生产建设项目生物防治措施水土保持效益分析

国 铭，路炳军，柳立兵

（1.延庆县水土保持工作站，北京 102100；2.北京市水土保持工作总站，北京 100038）

随着经济社会的发展，各类生产建设项目造成的人为水土流失现象日益突出。生产建设项目水土保持监测是水土保持预防和监督的工作基础，是项目实施和验收的重要依据，也是水土保持监测工作的一个重要方面。

从2008年开始，对北京市延庆县上辛庄生产建设项目水土保持边坡防护措施36个小区进行观测，为生产建设项目水土保持的规范管理和决策提供帮助，解决生产建设项目水土流失防治的技术问题，提供更深层次的技术支持，同时为北京市水土流失数据库提供数据支持。

1 基本情况

水土保持科技示范园位于北京市延庆县城东南5 km，占地面积 158.5 hm2，中心区面积 88.4 hm2，园区南北长1.7 km、东西宽1.6 km。园内分布有黄土，部分地段岩石出露，多年平均气温8.5℃，多年平均降雨量为474.5 mm，降雨主要集中在6—9月。坡面、气候、植被等在华北地区具有代表性。园区内建设有气象站、坡地径流观测小区、生产建设项目边坡防护措施小区、实验室及其他配套设施。其中，生产建设项目9个生物边坡防护措施小区基本情况见表1。

2 资料与方法

采用北京延庆上辛庄生产建设项目水土流失边坡防护措施小区2008—2010年35次有效降雨的径流泥沙观测结果进行研究。该边坡防护措施小区中的生物措施和工程措施主要用来研究北京地区生产建设项目主要坡面生物措施和工程措施对水土流失的影响，生物措施的设计采用北方乡土草灌，工程措施的设计规格采用北京地区生产建设项目常用规格。本研究同时选择空白裸露小区作为对照小区来分析生物防治措施小区保水保土效益。

表1 小区基本情况

2.1 水土保持效益监测

示范园区内降雨数据由气象站内虹吸式自记雨量计记录。每15 d利用植被覆盖度自动计算系统（PCOVER）准确计算小区植被覆盖度，及时对空白裸露小区进行除草，保证地表植被覆盖度控制在5%以内。当坡面产生径流时，对径流桶内泥水样采用全深坡面采样器进行采集，确保样品的代表性，采用烘干法测量含沙量。根据降雨量监测规范每天检查自记雨量计，确保仪器正常运行。每天巡视护坡措施小区，清除径流桶、集流槽内杂物，保证进水畅通。通过实地取证、测量，记录生物退化和演替数据。完善监测规章制度，对监测人员进行定期培训，整理资料。

2.2 统计数据

截至2010年，共收集现场观测数据35组，整编水土流失数据3 888余条、植被覆盖度数据52组。降雨根据黄锡荃等的暴雨标准，在35次有效降雨中，出现小雨、中雨、大雨和暴雨的次数分别为4、24、6 和 1 次， 出现 的概率 相应为 11.4%、68.6%、17.1%和2.9%，平均有效降雨为245 mm。由于边坡土壤条件较差，小区彼此紧邻，植被发生衰退和生物演替，目前各生物防治小区的生物演替程度已达到30%，原始植被退化率达到15%。

2.3 效益分析

8种生物防治措施都能明显地减少径流量，研究表明，水土保持措施小区的径流深度也明显低于空白裸露小区，详见表2。除了栽植等高绿篱埂措施的平均保水效益较低外，直播高羊茅、土工格栅草灌结合、平铺生态植被毯、椰纤植生毯植草绿化、六棱砖骨架植草5种护坡措施的多年平均保水效益都高于60%，并且土工格栅草灌结合保水效益最高、达到67.6%。7种护坡措施的保土效益均高于70%，其中土工格栅草灌结合和直播高羊茅草种护坡措施的保土效益高于85%。自然恢复小区的保水保土效益较好，由于生产建设项目护坡措施兼有美化环境等功能，所以不建议采用。

表2 小区2008—2010年平均降雨径流泥沙观测结果

35次有效降雨中，暴雨1次，降雨量为80.8 mm，在此次降雨过程中，对收集的观测数据进行分析，如图1-2所示。土工格栅草灌结合和六棱砖骨架植草的保水效益分别达到79.8%和77.6%，保土效益分别达到93.7%和93.9%。栽植等高绿篱埂护坡的保土效益为63.4%，由于局部地埂溢流并导致下一级地埂损坏，产生大量径流，保水保土效益（12.5%/63.4%）不如自然小区（75.5%/81.0%）。

3 结论

图1 生物防治措施各小区保水效益

图2 生物防治措施各小区保土效益

（1）除了栽植等高绿篱埂措施的多年平均保水效益（38.2%）较低外，直播高羊茅、平铺生态植被毯、六棱砖骨架植草和自然恢复等7种护坡措施的多年平均保水效益都高于50%；各生物防治措施的多年平均保土效益都已超过74%，保土效益明显好于保水效益。

（2）在暴雨过程中，土工格栅草灌结合和六棱砖骨架植草的保水效益分别达到79.8%和77.6%，保土效益分别达到93.7%和93.9%，护坡效果明显。由于受土埂损坏的影响，栽植等高绿篱埂护坡措施的保水保土效益不如自然恢复小区。

（3）一些工程措施和生物措施可以进行相应改进，重新设计绿篱埂和优化生物措施，进而保证其护坡措施能够达到更好的保水保土效果；由于坡面所处位置的特殊性，使得坡面植被的维护管理工作具有很大的困难。因此，在选择生物措施时，要尽量采用乡土物种，不仅能够减少生物退化和生物演替，而且能够真正体现出自然与生态的融合。

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