荒漠化地区水土保持防治措施研究

席琳

（黄河勘测规划设计有限公司，河南 郑州 450003）

荒漠化地区水土保持防治措施研究

席琳

（黄河勘测规划设计有限公司，河南 郑州 450003）

本文根据荒漠化地区造成的水土流失的特点，分析荒漠化地区水土保持防治分区和防治措施体系布局的情况，结合近年来防沙治沙经验，总结荒漠化地区特有的水土保持措施，如草方格沙障、土工格栅沙障和土壤凝结剂沙障，并对其使用方法、防治特点和性能指标进行综合分析比较，以期为减少工程建设对荒漠化地区生态环境的扰动和水土保持措施的合理布设提供指导。

荒漠化地区；水土保持防治措施；草方格沙障

我国是世界上受荒漠化危害严重的国家之一。目前全国荒漠化土地面积达262万km2，占国土面积的27.3%。荒漠化地区日照强，气温日较差、年较差大，降水稀少且变化率大，地面蒸发强烈，地表径流贫乏，植被覆盖率低，在常年强烈、频繁的大风作用下，风力侵蚀作用极其剧烈。恶劣的自然环境，使该区域的水土流失特点鲜明。但目前，水土保持方案普遍存在措施体系布设不合理的现象，为了尽早拿到批文开工建设，水土保持方案设计的措施往往千篇一律，照搬照抄现象严重［1］，这样既浪费了项目投资，也使水土保持方案失去了其存在的意义。本研究以内蒙古杭锦旗生态治理项目为例，分析荒漠化地区水土流失的特点，结合近年来防沙治沙经验，总结适宜荒漠化地区特有的水土保持防治措施，以期为减少工程建设对荒漠化地区生态环境的扰动和水土保持措施的合理布设提供依据。

1 项目区及项目概况

内蒙古杭锦旗生态治理项目位于内蒙古鄂尔多斯市库布齐沙漠，也是距北京最近的沙漠，项目区属暖温带干旱半干旱区域，冬季寒冷漫长，夏季酷热短促，早晚温差大，降水稀少，蒸发强烈，风大且沙尘暴多。年均降水量195.2mm，降雨主要集中在7-9月，年均蒸发量1 513.6mm，年均气温5.7℃，平均风速2.4～3.2m/s。项目区地貌类型较为单一，为波状起伏风积沙丘，连绵不断。微地貌除北部沿黄一级公路沿线为狭窄荒漠化草原外，其余多为新月形沙丘、沙丘链及窝状沙地。区域主要植被类型为温带小灌木、半灌木荒漠植被、荒漠河岸林、灌木林、草甸，林草植被覆盖率为15%。沿线主要土壤类型有潮土、盐土和风沙土。建设区属“三北”戈壁沙漠及沙地风沙区，以风力侵蚀为主。根据《全国水土保持规划》（2015-2030）的划分成果，项目区位于黄河多沙粗沙国家级水土流失重点治理区。项目区水土流失侵蚀模数在500t/km2左右。

表1 内蒙古杭锦旗生态治理项目水土保持措施

根据工程的开发任务，杭锦旗库布齐沙漠生态治理综合整治工程布置有引水渠道、围堤、退水闸、退水渠、景观工程等组成。围堤工程土石方开挖199.77万m3，其中100.0万m3运直接上坝填筑，其余运至渣场。渣场共堆存弃渣99.77万m3，渣场布置于坝后工程管理区范围内，弃渣高度1m。

2 水土保持防治措施布设

2.1 防治措施体系设计的思路

荒漠化地区生态环境较脆弱，风力侵蚀严重，防治和控制风力侵蚀应成为这些地区荒漠化防治的主要任务。项目施工尽量避开大风季节（3-5月），在防治措施安排上，首先考虑防风防沙措施的布设，以保证工程顺利进行。

工程在开挖和回填过程中，堆土量大、占地面积大，易造成较大水土流失，因此必须加强该区域的临时防护，先进行临时装袋土的布置设计施工，后堆土，避免造成水土流失［2］。施工期，人员、车辆、施工营地等应严格控制在设计的项目占地范围内，严禁在荒漠上随意扩大扰动范围，以保护戈壁砾石层及沙表结皮，避免造成更多新增的水土流失［3］。

2.2 各防治分区措施

根据水土流失防治分区原则，以内蒙古杭锦旗生态治理项目为例，荒漠化地区水利工程水土流失防治分区一般划分为主体工程区（包括围堤、引水渠和退水渠），弃渣场区、土料场区、施工生产生活区、围堤道路区见表1。

3 适宜荒漠化地区的水土保持防治措施建议

在水土保持方案设计中要体现“预防为主、防治结合”的方针，根据工程特点，分区布设水土保持措施，荒漠化地区气候干燥，多风少雨，生态较为脆弱，应采取特殊的标准，布设特殊的水土保持措施，充分结合近年来防沙治沙经验，首先考虑草方格、土工格栅和土壤凝结剂沙障，将沙障优化配置到水土保持防治措施体系中，要在保证工程正常运行的前提下提高项目区植被覆盖率。

3.1 草方格沙障

埋设沙障时采取“两埋、两踩、一焙土”的措施，即将沙障放入已挖好的沟内，填入一半湿沙土踩实，再填满踩实，最后培5～10cm湿沙土［4］。也可以利用草方格机器将材料直接压入沙地［5］，以提高效率。在设置沙障的同时，在草方格沙障迎风侧的下方种植芨芨草（或其他乡土草种），让其在沙障的保护下生长，以便在沙障失去效果时起到防风固沙的作用。研究表明，小网格费工费料，单价较高，而网格过大时，中间积沙厚，不利于植物生长［4］。一般以2.0m×2.0m和4.0m×4.0m的草方格配合适宜的固沙植物，能达到最佳的防风固沙效果［6］。

该方法将工程措施与植物措施有机结合，项目初期，草方格沙障起主导作用，随着草方格固沙作用的发挥，芨芨草地上和地下部分生物量积累到一定程度，根系将沙土牢牢固定在一起，形成绿色边坡，待草方格生物质材料腐烂后还可作为肥料被植物利用。将草方格应用于弃渣场边坡的植被恢复，具有良好的防风固沙效果，保护了弃渣场边坡的安全与稳定，且成本低廉、生态景观好。实践证明，目前草方格在宁夏、内蒙古等沙漠地区非常适用，施工方法可根据实际情况优化。

3.2 土工格栅沙障——防沙网

传统的浆砌石沙障工程造价高，并且随着障后积沙的增高使其使用寿命有限，土工格栅具有移动方便的特性，积沙后可通过拔高而恢复其原有功能，这是其区别于其他沙障的最大优点［7］。研究表明，以平铺防沙网与立式防沙网相结合，以防沙网与草方格沙障相结合效果较好［8］，证明是一种既可降低风速又可控制流失的方法，应用于施工区的上风向和铁路、公路两边，对降低局部风速效果较好。

水土保持防治措施设计应因地制宜，将工程对荒漠化地区生态环境的影响降至最低。根据沙障的特点，措施设计时可将草方格沙障与土工格栅沙障灵活运用，发挥各自优点，如图1所示。

图1 防风网沙障和草方格沙障结合使用

3.3 土壤凝结剂沙障

土壤凝结剂沙障是指在荒漠化土地表面喷洒化学胶凝材料，使其在沙质表面形成一层有一定强度的防护层，可以起到减少流沙的目的。目前，常见的化学固沙材料包括乳化沥青、高分子聚合物、无机材料等。新型固沙材料在提高保水性、无污染和促进植物生长方面取得了一定的进展，但大量的化学材料滞留在沙地上，从长远考虑其降解性是目前急需解决的问题。

［1］徐健，李灿明，孙中峰，等.气田开发工程水土流失特点与防治对策——以苏里格气田为例［J］.中国水土保持科学，2013（1）：103-108.

［2］高荣，钱爱国，雷丰泽.水土流失防治中加强临时措施应用的几点思考［J］.中国水土保持，2012（12）：40-46

［3］师明洲，岳新发，吴亚宁.西气东输工程水土流失综合防治体系设计［J］.人民黄河，2003，25（5）：29-31.

［4］孙荣华，刘玉山，刘志和，等.沙质荒漠化土地生物沙障结构与配置技术研究［J］.林业科学研究，2006（1）：125-128.

［5］曹玉印，潘河兵，刘晋浩.草方格铺设机构的研究与设计［J］.林业机械与土木设备，2009（5）：13-15.

［6］翟庆虎，夏小东，何万义，等.宣化县黄羊滩流动沙地草方格沙障固沙技术研究［J］.河北林业科技，2011（3）：40-46.

［7］董智.乌兰布和沙漠绿洲农田沙害及其控制机理研究［D］.北京：北京林业大学，2004.

［8］牛存洋，阿拉木萨，宗芹，等.科尔沁沙地流动沙丘塑料防沙网防风固沙效果试验［J］.水土保持学报，2013（4）：31-36.

Research on Prevention and Control Measures of Soil and Water Conservation in Desertification Areas

Xi Lin
（Yellow River Survey Planning and Design Co.,Ltd.，Zhengzhou Henan 450003）

According to the characteristics of soil and water loss caused by desertification area,this paper analyzes the layout of soil and water conservation zoning and prevention and control measures in desertification area.Combining with the experience of sand control in recent years,this paper summarized the unique soil and water conservation measures in desertification area Sandstone barrier,geogrid barrier and soil coagulation sand barrier,and its use methods,control characteristics and performance indicators were analyzed and compared with a view to reduce the project to the desertification of the ecological environment of the disturbance and soil and water conservation measures reasonable provision of guidance.

desertification area；soil and water conservation control measures；straw checkerboard barrier

X171；S157

A

1003-5168（2017）05-0077-03

2017-04-15

席琳（1983-），女，硕士，工程师，研究方向：水土保持方案编制。