金沙江上游干熱河谷表土保護(hù)設(shè)計(jì)

張新 廖勇 張雪楊 黃斌 田紅衛(wèi) 韓昊宇

摘要：金沙江上游干熱河谷地區(qū)存在較嚴(yán)重的生態(tài)障礙，主要是：土壤貧瘠、表土生產(chǎn)力不足、表土立地條件惡劣且土壤保水抗旱能力差，開(kāi)展生態(tài)恢復(fù)工作十分困難。以恢復(fù)當(dāng)?shù)氐男颀埶娬竟こ讨鷳B(tài)環(huán)境為目的，以項(xiàng)目區(qū)的生態(tài)障礙為突破點(diǎn)，采用資料分析、現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查及遙感法等，分析項(xiàng)目區(qū)的生態(tài)障礙，劃定不同生態(tài)障礙的影響范圍；采用類比法及演繹法，逐級(jí)推導(dǎo)表土保護(hù)和生態(tài)恢復(fù)問(wèn)題的解決方法，包括：調(diào)查項(xiàng)目?jī)?nèi)表土資源的分布情況；詳細(xì)分析項(xiàng)目區(qū)內(nèi)的表土平衡，設(shè)計(jì)表土回覆、剝離及堆存方案，估算表土缺口；初步設(shè)計(jì)表土立地條件改良及其生產(chǎn)力恢復(fù)的作業(yè)方案，對(duì)剝離的表土進(jìn)行表土培肥，對(duì)過(guò)篩的生土進(jìn)行土壤熟化，并配套表土堆存臨時(shí)防護(hù)及臨時(shí)綠化。結(jié)果表明：上述表土保護(hù)設(shè)計(jì)可使表土達(dá)到綠化覆土要求，形成了“先分析生態(tài)障礙，然后開(kāi)展表土保護(hù)設(shè)計(jì)，改良表土的立地條件改良、恢復(fù)其生產(chǎn)力，最后修復(fù)生態(tài)環(huán)境”的工作思路。研究成果可為生態(tài)脆弱地區(qū)的生態(tài)恢復(fù)工程提供借鑒。

關(guān)鍵詞：水土保持； 干熱河谷； 生態(tài)障礙； 表土保護(hù)； 立地條件； 表土生產(chǎn)力； 旭龍水電站

中圖法分類號(hào)：S157

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

DOI：10.15974/j.cnki.slsdkb.2024.05.018

文章編號(hào)：1006-0081（2024）05-0098-07

0 引言

生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目的施工通常會(huì)對(duì)項(xiàng)目區(qū)原有的生態(tài)環(huán)境造成破壞，例如擾動(dòng)表土、造成土壤退化，破壞原有植被及土壤生物環(huán)境、加重水土流失甚至引發(fā)泥石流等［1-2］。

國(guó)內(nèi)對(duì)于生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目中的表土保護(hù)措施多參考農(nóng)業(yè)規(guī)范或水利規(guī)范中的通用值進(jìn)行設(shè)計(jì)。以設(shè)計(jì)表土剝離及回覆厚度為例，通常是對(duì)劃定的水土保持分區(qū)之特定地類，設(shè)定通用的表土剝離或表土回覆之推薦厚度范圍，例如，除東北外，表土剝離的推薦厚度為20～50 cm，其中，耕園地25～50 cm，林草地20～30 cm；表土回覆的推薦厚度為20～40 cm，其中，耕園地25～40 cm，林草地20～30 cm［3-7］。此外，還會(huì)補(bǔ)充臨時(shí)苫蓋、臨時(shí)綠化及臨時(shí)攔擋等水土保持措施［6-7］。但是，上述設(shè)計(jì)忽視了施工過(guò)程會(huì)擾動(dòng)表土，進(jìn)而導(dǎo)致表土生產(chǎn)力不足、表土立地條件及土壤生物環(huán)境惡化等問(wèn)題，因此，表土保護(hù)工作常事倍而功半［8］。

在表土保護(hù)問(wèn)題上，一些國(guó)家擁有大量實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。例如，日本政府通過(guò)立法確定如下原則：土地改良事業(yè)的推行是為了達(dá)到提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力、增加農(nóng)業(yè)總產(chǎn)量、有選擇地?cái)U(kuò)大農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以及改善農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)等目的，既包括農(nóng)戶個(gè)體自發(fā)修整和改造土地，也包括國(guó)家有組織地改造和開(kāi)墾農(nóng)田、改良土壤、防范農(nóng)業(yè)災(zāi)害、建造水利排灌工程以及建設(shè)農(nóng)用道路等，并剝離即將建設(shè)與占用地區(qū)較為肥沃的表土，作為客土加入已經(jīng)列為改良項(xiàng)目區(qū)的土壤中［9-10］。為了最大限度減少生產(chǎn)建設(shè)對(duì)生態(tài)環(huán)境及表土的不利影響，日本大力推行開(kāi)發(fā)建設(shè)地區(qū)的表土剝離和再利用：如在生產(chǎn)建設(shè)中，只要對(duì)某一區(qū)域?qū)⒁谌』蚨逊e土方的深度或高度、面積超過(guò)一定標(biāo)準(zhǔn)，就必須對(duì)該區(qū)域的表土進(jìn)行剝離，并在建設(shè)活動(dòng)結(jié)束后，再對(duì)挖取或堆積土方的區(qū)域進(jìn)行表土回填和表土立地條件改良；在公路建設(shè)中，要對(duì)沿線適當(dāng)?shù)貐^(qū)（如立交區(qū)和服務(wù)區(qū)等）的表土進(jìn)行剝離，并在公路建成后適時(shí)回填及移栽原有樹(shù)木等［6-7］。此外，美國(guó)、韓國(guó)、以色列及歐洲多國(guó)，則主要結(jié)合耕地保護(hù)及礦山生態(tài)恢復(fù)工程進(jìn)行表土保護(hù)及土壤改良工作［11-14］。在土壤質(zhì)量評(píng)定過(guò)程中，引入CASH法等土壤健康評(píng)估體系，力求定量評(píng)估表土生產(chǎn)力現(xiàn)狀［15-17］。因此，多個(gè)國(guó)家構(gòu)建了完整的表土調(diào)查、保護(hù)措施與綜合利用設(shè)計(jì)（簡(jiǎn)稱“表土保護(hù)設(shè)計(jì)”）體系，即以詳細(xì)的表土分布調(diào)查和表土調(diào)配平衡分析為基礎(chǔ)，開(kāi)展表土立地條件改良及其生產(chǎn)力恢復(fù)。

綜上所述，盡管中國(guó)已經(jīng)就表土保護(hù)問(wèn)題立法多年，但是在實(shí)踐中，設(shè)計(jì)人員多以參考國(guó)家農(nóng)業(yè)規(guī)范或水利規(guī)范中的通用值進(jìn)行設(shè)計(jì)，暫無(wú)完整的表土保護(hù)設(shè)計(jì)體系。目前，生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目的表土保護(hù)設(shè)計(jì)，通常僅能滿足生態(tài)良好地區(qū)的表土保護(hù)需求，不適用于金沙江干熱河谷地區(qū)等生態(tài)環(huán)境脆弱的地區(qū)，因此鮮有成熟的當(dāng)?shù)乇硗帘Ｗo(hù)設(shè)計(jì)案例。

本文將根據(jù)金沙江上游旭龍水電站工程的表土立地條件改良及其生產(chǎn)力恢復(fù)實(shí)踐，總結(jié)適用于生態(tài)脆弱地區(qū)的表土保護(hù)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)。

經(jīng)勘察，該地區(qū)位于川滇兩省交界的金沙江干流上游干熱河谷地區(qū)，對(duì)生態(tài)恢復(fù)構(gòu)成障礙的因素（下稱“生態(tài)障礙”）相當(dāng)復(fù)雜，具體特點(diǎn)如下：① 降水量稀少。項(xiàng)目區(qū)處于干旱～半干旱狀態(tài)，存在土壤干化、高溫焚風(fēng)等極端現(xiàn)象，降雨集中在雨季，容易發(fā)生短期濺蝕。② 表土立地條件不佳，表土生產(chǎn)力流失顯著。項(xiàng)目區(qū)土壤退化嚴(yán)重，土壤養(yǎng)分含量偏低，且土壤質(zhì)地過(guò)砂或過(guò)黏，水穩(wěn)性差，難以保水保肥。③ 生態(tài)恢復(fù)困難。項(xiàng)目區(qū)內(nèi)原有的植被已遭受嚴(yán)重破壞，生態(tài)系統(tǒng)發(fā)生退化、植被覆蓋率和植被存活率較低、植被生長(zhǎng)及演替困難，極端災(zāi)害頻發(fā)，水土流失嚴(yán)重，表土資源貧瘠［18-21］。因此，需開(kāi)展旭龍水電站生態(tài)恢復(fù)及表土保護(hù)專項(xiàng)研究，來(lái)解決以干熱為特色、以土壤為紐帶的多種生態(tài)障礙重難點(diǎn)問(wèn)題。這些問(wèn)題已對(duì)當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)恢復(fù)工作構(gòu)成嚴(yán)重阻礙，且暫無(wú)參考案例或規(guī)范。本研究采用資料分析、現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查及遙感法，來(lái)確定及分析項(xiàng)目區(qū)內(nèi)的生態(tài)障礙，并劃定不同生態(tài)障礙的主要影響范圍；采用類比法及演繹法，逐級(jí)推導(dǎo)解決生態(tài)恢復(fù)和表土保護(hù)難題的初步方案。以期為如何在西南生態(tài)脆弱地區(qū)開(kāi)展生態(tài)恢復(fù)及表土保護(hù)工作提供參考。

1 工程概況

1.1 地形地貌特征

旭龍水電站位于云南省德欽縣與四川省得榮縣交界的金沙江干流上游河段，地處橫斷山脈，呈明顯臺(tái)階狀下降，屬高山地貌，地勢(shì)總體西北高南東低。項(xiàng)目區(qū)河段河勢(shì)較順直，自NW40°流入，往SE40°流出；河谷為深切峽谷，橫斷面為典型的“V”形谷，河谷兩岸地形對(duì)稱性較好，兩側(cè)為高聳的山脊，走向與金沙江流向基本一致。

1.2 氣象與水文條件

工程區(qū)的多年平均氣溫為14.5～14.6 ℃，極端高溫為36 ℃，極端低溫為-18.9 ℃，不小于10 ℃，積溫4 458 ℃，平均降水量為340.7～383.7 mm，平均蒸發(fā)量為2431 mm，平均日照時(shí)數(shù)為1 943.3 h，平均霜日為95.7 d，平均風(fēng)速為1.5～2.1 m/s，風(fēng)向多為西北風(fēng)。

1.3 土壤及植被情況

工程區(qū)內(nèi)的植被多為自然生長(zhǎng)的灌林群落或自然草被。沿河谷多分布有低矮荊棘灌叢和少量喬木，山坡上分布有低矮灌叢和草本植物。灌木多為耐旱、多刺、多絨毛和根系發(fā)達(dá)的灌木，如仙人掌、白刺花、十沉香、小薷等，草本植物有蕓香草、兩頭毛、山地香茶菜等，林草植被覆蓋率為49.9%。

區(qū)內(nèi)土壤以燥褐土（又稱燥紅土）為主。在自然條件下具有明顯的黏化作用和鈣化作用，土壤酸堿性呈中性至堿性，表層厚度多為20～35 cm，腐殖質(zhì)含量10～30 k/kg，養(yǎng)分含量屬于中等～中等偏上水平［22］。根據(jù)相關(guān)規(guī)范，確定每66.67 hm2耕地選取1個(gè)勘測(cè)點(diǎn)，最終選取21個(gè)勘測(cè)點(diǎn)，詳見(jiàn)表1［23-24］。現(xiàn)場(chǎng)表土層剖面詳見(jiàn)圖1，土壤類型主要為山地褐土、棕壤、暗棕壤、黃壤、紫色土和沖積土等，肥沃土層相對(duì)較薄，土壤有機(jī)質(zhì)含量較低，氮、磷含量不足；部分沖積土土層較厚，可達(dá)30～40 cm，但是含有較多砂礫石，可剝離的表土量有限。總體而言，項(xiàng)目區(qū)土壤養(yǎng)分含量屬中等～中下等水平。

2 研究方法及基礎(chǔ)

2.1 研究方法

本研究以批復(fù)的旭龍水電站工程水土保持方案為基礎(chǔ)，采用資料分析、現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查及遙感法等，分析項(xiàng)目區(qū)內(nèi)的生態(tài)障礙，劃定不同生態(tài)障礙的影響范圍。采用類比法及演繹法，逐級(jí)推導(dǎo)表土保護(hù)（重點(diǎn)是改良表土立地條件）和生態(tài)恢復(fù)（重點(diǎn)是恢復(fù)表土生產(chǎn)力）問(wèn)題的解決方法。最后，完成表土保護(hù)的初步設(shè)計(jì)。

2.2 研究基礎(chǔ)

金沙江上游熱河谷地區(qū)生態(tài)恢復(fù)工作的重難點(diǎn)是當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)障礙。目前，本研究已完成了土壤初步勘察、土壤基礎(chǔ)農(nóng)化指標(biāo)檢測(cè)、表土生產(chǎn)力、表土立地條件及生態(tài)障礙的分析與判斷等工作。

2.2.1 水障礙

（1） 項(xiàng)目區(qū)年均降水量?jī)H300～400 mm，集中于雨季（5～9月），容易發(fā)生短期暴雨濺蝕。

（2） 冬季至初春時(shí)（12月至次年3月），土壤含水率長(zhǎng)期低于土壤凋萎濕度（在當(dāng)?shù)?，該值約為9%），該現(xiàn)象即土壤干化，一旦發(fā)生，植物細(xì)胞會(huì)遭遇不可逆的損害，植被極有可能大面積地凋萎［25］。

（3） 其余時(shí)間則處于干旱～半干旱狀態(tài)，容易發(fā)生高溫焚風(fēng)（背風(fēng)坡局部區(qū)域在夏季白天時(shí)最高可達(dá)50 ℃），僅靠布置灌溉及引水設(shè)施難以徹底解決缺水問(wèn)題，且維護(hù)成本很高。

2.2.2 土壤障礙

（1） 土壤養(yǎng)分普遍不足，其中有機(jī)質(zhì)、堿解氮、有效磷的含量均偏少，僅速效鉀的含量較多；表土層厚度相對(duì)偏低，多為10～25 cm，平均約21.3 cm，表土資源有限［25］。

（2） 土壤pH值多為5.0～6.0，屬于強(qiáng)酸性～酸性范圍，容易發(fā)生鐵鋁毒害［26］。

（3） 土壤顆粒的水穩(wěn)性差，團(tuán)聚體結(jié)構(gòu)易被破壞，水土流失嚴(yán)重，養(yǎng)分易流失，缺乏優(yōu)質(zhì)的耕林草地資源，土壤持水（或保水）能力有待提高［27］。

（4） 砂粒、黏粒及石礫含量的占比較大（≥85%），粉粒含量過(guò)低（理想值是25%～35%，但在項(xiàng)目區(qū)僅10%～15%），土壤質(zhì)地較差［25，27］。

（5） 土壤類型主要是易被侵蝕的燥紅壤和沖積土，就地取材進(jìn)行質(zhì)地改良的難度較大［27］。

（6） 原有土壤生境已被破壞，且難以恢復(fù)。

2.2.3 植被障礙

（1） 土壤生境已發(fā)生退化，現(xiàn)有的植被數(shù)量較少，植被結(jié)構(gòu)單一，且生長(zhǎng)情況不佳。

（2） 植被在越冬時(shí)同時(shí)面臨土壤水不足和土壤養(yǎng)分不足的問(wèn)題，因此很可能會(huì)同時(shí)面對(duì)缺水和缺肥問(wèn)題，最終植被會(huì)大面積凋萎。

3 表土保護(hù)設(shè)計(jì)

3.1 設(shè)計(jì)理念

本項(xiàng)目的表土保護(hù)設(shè)計(jì)以項(xiàng)目區(qū)原有自然地理?xiàng)l件為基礎(chǔ)，以盡可能避免新的擾動(dòng)為原則，以治理項(xiàng)目區(qū)的水土流失問(wèn)題、恢復(fù)其生態(tài)環(huán)境為目的，以改良表土立地條件、恢復(fù)表土生產(chǎn)力為主要措施。按設(shè)想，在完成表土保護(hù)設(shè)計(jì)及其施工后，可在項(xiàng)目區(qū)內(nèi)大規(guī)模地開(kāi)展植被恢復(fù)工作，且植被成活率≥90%。

3.2 表土分布調(diào)查

根據(jù)勘察，項(xiàng)目區(qū)內(nèi)的表土資源集中分布于多個(gè)大地塊內(nèi)。建議施工單位按耕地30 cm、園地20 cm的厚度進(jìn)行表土剝離，其養(yǎng)分含量屬中等水平，需做到應(yīng)剝盡剝。此外，由于在林草地上，可剝離的表土極為有限，故不予剝離，改為按10～15 cm的厚度進(jìn)行生土剝離［28-29］。

3.3 表土平衡分析

由于在批復(fù)的方案中，工程生態(tài)恢復(fù)所需的表土合計(jì)18.06萬(wàn)m3（自然方，下同），表土缺口預(yù)計(jì)13.37萬(wàn)m3，難以靠外購(gòu)填補(bǔ)。因此，考慮將大量的生土熟化為合格的綠化覆土即開(kāi)展土壤熟化，以填補(bǔ)表土缺口。

3.3.1 表土回覆

實(shí)際施工中，載土槽生態(tài)垂直綠化表土回覆厚度30 cm，復(fù)耕區(qū)域表土回覆厚度20 cm，生態(tài)恢復(fù)區(qū)域表土回覆厚度20 cm。經(jīng)計(jì)算，工程設(shè)計(jì)覆土18.06萬(wàn)m3，其中復(fù)墾覆土0.32萬(wàn)m3，生態(tài)恢復(fù)覆土17.74萬(wàn)m3；回覆范圍包括壩址區(qū)內(nèi)未被硬化的耕園地（復(fù)墾）和林草地（生態(tài)恢復(fù)），回覆面積合計(jì)86.47 hm2，其中，復(fù)墾面積1.58 hm2，生態(tài)恢復(fù)面積84.89 hm2。詳見(jiàn)表2，3。

3.3.2 表土剝離及臨時(shí)堆存

在實(shí)際施工中，對(duì)項(xiàng)目區(qū)內(nèi)可剝離表土的地塊全部按30～40 cm、平均35 cm的厚度剝離表土，剝離面積23.20 hm2、剝離量8.12萬(wàn)m3，已按批復(fù)方案設(shè)置表土堆存場(chǎng)（圖2）。因此，實(shí)際的表土缺口9.94萬(wàn)m3。計(jì)劃對(duì)44.27 hm2林草地，按20～30 cm、平均25 cm的厚度剝離生土，然后過(guò)篩，所需的過(guò)篩生土為9.94萬(wàn)m3。故表土剝離量及生土過(guò)篩量合計(jì)18.06萬(wàn)m3，可滿足覆土需求。

3.4 表土立地條件改良及其生產(chǎn)力恢復(fù)

由于實(shí)際剝離的表土厚度（30～40 cm）大于推薦的表土剝離厚度（耕地30 cm、園地20 cm），因此，總體上所剝表土的表土立地條件及其生產(chǎn)力均較差，不能直接用于綠化，需開(kāi)展表土培肥以恢復(fù)其生產(chǎn)力。此外，還需對(duì)立地條件更差的生土進(jìn)行土壤熟化。表土的立地條件改良及其生產(chǎn)力恢復(fù)主要通過(guò)表土培肥和土壤熟化來(lái)實(shí)現(xiàn)。

3.4.1 表土剝離及臨時(shí)防護(hù)

剝離表土?xí)r應(yīng)采用1.0 m3液壓反鏟淺層集土，并根據(jù)地形條件輔以人工集土。剝離的表土集中后采用10 t自卸汽車運(yùn)至表土堆存場(chǎng)堆置，表土堆建議堆高3～5 m，坡腳采用土工袋設(shè)置臨時(shí)擋土墻，并在臨時(shí)擋土墻外側(cè)布設(shè)土質(zhì)臨時(shí)排水溝。雨季時(shí)，還應(yīng)采用防雨布對(duì)表土堆進(jìn)行覆蓋防護(hù)。

3.4.2 臨時(shí)綠化

由于本項(xiàng)目表土的有機(jī)質(zhì)含量偏低，且表土堆存時(shí)間較長(zhǎng)，因此考慮開(kāi)展臨時(shí)綠化，即通過(guò)臨時(shí)種植豆科植物（利用其固氮功能）和適合項(xiàng)目區(qū)的固土植物（利用其固土、加筋作用），這樣可在一定程度上起到恢復(fù)項(xiàng)目區(qū)生態(tài)環(huán)境、培肥土壤及減少水土流失等作用。

在施工過(guò)程中，對(duì)剝離的表土8.12萬(wàn)m3和待熟化的過(guò)篩生土9.94萬(wàn)m3，在堆砌好土堆后，均需在土堆頂部撒播大豆種子30 kg/hm2，并進(jìn)行撫育管理（下同）；對(duì)易發(fā)生水土流失的松軟表土堆，還應(yīng)補(bǔ)充撒播腋花莧或三葉草10～20 kg/hm2［30］。

（1） 大豆種子及草籽質(zhì)量要求。大豆種子及草籽應(yīng)選擇無(wú)病害種子，純凈度應(yīng)達(dá)到95%以上，發(fā)芽率應(yīng)達(dá)到85%以上。

（2） 栽植要求。大豆種子及草籽需在堆土完成后及時(shí)撒播，采用“在表土內(nèi)分層施加有機(jī)肥+人工撒播”的方法，并覆薄層表土。

（3） 種植季節(jié)。大豆種子及草籽撒播一般在雨季或墑情較好時(shí)進(jìn)行，不能避免時(shí)應(yīng)考慮高溫遮陽(yáng)。

（4） 撫育管理。撫育采用人工進(jìn)行，撫育內(nèi)容包括：松土、培土、澆水、施肥、補(bǔ)播大豆種子及草籽、開(kāi)展必要的病蟲(chóng)害防治等。撫育管理分2 a進(jìn)行，第一年撫育2次（通常在雜草叢生、枝葉生長(zhǎng)旺盛的6月份進(jìn)行第一次撫育，在8月下旬至9月上旬進(jìn)行第二次撫育），第二年撫育1次（通常在6月份進(jìn)行）。第一年定植后應(yīng)及時(shí)澆水，保證草籽的成活及正常生長(zhǎng)，對(duì)成活率沒(méi)有達(dá)到要求的地方，應(yīng)在第二年春季及補(bǔ)播。植物措施建植后，應(yīng)落實(shí)好林地的管理和撫育責(zé)任。

3.4.3 表土培肥

（1） 在剝離表土逐層堆放的過(guò)程中，綜合考慮綠化的培肥作用，按3.0‰的質(zhì)量比對(duì)表土逐層添加有機(jī)肥，可使土壤有機(jī)質(zhì)含量穩(wěn)定在第四級(jí)的中上層（即15‰～20‰屬中等水平，可保障絕大多數(shù)植被的正常生長(zhǎng)，下同）［31-32］。

（2） 按土壤密度為1.25 g/cm3計(jì)算，則需對(duì)每萬(wàn)m3表土施用不超過(guò)37.5 t有機(jī)肥，可使土壤有機(jī)質(zhì)含量可達(dá)15‰～20‰；表土堆存場(chǎng)的平均堆高設(shè)計(jì)值為4.81 m，則需按不超過(guò)180 t/hm2的用量施加有機(jī)肥［31］。

（3） 在表土培肥期間，隨灌溉過(guò)程按尿素8.70 kg/hm2、普鈣16.88 kg/hm2、硫酸鉀3.75 kg/hm2的的單次追肥量，施用在表土堆存場(chǎng)上。在一次完整的表土培肥過(guò)程中，需追肥16次，這樣可使各項(xiàng)速效養(yǎng)分指標(biāo)均可達(dá)到中等及以上水平。

3.4.4 土壤熟化

（1） 通過(guò)采用300目和8000目的篩砂網(wǎng)，篩分普通土壤，獲得粉粒（0.002～0.02 mm），將其與自然土壤均勻混合后堆放至土壤熟化場(chǎng)內(nèi)［31-32］。

（2） 考慮綠化的培肥作用，按9.0‰的質(zhì)量比對(duì)混合土壤添加有機(jī)肥［31］。

（3） 按土壤密度為1.25 g/cm3計(jì)算，需對(duì)每萬(wàn)m3混合土壤施用112.5 t有機(jī)肥；土壤熟化場(chǎng)的平均堆高設(shè)計(jì)值為2.5 m，因此需按281.25 t/hm2的用量施加有機(jī)肥。

（4） 在土壤熟化期間，隨灌溉過(guò)程按尿素8.70 kg/hm2、普鈣16.88 kg/hm2、硫酸鉀3.75 kg/hm2的單次追肥量，施用在土壤熟化場(chǎng)上。在一次完整的土壤熟化過(guò)程中，需追肥8次。

4 結(jié)果與討論

旭龍水電站工程表土保護(hù)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容包括：① 詳細(xì)調(diào)查項(xiàng)目?jī)?nèi)表土資源的分布情況；② 詳細(xì)分析項(xiàng)目區(qū)內(nèi)的表土平衡，設(shè)計(jì)表土回覆、剝離及堆存方案，估算表土缺口；③ 初步設(shè)計(jì)改良表土立地條件及其生產(chǎn)力恢復(fù)的作業(yè)方案，具體包括對(duì)剝離的表土8.12萬(wàn)m3進(jìn)行表土培肥，對(duì)過(guò)篩的生土9.94萬(wàn)m3進(jìn)行土壤熟化，并制定了配套的表土堆存之臨時(shí)防護(hù)及臨時(shí)綠化［33-34］。

根據(jù)設(shè)計(jì)，上述的表土保護(hù)方案可使剝離的表土8.12萬(wàn)m3和經(jīng)熟化的生土9.94萬(wàn)m3滿足綠化覆土要求，即土壤農(nóng)化指標(biāo)達(dá)到中等及以上水平。此外，種植豆科作物等措施還能控制項(xiàng)目區(qū)的水土流失問(wèn)題，改善生態(tài)環(huán)境，創(chuàng)造一定的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。因此，本研究可實(shí)現(xiàn)改良表土立地條件、恢復(fù)表土生產(chǎn)力、填補(bǔ)表土缺口、產(chǎn)生一定有益副產(chǎn)物的目的。

5 結(jié)語(yǔ)

金沙江上游干熱河谷地區(qū)脆弱的生態(tài)環(huán)境對(duì)旭龍水電站的生態(tài)恢復(fù)及表土保護(hù)工作構(gòu)成了較大的阻礙。本文為金沙江上游干熱河谷地區(qū)的生態(tài)恢復(fù)工程提供了一種新的解決思路，即：以金沙江上游干熱河谷地區(qū)的生態(tài)障礙為突破點(diǎn)，分析項(xiàng)目區(qū)內(nèi)的生態(tài)障礙；對(duì)如何改良表土立地條件和如何恢復(fù)表土生產(chǎn)力兩大難點(diǎn)進(jìn)行逐級(jí)推導(dǎo)，開(kāi)展表土保護(hù)設(shè)計(jì)，改良項(xiàng)目區(qū)內(nèi)表土的立地條件，恢復(fù)其生產(chǎn)力；開(kāi)展水土保持及表土保護(hù)設(shè)計(jì)的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，調(diào)整表土保護(hù)設(shè)計(jì)；進(jìn)行生態(tài)恢復(fù)作業(yè)。

下一階段，需構(gòu)建干熱河谷地區(qū)水土保持及表土保護(hù)設(shè)計(jì)體系，設(shè)置示范區(qū)?？蓪⑸鲜鲂颀埶娬竟こ痰谋硗帘Ｗo(hù)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)推廣到金沙江流域其他生態(tài)脆弱地區(qū)生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目的生態(tài)恢復(fù)工程中。

參考文獻(xiàn)：

［1］紀(jì)中華，方海東，楊艷鮮，等.金沙江干熱河谷退化生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)恢復(fù)生態(tài)功能評(píng)估——以元謀小流域典型模式為例［J］.生態(tài)環(huán)境學(xué)報(bào)，2009，18（4）：1383-1389.

［2］王維平.涼山州干熱河谷困難地帶生態(tài)恢復(fù)與重建對(duì)策和建議［J］.四川林業(yè)科技，2012，33（1）：77-79.

［3］張振超，張琳琳，王冬梅，等.生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目表土保護(hù)與利用［J］.中國(guó)水土保持科學(xué)，2015，13（1）：127-132.

［4］叢日亮，蘭景濤.生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目表土保護(hù)與利用專題報(bào)告編制內(nèi)容探討［J］.水土保持應(yīng)用技術(shù)，2021（5）：48-50.

［5］國(guó)家林業(yè)局.綠化用表土保護(hù)技術(shù)規(guī)范：LY/T 2445-2015［S］.北京：國(guó)家林業(yè)局，2015.

［6］中華人民共和國(guó)水利部.生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目水土保持技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)（附條文說(shuō)明）：GB 50433-2018［S］.北京：中國(guó)計(jì)劃出版社，2019.

［7］中華人民共和國(guó)住房與城鄉(xiāng)建設(shè)部.水土保持工程設(shè)計(jì)規(guī)范 （附條文說(shuō)明）：GB 51018-2014［S］.北京：中國(guó)計(jì)劃出版社，2014.

［8］宋立旺，戚德輝，郝咪娜.生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目表土資源的保護(hù)與利用［J］.中國(guó)水土保持，2017（9）：22-24.

［9］劉新衛(wèi).日本表土剝離的利用和完善措施［J］.國(guó)土資源，2008（9）：52-55.

［10］梁耀元，李洪遠(yuǎn)，莫訓(xùn)強(qiáng)，等.表土在日本生態(tài)恢復(fù)中的應(yīng)用［J］.應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)，2009，20（11）：16-17.

［11］夏立村，潘峰，黃和平，等.國(guó)外耕地質(zhì)量保護(hù)與提升經(jīng)驗(yàn)對(duì)中國(guó)的啟示［J］.農(nóng)業(yè)科技管理，2022，41（6）：23-28.

［12］崔寧波，張正巖，劉望.國(guó)外耕地生態(tài)補(bǔ)償?shù)膶?shí)踐對(duì)中國(guó)的啟示［J］.世界農(nóng)業(yè)，2017（4）：35-40.

［13］王華.國(guó)外某綠色礦山建設(shè)研究［J］.湖南有色金屬，2023，39（2）：81-83.

［14］翟文龍.國(guó)內(nèi)外礦山生態(tài)修復(fù)現(xiàn)狀與對(duì)策分析［J］.有色金屬（礦山部分），2022，74（4）：37-39.

［15］張江周，李奕贊，李穎，等.土壤健康指標(biāo)體系與評(píng)價(jià)方法研究進(jìn)展［J］.土壤學(xué)報(bào)，2022，59（3）：35-52.

［16］盛豐.康奈爾土壤健康評(píng)價(jià)系統(tǒng)及其應(yīng)用［J］.土壤通報(bào)，2014，45（6）：1289-1296.

［17］MOEBIUS-CLUNE B N，MOEBIUS-CLUNE D J，GUGINO B K，et al.Comprehensive assessment of soil health-the Cornell framework［M］.Geneva：Cornell University，2017.

［18］鐘祥浩.干熱河谷區(qū)生態(tài)系統(tǒng)退化及恢復(fù)與重建途徑［J］.長(zhǎng)江流域資源與環(huán)境，2000，9（3）：376-383.

［19］朱永國(guó)，舒安平，高小虎.干熱河谷區(qū)邊坡生態(tài)恢復(fù)技術(shù)對(duì)建設(shè)綠色水電站的重要性探索［J］.水利發(fā)展研究，2017，17（7）：41-43.

［20］張利超，劉窯軍，湯崇軍，等.紅砂巖侵蝕區(qū)小流域綜合治理工程設(shè)計(jì)研究——以寧都縣還安小流域?yàn)槔跩］.中國(guó)水土保持，2019（9）：19-23.

［21］王海帆，王軍，溫欽舒，等.昆明市東川區(qū)深溝流域生態(tài)工程治理研究初探［J］.湖北農(nóng)業(yè)科學(xué)，2017，56（14）：2639-2644.

［22］和順榮.迪慶州土壤肥料科技探索與實(shí)踐［M］.昆明：云南出版集團(tuán)公司，2009：53-55.

［23］中華人民共和國(guó)農(nóng)業(yè)部種植業(yè)管理司.耕地地力調(diào)查與質(zhì)量評(píng)價(jià)技術(shù)規(guī)程：NY/T 1634-2008［S］.北京：中華人民共和國(guó)農(nóng)業(yè)部，2008.

［24］國(guó)家林業(yè)局.森林土壤調(diào)查技術(shù)規(guī)程：LY/T 2250-2014［S］.北京：國(guó)家林業(yè)局，2014.

［25］劉金珍，樊皓，阮婭.烏東德水庫(kù)壩前段消落帶生態(tài)類型劃分及生態(tài)恢復(fù)模式初探［J］.長(zhǎng)江流域資源與環(huán)境，2016，25（11）：1767-1773.

［26］夏棟.向家壩水電站工程擾動(dòng)區(qū)不同恢復(fù)方法土壤pH值、養(yǎng)分及酶活性分析［D］.宜昌：三峽大學(xué)，2011：22-36.

［27］周明濤，胡旭東，許文年.不同基材邊坡土壤肥力變化趨勢(shì)預(yù)測(cè)——以向家壩水電站項(xiàng)目區(qū)為例［J］.水土保持通報(bào)，2016，36（4）：107-111.

［28］胡振琪，魏忠義，秦萍.礦山復(fù)墾土壤重構(gòu)的概念與方法［J］.土壤，2005，37（1）：8-12.

［29］張雪楊，馬力，郭鎰維，等.基于工程設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的表土保護(hù)與利用設(shè)計(jì)流程優(yōu)化及思考［J］.中國(guó)水土保持，2021（5）：21-26.

［30］和順榮，邢向欣.金沙江干熱河谷區(qū)生物固土能力研究［J］.云南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2009，24（5）：721-724.

［31］中華人民共和國(guó)國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局.耕地質(zhì)量等級(jí)：GB/T 33469-2016［S］.北京：中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)，2016.

［32］中華人民共和國(guó)國(guó)土資源部.土地質(zhì)量地球化學(xué)評(píng)價(jià)規(guī)范：DZ/T 0295-2016［S］.北京：中華人民共和國(guó)國(guó)土資源部，2016.

［33］廖勇，張新，張雪楊，等.干熱河谷地區(qū)生態(tài)障礙分析與對(duì)策［J］.人民長(zhǎng)江，2023，54（增2）：131-135.

［34］余章振，李斐，馬瑩.塔里木河流域天然林草保護(hù)與修復(fù)研究［J］.水利水電快報(bào)，2024，45（4）：121-126.

編輯：李慧

Topsoil protection design for dry and hot valley in upper reaches of Jinsha River

ZHANG Xin1，LIAO Yong2，ZHANG Xueyang1，HUANG Bin1，TIAN Hongwei1，HAN Haoyu1

（1.Changjiang Survey，Planning and Design Research Co.，Ltd.，Wuhan 430010，China；2.National Energy Group Jinshajiang Xulong Hydropower Co.，Ltd.，Garze Prefecture 627950，China）

Abstract：

The ecological obstacles in dry and hot valley area of the upper reaches of Jinsha River are more serious than that in the lower reaches，resulting in poor soil fertility，insufficient topsoil productivity，harsh topsoil landing-conditions，and poor soil water retention and drought resistance.It is very difficult to carry out ecological restoration work in local area.Aiming at restoring ecological environment of Xulong Hydropower Station in local area and taking ecological obstacles in the project area as case study，data analysis，on-site investigation，and remote sensing methods were used to analyze the ecological obstacles in project area and delineate the impact range of different ecological obstacles.By using analogy and deduction methods，the solution methods for topsoil protection and ecological restoration problems were derived step by step.The main content were shown as investigating the distribution of surface soil resources in the project，conducting a detailed analysis of topsoil balance in project area，designing topsoil backfilling，stripping，and storage plans，and estimateing topsoil gap，as well as preliminary design of the operation plan for improving landing-conditions of topsoil and restoring its productivity，including fertilizing stripped topsoil，maturing screened raw soil，and supporting temporary protection and greening of topsoil storage.The results showed that the above topsoil protection design can meet the requirements of green covering，forming a working idea that firstly analyzing ecological obstacles，then carrying out topsoil protection design，improving the site conditions of topsoil，restoring its productivity，and finally restoring the ecological environment.The above research results can provide a reference for ecological restoration projects in ecologically fragile areas.

Key words：

soil and water conservation； dry and hot river valleys； ecological obstacles； topsoil protection； landing-condition； topsoil productivity； Xulong Hydropower Station

收稿日期：2023-12-08

作者簡(jiǎn)介：張新，男，高級(jí)工程師，碩士，主要從事水土保持方面的研究工作。E-mail：4703985@qq.com

通信作者：張雪楊，男，工程師，碩士，主要從事土壤化學(xué)、土壤水動(dòng)力學(xué)、土壤污染修復(fù)、水土保持設(shè)計(jì)及研究工作。E-mail：376041038@qq.com