唐琦
(湖南省水利水電勘測設(shè)計研究總院 長沙市 410007)
南方花崗巖地區(qū)崩崗成因及整治探討
唐琦
(湖南省水利水電勘測設(shè)計研究總院長沙市410007)
崩崗是南方花崗巖地區(qū)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(jù)固沙防沖、分類治理、防治結(jié)合的技術(shù)原則,運用生態(tài)學(xué)原理,對南方花崗巖地區(qū)崩崗治理按不同發(fā)育階段、不同類型分別采取了相應(yīng)的整治措施,總結(jié)了各種措施的效果及特點:一是整治速度快;二是整治投資??;三是水土保持效益高。
南方花崗巖區(qū)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(xiàn)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(qū),主要發(fā)生在海拔300m以下的花崗巖低山丘陵區(qū)。根據(jù)南方7?。▍^(qū))的普查資料統(tǒng)計,該區(qū)共有大、中、小型崩崗23.91萬個,崩崗總面積1220km2[1]。從崩崗數(shù)量分布情況看,崩崗數(shù)量最多的是廣東?。ㄕ急缻徔倲?shù)的45.1%),其中湖南省崩崗數(shù)量占10.8%[1]。根據(jù)2005年湖南省崩崗調(diào)查顯示,湖南省現(xiàn)存崩崗25443處,崩崗總面積3796.59hm2,分布范圍覆蓋全省12市(州、區(qū))72縣998鄉(xiāng)[2]。全省崩崗分布區(qū)分為崩崗高發(fā)區(qū)、崩崗易發(fā)區(qū)、一般性區(qū)域三個分區(qū)。其中,資興市屬于崩崗高發(fā)區(qū),也是湖南省崩崗侵蝕較為嚴重的地區(qū)之一[2]。
據(jù)2005年資興市崩崗調(diào)查顯示,全市10個鄉(xiāng)鎮(zhèn)現(xiàn)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(qū)平均土壤侵蝕模數(shù)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(zhì)達0.03萬t[3]。
南方花崗巖地區(qū)土壤侵蝕常因發(fā)生劇烈面蝕而迅速發(fā)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(fā)育把地面切割得支離破碎,土地難以利用,對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和國民經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展帶來嚴重的威脅。因此,研究崩崗整治技術(shù),積極防范,對崩崗防治具有重要意義。
南方花崗巖地區(qū)地貌形態(tài)以山地為主,丘、崗平地交錯,成土母質(zhì)為花崗巖和第四紀松散堆積物?;◢弾r發(fā)育而成的土壤,成土層厚,其組成成份復(fù)雜,膨脹系數(shù)差異大,團結(jié)力弱,溫度反應(yīng)劇烈,因此抗蝕能力差,加上南方地區(qū)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(shù)的87%,相對穩(wěn)定的崩崗較少。②崩崗數(shù)量多、分布范圍廣。資興市10個鄉(xiāng)鎮(zhèn)分布150m2以上的崩崗1676個,每平方公里水土流失面積內(nèi)平均有崩崗5處,平均每處崩崗面積為2100m2。③崩崗形態(tài)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(fā)生在溪溝和公路兩側(cè),主要危害農(nóng)田、房屋、山塘水庫、河道及公路[3]。
2.1整治原則
崩崗整治應(yīng)堅持預(yù)防保護與綜合治理相結(jié)合的原則[4]。對可能產(chǎn)生崩崗的荒坡,積極采取預(yù)防保護措施,強化監(jiān)督,遏制崩崗的發(fā)生和發(fā)展。對已經(jīng)產(chǎn)生的崩崗,采取植物措施與工程措施相結(jié)合的綜合治理,形成綜合防護體系,控制崩崗進一步發(fā)展,改善崩崗侵蝕區(qū)的生態(tài)環(huán)境。在區(qū)域布局上,應(yīng)根據(jù)不同類型區(qū)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(tài)學(xué)原理,以植物措施為主,盡量減少工程投入,攔沙蓄水,穩(wěn)定崩壁,盡快恢復(fù)崩崗區(qū)生態(tài)系統(tǒng),控制崩崗侵蝕。對已基本無新的侵蝕發(fā)生的相對穩(wěn)定型崩崗,主要是維持崩崗的相對穩(wěn)定現(xiàn)狀,避免人為活動干擾,以封育治理、補植補種為主,保護好現(xiàn)有植被并得到盡快恢復(fù),進一步穩(wěn)定崩崗[4]。
對正在發(fā)生、發(fā)展的活動型崩崗,應(yīng)對崩崗上游匯水區(qū)、崩崗區(qū)和崩崗底部沖積扇區(qū)布置綜合治理措施進行治理[4]:在崩口上游匯水區(qū),應(yīng)根據(jù)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(qū),對崩壁采取削坡修階穩(wěn)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(xù)發(fā)展,促進崩崗趨于穩(wěn)定[4];在崩崗底部的沖積扇區(qū),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(qū)修截水溝,結(jié)合等高線橫向種植植被帶,減少溝頭徑流沖刷;沖積扇區(qū)域修筑谷坊,利用溢洪道排洪;崩崗區(qū)種植水保林草,固定溝床。
(2)上截下堵中間削。在崩頂匯水區(qū)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(qū)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(qū)域開始,對崩崗區(qū)內(nèi)的陡坡從上而下分臺階開挖,各臺階之間設(shè)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(zhì)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?fù)馄隆E_階面設(shè)計寬(0.8~1.5)m,臺面整修成反坡,內(nèi)側(cè)開挖排水溝。在各級臺階的兩端,自上而下修筑排水溝,溝內(nèi)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(qū)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?!敝副M量保護崩崗區(qū)內(nèi)現(xiàn)有的植被,在崩壁緩坡區(qū)域植樹、灌、草,在崩壁陡坡區(qū)域噴播草籽,挖坑穴植攀援植物、草類以穩(wěn)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(qū)崩口外沿5.0m處布設(shè)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(xù)發(fā)展,促進崩崗趨于穩(wěn)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(chǔ)良好的地方修建擋土墻,防止崩崗繼續(xù)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(shù)10m,立地條件惡劣,植被恢復(fù)較為困難,則不宜采取削坡開級,應(yīng)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(tài)景觀效益,采取生態(tài)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(qū)崩口外沿5.0m處布設(shè)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(chǔ)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(wěn)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(jù)觀測調(diào)查,采取傳統(tǒng)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(xiāng)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(qū)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(wěn)定,比采取傳統(tǒng)的整治方法縮短了至少3年時間。
(2)整治投資省。采取傳統(tǒng)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(jié)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(qū)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(wěn)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(jié)約40%~50%的費用。此外,種植竹、茶、林、果等經(jīng)濟植物還可增加農(nóng)民收入。
(3)水土保持效益高。在崩崗底部沖積扇區(qū)域布置植物谷坊、生態(tài)袋等植物措施,第一年復(fù)綠面積高達75%,使崩崗區(qū)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(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù),崩崗區(qū)土壤侵蝕模數(shù)由治理前的20000t/(km2·a)下降到治理后的(1500~2000)t/(km2·a)。區(qū)內(nèi)植物種類實現(xiàn)了多樣化,生態(tài)系統(tǒng)得以恢復(fù),土壤條件得以改善,農(nóng)民生產(chǎn)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(xiàn)狀調(diào)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(shè)計研究總院.湖南省崩崗調(diào)查報告[R].2005.
[3]資興市水利局.湖南省資興市崩崗調(diào)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(qū)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(fā).崩崗侵蝕治理范式結(jié)構(gòu)與功能研究[J].水土保持研究,2009,16(1):93-98.
唐琦(1984-),女,大學(xué)本科,工程師,主要從事水土保持生態(tài)建設(shè)規(guī)劃設(shè)計、水保方案編制工作,手機:13548534664。
(2016-07-15)