關(guān)中平原區(qū)表土資源保護(hù)與利用設(shè)計實(shí)踐探討

李宏偉，李曉燕，劉 剛

（1 陜西省引漢濟(jì)渭工程建設(shè)有限公司，陜西 西安，710065；2 陜西省水利電力勘測設(shè)計研究院，陜西 西安 710065）

表土是土壤剖面靠近地表的最頂層，是適合耕種土壤的表層，其有機(jī)質(zhì)和微生物含量高，對土壤肥力恢復(fù)、植物生長和植被恢復(fù)最有利，是不可再生的、生態(tài)價值重要的稀缺性基礎(chǔ)資源。在農(nóng)田中，形成2.5 cm 厚的表土一般需要200 a～1000 a；在林地或牧場，形成同等厚度的表土所需時間會更長[1-3]。當(dāng)前，在我國城鎮(zhèn)化和工業(yè)化建設(shè)過程中，建設(shè)用地不斷擴(kuò)張，導(dǎo)致許多城鎮(zhèn)周邊的優(yōu)質(zhì)土地被開發(fā)建設(shè)項(xiàng)目占用，加劇了土壤資源的稀缺性[4-5]。其中，水利工程具有投資大、工期長、建設(shè)復(fù)雜、建成運(yùn)行后效益顯著等特點(diǎn)，項(xiàng)目按其平面布置情況可分為點(diǎn)狀工程（水利樞紐、防洪等）和線狀工程（供水工程等），不同類型項(xiàng)目造成水土流失的特點(diǎn)也不盡相同。水利工程項(xiàng)目消耗和占用土地面積大，對區(qū)域土地資源影響大，土石方挖填量、棄渣量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他項(xiàng)目，對地表的擾動強(qiáng)度大[6]。水利工程等眾多生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目由于對表土資源的重要性認(rèn)識不夠，導(dǎo)致表土資源破壞十分嚴(yán)重，對表土的再利用率也較低，嚴(yán)重影響著我國的耕地安全、糧食安全和生態(tài)安全。

隨著我國生態(tài)文明建設(shè)的深入開展，國家對表土資源的重要性認(rèn)識越來越深刻，2015 年、2016 年中央一號文件均明確提出，要“全面推進(jìn)建設(shè)占用耕地剝離耕作層土壤再利用”?！吨腥A人民共和國水土保持法》中明確規(guī)定：“對生產(chǎn)建設(shè)活動所占用土地的地表土應(yīng)當(dāng)進(jìn)行分層剝離、堆存和利用，做到土石方挖填平衡，減少地表擾動范圍；水土流失嚴(yán)重、生態(tài)脆弱的地區(qū)，要嚴(yán)格保護(hù)植物、結(jié)皮、地衣等；生產(chǎn)建設(shè)活動結(jié)束后，應(yīng)當(dāng)及時在取土場、開挖面和存放地的裸露土地上植樹種草、恢復(fù)植被”[7]?！渡a(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目水土保持技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（GB50433-2018）中強(qiáng)制性規(guī)定：開發(fā)建設(shè)項(xiàng)目應(yīng)保護(hù)原地表植被、表土及結(jié)皮層，減少占用水土資源，提高利用效率；主體工程動工前，應(yīng)剝離熟土層并集中堆放，施工結(jié)束后作為恢復(fù)耕地、林草地的覆土[8]。

本文以引漢濟(jì)渭工程黃池溝配水樞紐至渭河段建設(shè)征占地范圍內(nèi)可供利用的表土資源、可供改良利用的土壤為對象，對其表土剝離、保護(hù)與利用規(guī)劃設(shè)計方案進(jìn)行分析探討。

1 項(xiàng)目區(qū)概況

引漢濟(jì)渭二期工程Ⅱ標(biāo)段工程（引漢濟(jì)渭二期工程黃池溝配水樞紐至渭河段）線路由周至縣黑河口東側(cè)的黃池溝分水池開始，經(jīng)黑河右岸向北至周至縣上姚村附近橫穿黑河后，沿黑河左岸向北穿越沙河、渭河，至武功縣普集街鎮(zhèn)東南黃家堡村附近所設(shè)的楊武支線分水口。工程主要跨越中低山、渭河斷陷盆地等地貌單元。主要出露前震旦系寬坪群、泥盆系上泥盆統(tǒng)變質(zhì)巖、印支- 燕山期花崗巖、第三系沉積巖及第四系松散堆積層。項(xiàng)目區(qū)土壤類型主要包括褐土、塿土、潮土、黃綿土、紅黏土、新積土等。項(xiàng)目區(qū)土地利用類型以耕地、園地、林地、灌草地為主。耕地上主要的的作物有玉米、小麥、油菜等；經(jīng)果樹種有獼猴桃、櫻桃、杏、桃、沙梨等；植被以闊葉林、灌草叢為主，常見的群系主要有構(gòu)樹林、刺槐林、野艾蒿灌草叢等。

2 表土資源賦存分析

2.1 不同調(diào)查區(qū)域表土賦存量分析

經(jīng)調(diào)查統(tǒng)計，項(xiàng)目賦存表土主要集中在配水樞紐工程區(qū)、施工生產(chǎn)生活區(qū)、砂石料場區(qū)、永久辦公區(qū)、交通道路區(qū)、管線區(qū)六大片區(qū)，共劃分為16 個小片區(qū)。各小片區(qū)可剝離區(qū)域占地類型主要包括耕地、園地、林地，占地面積介于0.10 hm2～179.53 hm2之間，表土剝離厚度介于0.2 m～0.60 m 之間，表土賦存量（松方）介于0.06 萬m3～58.16 萬m3之間，項(xiàng)目區(qū)表土賦存總量為92.31 萬m3（松方）。從表土分布范圍看，工程區(qū)表層土主要富集在管線區(qū)、砂石料場區(qū)周圍的耕地、園地和林地。從占地類型看，耕地、園地主要為褐土，林地、草地在褐土、棕壤兩種土壤類型下均有分布。工程區(qū)褐土質(zhì)地輕壤- 中壤，土壤碳酸鈣含量較高，有機(jī)質(zhì)含量高；棕壤質(zhì)地壤土- 壤粘土，無石灰反應(yīng)，有機(jī)質(zhì)含量較高。從實(shí)際剝離條件看，配水樞紐工程區(qū)、施工生產(chǎn)生活區(qū)、砂石料場區(qū)、永久辦公區(qū)、交通道路區(qū)、管線區(qū)區(qū)域地形較平緩、開闊，交通運(yùn)輸條件相對便利，表土易于剝離和收集。

2.2 不同調(diào)查區(qū)域表土質(zhì)量評價

表土質(zhì)量評價標(biāo)準(zhǔn)采用《土地復(fù)墾質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)》[9]《第二次全國土壤普查養(yǎng)分分級標(biāo)準(zhǔn)》[10]以及《土壤環(huán)境質(zhì)量農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險管控標(biāo)準(zhǔn)》（試行）[11]。針對項(xiàng)目建設(shè)區(qū)內(nèi)表土及可利用土壤資源現(xiàn)狀，考慮后期土壤利用方向、耕地及林地土壤養(yǎng)分含量要求，室內(nèi)樣品分析主要包括土壤機(jī)械組成（顆粒組成）、土壤養(yǎng)分狀況（有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷、全鉀、堿解氮、速效磷、速效鉀）、pH 等。土壤污染風(fēng)險主要分析銅、鎳、鉻、鉛、鋅、砷、汞、苯并[a]芘、滴滴涕、六六六。經(jīng)檢測分析，項(xiàng)目區(qū)土壤中污染濃度含量均低于土壤污染風(fēng)險篩選值，土壤無生態(tài)環(huán)境風(fēng)險。所有調(diào)查區(qū)域土壤全氮、全磷養(yǎng)分含量低，全鉀充足；土壤中速效氮、速效磷、部分速效鉀含量均低于控制標(biāo)準(zhǔn)，土壤整體質(zhì)量狀況較差，養(yǎng)分含量低。因而，項(xiàng)目區(qū)土壤需要經(jīng)過改良方可用于土地復(fù)耕和工程綠化。

3 表土資源保護(hù)與利用分析

3.1 表土資源需求量預(yù)測分析

工程表土需求總量為工程綠化需求量和土地復(fù)耕需求量之和。根據(jù)《陜西省引漢濟(jì)渭二期工程水土保持方案報告書》和《陜西省引漢濟(jì)渭二期工程II 標(biāo)初步設(shè)計報告》，工程綠化表層土需求量的計算，是按照植物措施的喬、灌木株數(shù)與喬、灌木種植穴覆土體積的乘積以及土地復(fù)耕面積與覆土厚度乘積之和得出。根據(jù)《造林技術(shù)規(guī)程》（GB/T 15776-2006）[12]，喬木栽植穴狀規(guī)格0.60 m×0.60 m（直徑×深度），每穴覆土厚度50 cm；灌木栽植采用穴狀整地，穴規(guī)格0.4 m×0.4 m（直徑×穴深），覆土厚度40 cm。為了使工程擾動區(qū)的植被更好的恢復(fù)，擬對擾動區(qū)范圍進(jìn)行覆土，覆土厚度為30 cm。土地復(fù)耕回覆厚度30 cm。經(jīng)計算，項(xiàng)目區(qū)表土需求量總計為85.09 萬m3（松方），其中工程綠化需土量9.79 萬m3（松方），土地復(fù)耕需土量75.30 萬m3（松方）。

3.2 表土資源保護(hù)分析

經(jīng)現(xiàn)場調(diào)查，表土集中在配水樞紐工程區(qū)、施工生產(chǎn)生活區(qū)、砂石料場區(qū)、永久辦公區(qū)、交通道路區(qū)、管線區(qū)六大片，其中管線區(qū)占地面積大，土壤資源豐富。根據(jù)資源保護(hù)要求，工程以最大限度保護(hù)表土資源為原則，將工程區(qū)內(nèi)表土剝離，并分區(qū)集中堆放。經(jīng)估算，采取植物措施及復(fù)耕共需覆表土85.09 萬m3（松方）。經(jīng)分析，工程開挖擾動區(qū)域的表土資源情況，總共可剝離表土約92.31（松方）萬m3。工程可剝離表土量大于需土量，可滿足工程綠化及土地復(fù)耕的需要。

項(xiàng)目區(qū)表層土從剝離到覆土利用，需要考慮項(xiàng)目區(qū)地形地質(zhì)條件、剝離的工藝和時期、取土厚度、土方量、運(yùn)輸?shù)姆绞郊斑\(yùn)輸?shù)木嚯x等。經(jīng)現(xiàn)場調(diào)查，項(xiàng)目區(qū)地形平坦，交通便利，表土剝離條件良好。根據(jù)項(xiàng)目工程布置、施工工藝及時序，結(jié)合各分區(qū)表土賦存量及需土量，分區(qū)表土均可以滿足后期用土需求，無需跨區(qū)調(diào)配。對管線區(qū)一側(cè)的區(qū)域進(jìn)行就地保護(hù)，其余區(qū)域均實(shí)施剝離保護(hù)。

4 表土資源剝離保護(hù)設(shè)計

本工程在配水樞紐工程區(qū)、施工生產(chǎn)生活區(qū)、砂石料場區(qū)、永久辦公區(qū)、交通道路區(qū)、管線區(qū)六大區(qū)域布設(shè)臨時表土堆存場。表土堆存量介于0.06 萬m3～58.16 萬m3之間，表土堆存場規(guī)劃數(shù)量介于1～25 個之間，表土堆存場寬度限制在10 m～25 m 之間，堆存場坡腳與周邊項(xiàng)目征地范圍線最小距離控制為2 m～3 m。

表土剝離后按照后期利用規(guī)劃堆放在臨時堆存場，以合理存放為原則，并建立臨時防護(hù)工程，采取臨時攔擋、苫蓋措施；考慮項(xiàng)目區(qū)表土堆存超過一個生長季，在堆存期間撒播草籽進(jìn)行綠化防護(hù)。表土攔擋與苫蓋設(shè)計堆土邊坡坡比為1∶2，堆高不超過3 m，堆存場攔擋土墻采用填土編織袋堆砌，編織袋擋墻斷面采用梯形，高100 cm，頂寬100 cm，內(nèi)坡垂直，外坡比為1∶0.5。對堆土表面采取密目網(wǎng)苫蓋。在表土堆存場周圍修建土質(zhì)截排水溝，斷面尺寸0.5 m×0.5 m，坡比為1∶1。排水溝末端與周邊天然排水體系相接。綠化草種選擇小冠花和早熟禾，種子混合比例1∶1，播種量10 g/m2。

5 表土改良利用設(shè)計

項(xiàng)目區(qū)剝離表土主要用于林草地恢復(fù)和土地復(fù)耕，林草地恢復(fù)覆土改良方案選擇改良劑+化肥、改良劑+綠肥，土地復(fù)耕覆土改良方案選擇改良劑+有機(jī)肥、改良劑+綠肥。改良劑+化肥/有機(jī)肥改良方案為：在土壤pH 滿足要求的基礎(chǔ)上，場區(qū)平整土地、覆土后，用土壤改良劑稀釋后進(jìn)行地面播灑?；拾匆欢ㄅ浔犬€施尿素、過磷酸鈣、氯化鉀，有機(jī)肥畝施優(yōu)質(zhì)有機(jī)肥料（或商品有機(jī)肥），再施用微生物肥料作基肥，撒施均勻。施肥后，用機(jī)械深翻25 cm～30 cm，耙耱2～3 次，達(dá)到地面平整，土塊細(xì)碎，土肥相融。改良劑+綠肥改良方案為：在土壤pH 滿足要求的基礎(chǔ)上，場區(qū)平整土地、覆土后，用土壤改良劑稀釋后進(jìn)行地面播灑。然后連續(xù)種植綠肥作物3 a～5 a 進(jìn)行培肥地力。地力培肥最后一年翻壓前，每畝施用土壤改良劑稀釋后進(jìn)行地面播灑。然后每畝施優(yōu)質(zhì)有機(jī)肥料（糞尿肥）或商品有機(jī)肥，均勻撒施。隨后用機(jī)械深翻20 cm～30 cm，耙耱2～3 次，達(dá)到地面平整，土塊細(xì)碎，土肥相融。形成的項(xiàng)目區(qū)土壤改良工藝流程：平整土地—覆土—施土壤改良劑—施肥—整地—種植/植物綠化。

方案比選結(jié)果表明，在滿足土壤pH 值要求，同時達(dá)到同樣土壤改良效果的前提下，從經(jīng)濟(jì)和技術(shù)角度分析，較大量的使用土壤改良劑和有機(jī)肥（或農(nóng)家肥）不僅可以有效降低土壤改良費(fèi)用，而且可以大大縮短土壤改良周期，及早實(shí)現(xiàn)土壤改良的目的。推薦使用土壤改良劑和有機(jī)肥（或農(nóng)家肥）作為本工程土壤改良方案。

6 結(jié)論

本文依托引漢濟(jì)渭二期工程黃池溝配水樞紐至渭河段，對關(guān)中平原區(qū)水利工程項(xiàng)目區(qū)表土資源保護(hù)與利用設(shè)計進(jìn)行探討。主要結(jié)論如下：

（1）項(xiàng)目賦存表土主要集中在配水樞紐工程區(qū)、施工生產(chǎn)生活區(qū)、砂石料場區(qū)、永久辦公區(qū)、交通道路區(qū)、管線區(qū)六大片區(qū)。

（2）項(xiàng)目區(qū)土壤中污染濃度含量均低于土壤污染風(fēng)險篩選值，土壤無生態(tài)環(huán)境風(fēng)險。土壤中速效氮、速效磷、部分速效鉀含量均低于控制標(biāo)準(zhǔn)，土壤整體質(zhì)量狀況較差，養(yǎng)分含量低。

（3）項(xiàng)目區(qū)表土堆存場規(guī)劃數(shù)量介于1～25 個之間，堆存量介于0.06 萬m3～58.16 萬m3之間，表土堆存場寬度限制在10 m～25 m之間。

（4）項(xiàng)目區(qū)形成的土壤改良工藝流程為：平整土地—覆土—施土壤改良劑—施肥—整地—種植/植物綠化。推薦使用土壤改良劑和有機(jī)肥（或農(nóng)家肥）作為本工程土壤改良方案。