青藏高原某水电站项目表土资源利用与土壤改良措施研究

李百凤,赵 鸿,夏朝辉

(中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司，西安 710065)

0 前 言

表土剥离是指将建设占用地或露天开采用地(包括临时性或永久性用地)所涉及到的适合耕种的表层土壤进行剥离，并用于原地或异地土地复垦、土壤改良、造地及其他用途的剥离、存放、搬运、耕层构造与检测等一系列相关技术的总称。随着中国生态文明建设的深入开展，人们对表土剥离、保护与再利用意识不断增强。《中华人民共和国水土保持法》中明确规定：“对生产建设活动所占用土地的地表土应当进行分层剥离、堆存和利用，做到土石方挖填平衡，减少地表扰动范围；水土流失严重、生态脆弱的地区，要严格保护植物、结皮、地衣等；生产建设活动结束后，应当及时在取土场、开挖面和存放地的裸露土地上植树种草、恢复植被”。GB50433-2008《开发建设项目水土保持技术规范》中强制性规定：开发建设项目应保护原地表植被、表土及结皮层，减少占用水土资源，提高利用效率；主体工程动工前，应剥离熟土层并集中堆放，施工结束后作为复耕地、林草地的覆土。保护表土资源，防止水土流失，对促进生态文明建设和可持续发展，保护与改善人类生存环境具有十分重要的意义。

青藏高原复合侵蚀生态脆弱区，地势高寒，自然条件严酷，植被稀疏，生态系统结构稳定性较差，容易受到外界的干扰发生退化演替，而且系统自我修复能力较弱，自然恢复时间较长。主体工程动工前，实施表土剥离并集中防护不仅可有效减少工程征占地面积，节约工程投资，而且有利于项目区植被恢复、水土流失防治及生态环境改善，改善区域脆弱的生态环境承载力，是工程水土流失防治的强制性措施之一，亦是有效落实区域生态文明建设的内在要求。

1 工程概况及建设现状

工程主要开发任务为发电，主要由枢纽建筑物、施工生产生活设施及其辅助设施、料场、交通道路工程、弃碴场及表土堆存场、移民安置工程、水库淹没影响区等部分组成。工程施工总工期94个月，其中筹建期18个月。电站目前已完成筹建期工作，枢纽建筑物部分导流洞工程已完工，具备过流条件；业主营地及承包商营地等生活实施已完工，场区绿化工程已完成；混凝土拌合系统、砂石加工系统、机电仓库工程、施工供水工程、供电工程、炸药库工程等施工辅企设施已完工；料场尚未启用；对外交通专用公路工程已通车；场内施工公路工程也基本完工；部分弃碴场弃碴堆存完成，现堆存量1 486.41万m3；移民安置工程尚未开始。

项目区气候属大陆性高原干旱气候，区域多年平均气温2.3 ℃，多年平均降雨量403.8 mm，多年年均蒸发量1 378.5 mm；降雨主要集中在每年的5—9月。区域土壤类型属于青藏高原高山草甸土壤带，土壤分布规律呈较明显的垂直地带性和地域性，从高海拔至低海拔依次为高山草原土、山地草甸土、灰褐土、黑钙土、栗钙土、石砾质冲积土和沙质冲积土、新积土。栗钙土和新积土在电站所在的河谷地带分布较多。植被类型为青藏高原高山草甸植被，植被盖度约20%～50%。

2 表土及可用土壤资料情况分析

本工程施工征占用的耕地、林地、草地数量较多，总面积3 059.33 hm2。施工后期弃碴场、料场、施工生产生活辅助设施需迹地恢复、耕地复垦的面积较大。经分析，工程需要复垦的耕地面积约26.0 hm2，需要恢复的植被面积约116.31 hm2；复垦覆土和绿化总面积为142.31 hm2，需覆土总量约为54.23万m3。工程前期完成表土剥离量8.13万m3；前期表土剥离区域为左岸业主营地及承包商营地征占用的耕地范围，集中堆存于左岸表土堆存场；右岸混凝土拌合系统占用的草地范围，集中堆存于右岸表土堆存场。前期“三通一平”工程结束后，对可恢复区域进行植被恢复建设，其中场内外交通工程边坡框格及部分路肩已覆土，覆土量约1.19万m3；业主营地及承包商营地绿化工程覆土量约5.90万m3。施工后期，本工程尚有128.59 hm2的施工扰动面积需要回覆表土，还需覆土47.14万m3，除去已经剥离堆存的1.04万m3的表土外，尚有46.10万m3的表土缺失量。

电站工程目前已开工建设，项目建设区内原地貌形态绝大部分已消失殆尽。工程区表土主要富集在水库库区左岸待淹没的耕地上，表层土厚度约为45～60 cm；枢纽工程建设区范围内除前期剥离的少量表层土集中堆存在右岸表土堆存场内外，右岸弃碴场堆碴范围内尚有少量原状表层腐殖土，左岸表土堆存场周边及右岸弃碴场周边尚有一定量由表土及沙砾石混合堆积的、可供利用的混合土。

根据工程现场表土及可利用土壤资源现状分布调查情况及后续覆土需求量，结合水土保持法律法规及水土保持技术规范要求，枢纽工程建设区内分布有可利用土壤资源的区域均应作为表土收集区域，表土缺口量从库区左岸待淹没的耕地表层剥离。表土及可利用土壤剥离厚度根据调查点土壤耕植层或腐殖层厚度并考虑后期绿化、土地复垦覆土所需的表土回覆量来确定。经过计算，本工程施工后期在枢纽工程建设区内需剥离可利用土壤量约24.94万m3；覆土需求量缺口部分从库区左岸待淹没部分耕地表层剥离，剥离表土总量约22.20万m3。

3 土壤改良措施

分析结果表明，枢纽工程建设区域内表土资源均发育于黄土母质，区域土壤为栗钙土，且绝大部分为栗钙土的耕作层、腐殖层、犁底层和心土层，均为土壤熟化层和半熟化层。由于受地形、气候条件及成土过程的影响，枢纽区土壤绝大部分砾石含量≥10%，局部区域砾石含量≥20%，砾石含量远远高于质量控制标准要求；土壤pH介于8.1～9.5之间，属于碱性或强碱性土壤；有机质含量在0.116%～0.954%之间，含量较低；土壤全氮含量在0.24～0.80 g/kg、全磷含量在0.43～0.72 g/kg、全钾含量在18.28～27.69 g/kg之间，氮磷钾等养分含量较低；电导率介于0.154～3.050 dS/cm之间，基本满足质量控制标准要求。总体评价，枢纽工程建设区土壤砾石含量大，pH值较高，有机质及养分含量低，整体质量差，土壤需经过改良或改造方可利用于耕地复垦和植被恢复。而库区耕地剥离表土整体质量较好，稍加培肥、改良后可直接用于耕地复垦及林草地植被恢复覆土。综合考虑土壤改良费用，改良周期等因素，推荐耕地复垦采用库区土壤进行改良，林地和草地植被恢复采用枢纽区土壤改良。

3.1 耕地复垦及土壤改良方案

由库区表土土壤理化性质分析结果可知，库区耕地剥离的表层耕作土属于砂质壤土，弃耕时间短，分布范围集中，可利用土壤层较厚，基本无砾石，酸碱适中，养分和有机质含量属中等水平，只需通过施肥和使用改良剂提高养分、有机质和微生物含量即可直接用于耕地复垦。采取的具体改良措施为：场区平整土地后，利用库区剥离的表土覆土60 cm，用土壤改良剂每亩3 kg稀释100倍后进行地面播洒。亩施优质有机肥料(粪尿肥)800 kg，或商品有机肥80 kg，撒施在地面。每亩再施用尿素30 kg、过磷酸钙100 kg、氯化钾10 kg用作基肥，撒施均匀。用机械深翻18～25 cm，耙耱2～3次，达到地面平整、土块细碎、土肥相融。次年春季3月中下旬，每亩追施尿素10 kg，即可用于作物种植。

3.2 林地和草地土壤改良方案

枢纽区的表土砾石含量均低于50%，均可用于林、草地复垦。但土壤pH高于8.5，需通过施加硫磺粉改良土壤酸碱性。采取的具体改良措施为：在土壤pH满足要求的基础上，场区平整土地、覆土30 cm后，用土壤改良剂每亩2 kg稀释100倍后进行地面播洒。每亩再施用尿素20 kg、过磷酸钙50 kg、有机肥料(粪尿肥)500 kg，或商品有机肥40 kg，撒施均匀。施肥后，用机械深翻18～25 cm，耙耱2～3次，达到地面平整、土块细碎、土肥相融。改良后的土壤即可进行植物绿化。

3.3 土壤改良剂选用

本工程土壤改良剂选用“如金菌”土壤改良剂(种植专用)，其作为用于农业生产的一种绿色环保型多功能调节剂，内含放线菌、光合细菌、酵母菌、乳酸菌、枯草芽孢杆菌等几十种有益微生物以及各种有机酸、植物生长调节剂等代谢产物。有效活菌数200亿/ml。适用于黏性土、沙化土、盐碱地、酸化土、沙荒土、重茬地等各类土壤的改良。其主要功能为改善土壤结构与黏性，促进团粒结构形成，活化土壤；增强土壤保水保肥能力，降低灌溉频率，抑制土壤水分蒸发与养分流失；增加土壤有益菌群数量，抑制有害杂菌生长繁殖，减少植物根部疾病以及农药施用量；增加土壤疏松程度，有效防止土壤板结，便于作物根部扩张，促进根部发育进而提高作物产量；改善土壤pH及其他理化性质，使重金属在土壤中发生沉淀、螯合等反应，消除农作物对重金属的吸收。

本工程采用的土壤改良技术为：土壤改良剂增加微生物活性、有机肥增加有机质含量、硫磺粉降低pH值、化学肥料提升土壤养分。其改良措施成本低廉、见效快、简便易于实施，可为尽早实现土地复垦及植被恢复目标奠定基础。

4 结 语

表土资源不仅是人类的生存之本，而且再生周期漫长，因此对表土的剥离保护和利用应进行科学的规划和分配。该水电站工程位于青藏高原，对其表土资源的供需平衡分析及改良措施的应用，不仅可保护将被废弃或淹没的土壤资源，而且解决了施工后期土地复垦、生态恢复的覆土需求，避免了因绿化缺土、选择新的土料厂进行开采时对生态环境的破坏。而质量、数量均满足植物生长的表土储量，大大缩短了土地复垦质量控制的周期，对保护和改善项目建设区生态环境、防止水土流失起到了重要作用。