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粤西台风灾区水土保持生态修复策略和措施——以高州市马贵镇为例

2012-01-02王永喜夏兵

中国水土保持科学 2012年1期
关键词:支流泥石流河道

王永喜,夏兵

(深圳市北林苑景观及建筑规划设计院有限公司,518045,广东深圳)

受“凡亚比”台风影响,2010 年9 月21—23 日,广东省粤西地区高州市东北部山区的马贵、大坡、古丁、深镇、平山、东岸、长坡7 个镇区内出现特大强降雨。马贵镇21 日00:00—23 日04:00,总降雨量814 mm,其中,21 日02:00—14:00,12 h 内降雨量达674.5 mm,降雨强度达到1 000 年一遇,马贵镇曹江水位迅速上涨,超历史最高水位。特大暴雨使马贵、大坡、古丁等镇山崩地裂,出现大范围的山体滑坡,引发了特大山洪、泥石流,尤以马贵镇受灾最严重。马贵镇曹江河段12 座桥梁除1 座幸免外,余下的全部冲断,水利设施损毁严重,致使许多村镇交通、通信完全断绝。灾害给马贵镇造成了重大财产损失和人员伤亡,同时也对灾区自然生态环境造成了巨大破坏。

1 马贵镇自然概况

马贵镇位于广东省高州市东北部山区,东与阳春市双窖镇相邻,北与信宜市钱排、合水镇接壤,西与古丁镇、南与大坡镇相连,处于3 市交界地带。全镇总面积167.0 km2,其中集镇面积2.5 km2。全镇有14 个村委会和1 个居委会,2009 年末,马贵镇总人口3 万6 660,其中城镇人口约2 000,耕地面积1 020 hm2。

马贵镇地貌为低山高丘区,境内最高点是棉被顶,高程1 627.3 m,最低点是曹江大垌河床,高程186 m。马贵镇地处南亚热带季风区,受南海海洋性气候影响,是台风活动侵袭经过的地区之一。夏秋季节主要的灾害性天气是强台风带来的狂风暴雨,丘陵山区山洪暴发,平原低洼地区积水成灾。

马贵镇多年平均降雨量1 711 mm,多年平均气温21.3 ~23.2 ℃,年无霜期平均为361 d,多年平均日照时间1 935.3 h。自然土壤的母质以花岗岩、片麻岩及其风化物为主,部分为页岩。

曹江发源于马贵镇境内,河长27.4 km,集雨面积165.9 km2,流域内多年平均降水量为2 090 mm,多年平均径流深1 200 mm,有6 条主要支流,包括周坑支流、大西支流、小西支流、朗练支流、埕垌支流、龙坑支流。

2 马贵镇灾后生态环境问题分析

2.1 总体受灾情况

“凡亚比”台风强降雨造成马贵镇损坏小型水库1 座、山塘8 个、堤防52 处、水陂853 个、渠道93处、饮水工程146 个、电站23 座,急需进行清淤土方10 万m3,水利设施直接经济损失3.86 亿元。

受灾分布情况,以马贵镇为核心,处于曹江上游干流的马贵镇镇中心,大西支流受灾最为严重,朗练支流、龙坑支流、小西支流次之,曹江最上游的厚园村及其支流、周坑支流、埕垌支流受灾相对较小。

此次洪灾造成马贵镇多处发生山体滑坡、崩塌、泥石流等地质灾害,对人民的生活和生产以及生物的生存环境造成了严重影响。山体植被遭到严重破坏,森林及其他植被的生态维护功能丧失,河道阻塞,河流两岸地貌受到严重破坏,水库湖泊池塘淤积,河床垫高缩窄,水土流失加剧,农田被冲毁,耕地面积减小,土地环境恶化并危及到农业生产;生态环境明显恶化,生态服务功能逐步弱化,水土资源受到严重破坏,居民的生存条件得不到保障。以下主要从地质灾害、生态系统损坏和生产、生活环境损坏3个方面进行分析。

2.2 地质灾害调查分析

广东地处海陆相互作用强烈的华南沿海地带,地质地貌环境复杂。随着经济的迅速增长,建设用地日益增加,平地日趋紧缺,由此对山坡地的开发和利用已广泛兴起,内外地质作用和高强度的人类经济建设活动形成了广东特殊的地质环境,使广东成为我国东南沿海地质灾害多发区[1]。

马贵镇境内发生了数量众多的山体滑坡(图1),主要集中在曹江干流两岸及6 条支流两侧山坡。据高州市水务局初步统计,山体滑坡面积约776 hm2,崩塌比4.65%。山上表土裸露、松石嶙峋,河中砾石、砂土淤积严重,平均厚3 ~4 m,河床变宽变浅,严重危及两岸群众生命财产安全。滑坡发生之处绝大部分在山顶、半山腰上,遗留在灾害点的松石点多量大,靠人工无法消除隐患,且松石所处的位置机械进入艰难,致使灾后恢复重建工作困难重重。

图1 曹江干流垭垌段河岸滑坡及公路损毁照片Fig.1 River landslide and damaged road along the Yatong Section of Caojiang River

大量发生于流域内山体的滑坡和崩塌体汇聚到沟道、河道内,为泥石流形成提供了丰富的松散固体物质,加之超量的降水,形成了威胁巨大的山洪泥石流灾害。据现场调查统计,马贵镇镇中心、大西支流产生了强度为强烈的泥石流,镇中心街道、房屋、农田被淹,河岸两侧平坦地区的房屋泥沙已淤积至1 层楼,洪水位至2 层楼,局部达到3 层楼;周坑支流、小西支流、朗练支流、埕垌支流、龙坑支流产生了强度为中度的泥石流,支流出口的河道、道路已完全被泥沙堆积物覆盖;另有12 条小溪也产生强度为轻度的泥石流,泥石流堆积物掩埋了两岸农田和乡村道路。马贵镇河道两岸岸坡及临河建筑、公路、桥梁、水利水电设施等损毁严重,冲毁桥梁11 座,冲毁公路8.5 km,致使许多村镇交通、通信完全断绝。

2.3 生态系统受损分析

2.3.1 森林生态系统受损 台风“凡亚比”使马贵镇境内曹江两岸及其支流两边山体崩塌、滑坡面积约776 hm2,山体植被遭受极大破坏(图2),垮塌形成的以岩石、泥土、砾砂组成的塌方阻塞河道和沟渠,为排洪除险留下巨大隐患。由于山体土层滑落造成的裸露,给马贵镇内的大小山体留下了难以恢复的大创面,尤以大西支流两侧山体植被破坏严重。松垮和变薄的土层将使大面积植被失去立足之地,青山环绕的景象很可能数年间都难以重现。巨大的垮方量致使林地大面积减少,森林及其他植被的生态维护功能丧失,提高了山洪、泥石流、滑坡等自然灾害的发生概率。

图2 埕垌支流山体滑坡损毁植被照片Fig.2 Vegetation destroyed by landslides along Chengtong Tributary

2.3.2 河流生态系统受损 此次特大洪灾形成的泥石流导致曹江河干流及其支流(如周坑、大西、埕垌、龙门垌等主要支流)的河岸冲刷严重,支流与主河段汇入处和曹江马贵段河床被抬高了3 ~4 m,致使沿河村庄被淹,马贵镇中心街道房屋最高淹至3层楼,各支流出口两岸建筑淹至1 层。周坑、埕垌、龙门垌河床改道,亟需尽快彻底整治危及村庄及住户的河堤,疏通危及民居安全的淤积河床。曹江马贵段受损前基本为自然河道,沿线两岸的堤防不完善,由于灾后泥石流携带的大量泥沙、石块进入河道,大块石、鹅卵石淤积河道,河道现状淤积严重。受本次灾害影响,马贵镇水源点及引水管路10 km供水管路全毁。

2.3.3 农田生态系统受损 受损前,马贵镇人均耕地300 m2,本次洪灾对农田生态系统造成了很大的影响。马贵镇内被冲毁、淹埋的耕地达67 hm2,地表被山上冲下的石砾、沙土覆盖,恢复耕种困难。位于河谷区域和山体中下部的坡地被泥石流、洪水冲毁和淹没,导致农田面积急剧减小,耕地灭失情况严重,部分村民小组甚至人均耕地不足60 m2。

2.4 生产、生活环境受灾分析

马贵镇河网支流发达,地势坡度较陡,土地资源紧张,民居随山就势,依托自然河岸谷地,形成村落,建筑形式以砖、砖混、木构为主。根据现场调查,生产、生活环境受灾情况如下。

1)建筑物。位于山谷河口及河道岸坡的建筑物,处于洪水、泥石流和山体崩滑危险区,此次共有30 处惨遭灭顶之灾,建筑物全毁,全镇涉及房屋损毁的有550 户。位于山脚和山坡的民居受山体滑坡影响较大,存在严重安全隐患。学校建筑在灾害中被严重破坏,尤以位于大西支流的马贵镇大西小学最为严重。位于马贵镇的曹江干流和支流的水电站23 处损毁殆尽。

2)水源。饮用水源受到严重破坏,马贵镇原有居民生活用水依赖山区泉水的管道接驳,水管被毁后全镇的居民生活用水困难,居民饮用水仅采取临时应急处理。

3)道路、桥梁。道路、桥梁损毁严重(图3),给当地居民的生产生活、灾后重建带来了极大不便,路基掏蚀、冲蚀严重,存在不确定的安全隐患。由于交通阻塞、运输不便,村民的水果、蔬菜无法运出,损失惨重。

图3 曹江干流深水段桥梁冲毁照片Fig.3 Destroyed bridge over the Shenshui section of Caojiang River

3 灾后水土保持生态修复

3.1 总体策略

统筹考虑灾区重建与未来经济社会的发展,从调整产业发展布局、扶持当地经济发展、推进城镇化发展、完善基本公共服务政策等出发,统筹好重建与发展的关系,实现灾区振兴[2]。对灾区受损的自然生态系统坚持以自然恢复与人工修复相结合的原则,逐步修复生态系统功能。在严重受损的区域,优先抢救、恢复区域生态功能,实施灾后生态保护工程;在中度受损的区域,适度控制开发,加大生态保护力度,以自然恢复和人工辅助相结合的方式恢复自然生态系统;在受灾较轻的区域,协调当前生态重建需要和今后长远发展的关系,以预防和保护为主。

1)加强水利基础设施建设。马贵镇曹江干流许多河段还达不到5 年一遇的防洪标准,应逐步提高防洪标准。

2)加强村镇规划、严格管理山区群众房屋建设。村镇规划不仅为了保护耕地和规范建设,还涉及到经济发展、保护环境、公共安全等多个领域,村镇规划的实施不仅是对村镇外在物质景观的改变,更是对居民生活方式内涵的改变[3]。首先要做好房屋建设规划,多部门参与制定,房屋选址不占水路、不斩坡脚,做到“三避两高”,即避开洪水、避开泥石流、避开滑坡体,高根基、高位置;二是适当提高房屋建筑标准,基础可采用砖、石、混凝土等材料砌筑,加强房屋整体性安全,提高抗灾能力[4]。

3)坚持“退地还河、退堤还河、退路还河”原则。科学利用土地资源,确保山区河流行洪空间,把防洪需求作为河谷地开发的限制条件;注意环境保育,尽量减少工程建设对斜坡的扰动[5];纠正为增加土地面积而侵占河道的行为,在公路建设中,合理选线,尽量减少对河流原有走势的影响,保持河道畅通。

4)加强生态环境的建设与保护。加强对开矿采石、取土工程的监管,防止造成山体破坏引发水土流失;加强水土保持综合治理,坚持治坡与治沟相结合,生物措施与工程措施相结合的原则;坚持不懈地开展植树造林、封山育林和退耕还林,建设和保护良好的生态环境。

3.2 分区规划及治理措施

自然环境是人类生存的根本,此次洪灾造成自然环境巨大破坏,生态修复任务十分艰巨。根据洪灾破坏的特殊性、生态破坏的程度、人类活动的关联性,将马贵镇水土保持生态修复区域划分为重点治理区、次重点治理区、一般治理区、生态保育区以及河流景观恢复区5 个治理分区(图4),各治理分区面积见表1。

表1 马贵镇生态修复各治理分区面积Tab.1 Areas of the eco-restoration zoning in Magui Town

图4 马贵镇生态修复分区图Fig.4 Zoning of the eco-restoration in Magui Town

3.2.1 重点治理区 重点治理区包括受灾最为严重的马贵镇中心区、曹江支流流域,以及对乡镇居民生活、生产以及交通安全有直接威胁的区域,主要措施如下。

1)划定洪水、泥石流、滑坡直接影响范围。在河道防洪水位范围内,严禁一切建设活动,如修建房屋、公路等人为活动,在防洪水位线以上区域,保留一定范围的缓冲区域。河道两岸应确保山区河流行洪空间,把防洪需求作为河谷地开发的限制条件。对已发生泥石流、滑坡区域,划定危险区,在房屋建设规划及土地利用规划方面,避开这些区域,禁止一切人为破坏地形地貌活动,如修路、取土等。

2)适当提高灾后生态修复标准。根据马贵镇河道防洪规划,主河道防洪标准为50 年一遇,支流河道防洪标准为30 年一遇。现阶段河道堤防还未达到上述标准,因此,需加大重点治理区的河道防洪工程建设力度,逐步提高防洪标准。崩塌、滑坡区采取工程措施与植物措施相结合的方式进行整治,在边坡安全稳定的基础上恢复坡面植被,提高区域的生态环境水平。工程加固主要有锚杆格构梁、坡脚挡土墙、主动防护网、被动防护网等,在坡体稳定的基础上,选取适合的乔、灌、草、藤进行植被恢复。坡度较陡、坡面为岩质的区域难以进行种植,对于这些崩塌区域,采用在坡脚种植攀缘藤本和客土喷播的方式进行植被恢复[6]。

3)加强对气象灾害、地质灾害的预防预报。建立气象雷达站,加密自动遥测雨量监测站点,逐步建立有高科技支撑的防洪预警系统,为防汛调度、决策指挥提供依据。加强对广大干部群众防汛减灾常识的宣传教育,增强干部群众的自防自救能力和联防意识,确保人民生命财产免受或少受损失。

3.2.2 次重点治理区 本区为重点治理区以外的受灾比较严重的区域,其位置相对稍偏,人口密集度低于重点治理区,主要位于马贵镇曹江干流最上游、受灾严重支流的偏远区。

本区域的河道防洪要求应满足河道正常行洪需求,在河道防洪范围内不允许占用河道、破坏河岸的建设活动,河道堤防主要为保护两岸的农田,应结合小型农田灌溉工程修复受损的堤岸。本区域主要为泥石流易发区,即为泥石流提供固体物质的主要发源地,因此,应重点进行泥石流易发区的综合治理。采取山区沟道的水土流失综合防治措施,以防止泥石流的土石来源为主要目的,通过工程措施固定沟道,减小沟道纵坡,防止沟道下切,制止或减弱泥沙的形成与搬运,将砾石、泥沙沉积于固定的区域,使山洪和泥石流安全排走,再通过生物措施对破坏的生态环境进行恢复,以最终达到有效治理泥石流的目的。同时,结合土地利用规划,调整土地利用方向,通过行政手段颁布相关法令进行封山育林,严禁乱砍乱伐造成生态破坏。

3.2.3 一般治理区 本区为重点治理区、次重点治理区以外,且对周边生产、生活具有重要生态改善作用的区域,以荒山造林、营建经济林为主要措施。主要包括郎练支流、埕垌支流、六塘支流、小西支流、厚元上游等各支流受灾较轻的区域。本区有林地面积较大,区内林地大部分为经济果林,但因管理不善低产质次,部分已放弃管理,应着重加强经济果林的管理,提高效益,同时将坡度超过25°的林地改造为生态公益林。

在治理计划安排上可稍晚于重点治理区的治理计划。生态恢复治理规划时,结合整个小流域进行规划治理。同时,流域生态恢复也和当地居民的经济利益结合起来,不能片面地追求生态恢复效果而忽视当地居民的生产生活。

3.2.4 生态保育区 生态保育区是指除上述3 种区域之外的中高山区域,主要包括马贵镇的东北和西南山地,面积30.06 km2,是马贵镇重点林区。本区远离生活聚集区和交通干线,人烟稀少,人工修复成本太高,在措施布置上尽量减少人工干预,全面开展封山育林和封山护林,通过自然营力修复生态环境,特别是保护好阔叶树资源植被,保护珍贵树种,使区内森林群落向高级阶段演替。本次因洪灾造成的山体垮塌、泥石流等导致野生生物生境的连通性遭到破坏,严重影响了野生动物繁衍栖息的生境廊道,应采取人工重建或人工促进重建的方法恢复原生地带性植物群落,使受损的植物斑块重新连通恢复为生态廊道。

3.2.5 河流景观恢复区 此次洪灾对马贵镇曹江干流及支流两岸造成严重破坏,堤岸几乎全毁(图5),河流两岸的生态环境及景观亟待恢复。结合水土保持流域综合治理措施,通过“近自然”的景观设计手法,恢复河流受损的生态系统;充分挖掘当地历史文化内涵,以空间为载体,糅合当地人的生活方式,构建生态景观廊道,成为贯通山水基质的生态廊道或拉长的生态斑块,创建集生态和观赏活动于一体的景观体系,形成可持续发展的生态系统[7]。

河流景观恢复主要包括以下几方面的措施。

图5 洪灾前后马贵镇河道照片Fig.5 River course in Magui Town before and after the hit of typhoon in 2010

1)重视河流形态的时空性。河流形态多样性是流域生态系统生态环境的核心,是生物群落多样性的基础,也是河流景观多样性的基础。利用河流具有侵蚀—搬运—堆积的自然作用特性,通过河流自身的运动,自然演变为具有蛇行、浅滩和深潭、定期淹没等多样性的河流形态,营造生境和生态系统多样性丰富的河流景观。

2)恢复与重建河流生态交错带。河流是一个流动的生态系统,它与周围的陆地有更多的联系。在水陆联结处的河滩湿地,聚集着水禽、鱼类、两栖动物和鸟类等大量动物,而植物也有沉水植物、挺水植物和陆生植物以层状结构分布。在河道工程治理的基础上,综合考虑河流的水文周期变化,恢复河流的漫滩,营造季节性的河滩湿地景观。人为干涉的生态恢复演替是提高生态恢复速度的有效手段,建立自然型的生态河岸不但能增加城镇绿化面积,还可为市民提供休闲空间[8]。

3)营造景观多样性、建立滨水绿色廊道。利用上、中、下游的生境异质性以及干流与支流的生境异质性,营造生物群落的多样性,从而构建景观的多样性。在河流两岸一定宽度营建植被缓冲带,促进河岸带生态修复。通过过滤、渗透、吸收、滞留、沉积等机械、化学和生物功能效应,使进入地表和地下水的沉淀物、氮、磷、杀虫剂和真菌等减少。同时,以乡土树种为主营建的河岸植被缓冲带,既可体现乡土植物景观特色,又可为本土生物提供适宜的生存空间。

4 结语

台风“凡亚比”给高州市马贵镇的自然生态环境造成了巨大破坏,其主要原因为降雨过于迅猛,暴雨区形成的特大洪水量大势猛;当地土壤层较薄,岩石层较脆弱,潜在的灾害易发生;而人类活动也加剧了其破坏的程度,如建设工程选址不当、建筑结构形式不合理,农田占据河道,破坏坡地,森林植被的结构不尽合理,生态功能较低,水土保持功能较弱等因素,加剧了滑坡、泥石流的发生,导致洪水对自然环境及生产、生活环境造成巨大破坏。

针对严重受损的自然生态环境,根据现场调查、受灾情况分析,本着分期实施、突出重点、优先安排的原则,在措施布置上协调处理重点与非重点,治理与保护、治理与开发的关系,合理划分生态治理分区,优先恢复对灾区居民生产生活影响较大的区域,分别对重点治理区、次重点治理区、一般治理区、生态保育区以及河流景观恢复区提出治理策略和措施,坚持以自然恢复与人工修复相结合的原则,协调自然生态恢复与经济社会发展的矛盾,为山区城镇规划建设及流域水土保持生态修复提供借鉴,也为沿海地区预防台风自然灾害提供案例。

[1] 宫清华,黄光庆,杨木壮,等.广东省地质灾害预报预警现状与发展对策[J].中国地质灾害与防治学报,2007,18(1):10-13

[2] 国家发展改革委社会发展司考察组.印尼、日本促进重大灾害恢复重建的经验与启示[J].中国经贸导刊,2009(17):32-34

[3] 赵虎,郑敏,戎一翎.村镇规划发展的阶段、趋势及反思[J].现代城市研究,2011(5):47-50

[4] 葛学礼,于文,朱立新.我国村镇空斗墙房屋地震、台风灾害与抗御措施[J].工程抗震与加固改造,2011,33(2):143-149

[5] 崔鹏,陈树群,苏凤环,等.台湾“莫拉克”台风诱发山地灾害成因与启示[J].山地学报,2010,28(1):103-115

[6] 吴长文,章梦涛.裸露山体缺口生态治理[M].北京:科学出版社,2007:22-34

[7] 李晖,唐川.基于景观生态安全格局的泥石流多发城镇防灾、减灾体系构建[J].城市发展研究,2006,13(1):18-29

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