)護(hù)坡技術(shù)在巖質(zhì)邊坡中的應(yīng)用.山西建筑.

〔13〕張瑤，劉榮桂，徐榮進(jìn).透水型生態(tài)混凝土性能試驗(yàn)研究[J].混凝土，2012(4).

〔14〕戴方喜，許文年，劉德富，陳方清.對(duì)構(gòu)建三峽庫(kù)區(qū)消落帶梯度生態(tài)修復(fù)模式的思考[J].中國(guó)水土保持SWCC,2006（1）.

〔15〕靖元孝，陳兆平，楊丹菁.香根草(Vetiveria zizanioides)對(duì)淹水的反應(yīng)和適應(yīng)初報(bào)[J].華南師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2001（4）.

〔16〕宓永寧，梁雪坷，孔德輝.生態(tài)混凝土在生態(tài)護(hù)坡中的應(yīng)用[J].農(nóng)業(yè)科技與裝備,2009（4).

〔17〕王海峰.不同季節(jié)長(zhǎng)期水淹對(duì)幾種陸生植物的存活、生長(zhǎng)和恢復(fù)生長(zhǎng)的影響[D].重慶：西南大學(xué)，2008.

〔18〕王海鋒，曾波，李婭，喬普，葉小齊，羅芳麗.長(zhǎng)期完全水淹對(duì)4 種三峽庫(kù)區(qū)岸生植物存活及恢復(fù)生長(zhǎng)的影響[J].植物生態(tài)學(xué)報(bào)，2008,32(5)977-984.

〔19〕楊海兵，李新龍.現(xiàn)澆城鎮(zhèn)河道護(hù)岸生態(tài)混凝土現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J].山西建筑，2013（4）.

〔20〕邢振賢，王靜.無砂大孔生態(tài)混凝土試驗(yàn)研究.[J].人民黃河，2006（12）.

〔21〕Doreen Gabriel ,Food production vs.biodiversity:comparing organic and conventional agriculture[J].Journal of Applied Ecology.2013,50:355-364.

〔22〕宋曉晨，張亞芬.生態(tài)園林設(shè)計(jì)中的植物配置方法探析[J].現(xiàn)代園藝，2013(4).

〔23〕陳小梅，梁松，南城生態(tài)休閑區(qū)植物規(guī)劃設(shè)計(jì)[A].：http://d.g.wanfangdata.com.cn/Periodical_csjsllyj2012072298.aspx，2012.

〔24〕夏品華，林陶，鄧河霞，薛飛，蔣瑤，李秋華.貴州紅楓湖水庫(kù)消落帶類型劃分及其生態(tài)修復(fù)試驗(yàn)[J].中國(guó)水土保持SWCC，2011(6).

〔25〕褚會(huì)麗.幾種培育的耐淹草本植物對(duì)消落區(qū)水淹脅迫的形態(tài)適應(yīng)研究[D].重慶：西南大學(xué)，2012.

〔26〕湯顯強(qiáng)，吳敏，金峰.三峽庫(kù)區(qū)消落帶植被修復(fù)重建模式探討[J].2012（3）.

〔27〕肖鳳娟，鄒錦.遵循水文過程的消落帶濕地植物景觀設(shè)計(jì)研究——以重慶漢豐湖景觀設(shè)計(jì)方案為例[J].西部人居環(huán)境學(xué)刊，2013（3）.

〔28〕Cui Peng,Lin Yongming.Debris-flow Treatment: The Integration of Botanical and Geotechnical Methods[J].2013,4(2).

〔29〕達(dá)文瑞.水土流失現(xiàn)狀和治理的思考.西北師范大學(xué)地環(huán)學(xué)院.

〔30〕羅仁棉.高邊坡滑坡治理方案及施工方法[J].黑龍江交通科技，2011（9）.

〔31〕2013 年雅安國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào).雅安市統(tǒng)計(jì)局，國(guó)家統(tǒng)計(jì)局雅安調(diào)查隊(duì).2014-4.

〔32〕王太平.杞柳優(yōu)良品種引種試驗(yàn)研究[D].河南：河南農(nóng)業(yè)大學(xué)，2007.

〔33〕覃朗.水利工程中環(huán)保型綠色植被混凝土技術(shù)研究[J].中國(guó)水運(yùn)，2013，13（8）.

〔34〕Application of eco-concrete slope protection to embankment reinforcement.