生態脆弱區建設活動水土流失特點及防治對策研究

甄斌 李莉 楊春霞

摘要：內蒙古呼和浩特市新機場是重點工程，地處黃河流域多沙粗沙區，做好各項水土保持工作對于推動項目建設和區域生態環境改善具有重要意義。文章結合工程擾動特點、建設過程中地表覆蓋變化特點及水土流失潛在危險分析，剖析了因害設防、及時切實做好臨時防護措施的重要性，并結合項目特點和區域自然條件，提出優化施工工序、加強水土保持措施管護等建議。

關鍵詞：內蒙古;機場;水土流失特點;防治對策

中圖分類號：X171.1 文獻標識碼：A 文章編號：2095-672X（2020）11-0-02

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2020.11.088

Study on the characteristics of soil and water loss and its prevention and control countermeasures in the construction of ecologically fragile areas

Zhen Bin1，Li Li2，Yang Chunxia2

（1.Research Institute of Yellow River Survey， Planning and Design Co.，Ltd.，Zhengzhou Henan 450003，China;2.Yellow River Water Conservancy Research Institute Key Laboratory for Soil and Water Loss Process and Control，Some Random Place Somewhere，Zhengzhou Henan 450003，China）

Absrtact：The new airport in Hohhot，Inner Mongolia is a key project，which is located in the sandy and coarse sand area of the Yellow River Basin.It is of great significance to do a good job in soil and water conservation to promote the construction of the project and the improvement of the regional ecological environment.Based on the characteristics of engineering disturbance，the change of surface cover during construction and the potential danger analysis of soil erosion，this paper analyzes the importance of hazard fortification and timely and practical temporary protection measures.

Key words：Inner Mongolia;Airport;Characteristics of soil erosion;Countermeasures

開發建設項目水土流失預防和治理是黃河流域水土保持的重點工作，也是重點監管督促工作內容;呼和浩特市新建機場項目區位于黃河北岸，地處黃河一級支流大黑河流域，水土流失防治分區涉及黃河多沙粗沙國家級水土流失重點治理區和內蒙古自治區水土流失重點治理區，該區域生態環境脆弱、恢復難度大[1-2]，加之機場建設項目擾動范圍廣[3-4]、土石方開挖量大[4-5]等特點，機場建設擾動地表、破壞植被、臨時松散堆土必將加劇當地水土流失[2]。在目前開發建設項目水土保持工作強監管的政策約束下，為進一步做好機場建設過程中各項水土保持工作，結合呼市新建機場項目進行水土保持工作梳理很有必要。

1 機場建設基本情況

呼和浩特市新機場是內蒙古自治區首府機場、首都機場的主備降場之一和一類航空口岸機場，場址位于內蒙古自治區呼和浩特市和林格爾縣巧什營鄉境內，建設內容包括機場工程、空管工程、供油工程（場內部分）3部分?？傉嫉? 286.04hm2，土石方挖填總量1 500.05萬m3。工程計劃于2020年3月開工建設，2023年12月完工并投入試運行。

項目區地貌類型主要由緩坡丘陵和沖積平原組成，地表土壤主要為栗鈣土、潮土，區域植被為干草原植被類型，地表覆蓋度約15%。項目地處中溫帶大陸性季風氣候區，夏季降雨量少而集中、春季干燥多風，溫差較差，冷暖變化劇烈;多年平均降水量352.4mm～397.9mm，多年平均風速1.8～2.6m/s，無霜期118d～150d，最大凍土深1.31m～1.92m。

2 機場建設水土流失特點分析

2.1 施工擾動范圍廣、持續時間長

工程建設過程中，有大量土石方開挖、回填，改變了建設區域的地形地貌，破壞了水土資源和植被，增大地表裸露面積，施工擾動前后地表覆蓋變化劇烈。根據本工程水土保持方案報告書，呼和浩特新機場建設將擾動原地表總面積1 286.04hm2，其中耕地899.89hm2、林地150.75hm2、草地36.42hm2、水域及水利設施用地54.46hm2、住宅用地46.16hm2、交通運輸用地1.33 hm2和其他用地97.03hm2。機場建設過程中，地表植被和附著物被清除，原地表水土保持功能喪失，同時導致開挖土方748.97萬m3（含表土326.81萬m3），建設期3～4年時間內，項目區處于地表裸露、土方堆置狀態。

2.2 項目區風水復合侵蝕交錯進行

項目區生態環境脆弱，地表覆蓋度低，春季4-5月份風力資源豐富，風蝕明顯;夏季降雨集中，瞬時雨強大、水力侵蝕劇烈;冬春秋冬季節交替時節溫差大，冷暖變化劇烈，加速土壤結構破壞，為水蝕風蝕提供更多泥沙資源。資料查閱可知，風速>5m/s可引起風化堆積物、坡面表層土90%以上顆粒發生躍移[9]。隨著項目建設區擾動，地表覆蓋度降低，松散顆粒堆置，同樣降雨或風力條件下，更加重了水蝕和風蝕強度。同時，降雨少，干燥多分，溫差大等也增加了植被恢復難度和恢復過程。

2.3 工程建設過程中水土流失潛在風險大

在原生狀態下，由于有植被覆蓋，原有的土體與植被形成相對穩定的結構，局部沙地結皮也有一定的抗土壤侵蝕能力。項目建設前，天然草地基本上不發生徑流和土壤流失，草被破壞后，土壤入滲量減少了50%～60%，產流量增加1 273～3 050m3/km2，產沙量增加500～1 700t/km2[6]。原生地表的結皮也具有明顯侵蝕防治的作用，研究表明，對于同一白芒草和長芒草坡地，鏟除地表后的侵蝕率比除草劑處理的保留地表的侵蝕率增加30倍[7]。建設過程中，各地類經地表覆蓋清除，開挖擾動后，以裸露和松散堆土狀態，極大增加土壤侵蝕風險，如20°裸露松散邊坡在的侵蝕量可達109.6kg/m2[8]?？梢娛┕_動期間項目區抵御水土流失的能力被大大削弱。

為識別機場建設過程水土流失特點和建設階段的關系，根據已有研究成果和機場擾動特點綜合分析，建設前林草地，耕地及其他用地均具有一定的抗蝕能力，水域、交通用地和建筑用地水土流失量不計，整個項目建設區域施工擾動前處于穩定狀態。施工過程中土壤結構改變，地表覆蓋被挖損、占壓，地表失去保護。經水土流失預測分析，若不采取水土保持措施，建設造成的水土流失新增量預計可達35.19萬t，其中3～4年的建設期內新增水土流失量約占55%，由于項目區干燥多風，地表及植被恢復過程較長，5年自然恢復期新增水土流失量約占45%。

3 防治對策分析與建議

3.1 加強臨時防護措施

工程建設過程中，水土流失主要發生在項目建設過程中，而水土保持工程措施和植物措施的實施則需在主體工程土建施工基本完工時實施，因此，控制項目建設過程中的水土流失，臨時防護措施顯得尤為重要，建議及時采取適當形式增加地表覆蓋，提高裸露和松散堆土表面抗蝕能力，并及時輸導降雨徑流。建設過程中必須根據各施工區域擾動特點、施工時序，預判各類型區水土流失主控因素，因害設防，根據水土保持方案，及時實施各施工區域臨時苫蓋、臨時攔擋、臨時排水溝、臨時沉砂池及臨時綠化等各種臨時防護措施，增加地表臨時覆蓋，提高抗蝕能力。

3.2 合理安排施工工序，降低地表裸露時間

水土保持措施與主體工程“三同時”原則一般是主體土建施工結束后的工程措施和植物措施，對于臨時防護措施，則更注重從預防的角度先于主體工程而實施。如臨時堆土的攔擋、苫蓋及生活區的臨時排水措施等。通過加強施工管理，優化施工工序，盡可能減少工程建設過程中單位時間內的裸露面積和土石方堆置量，可從根源上控制新增水土流失，降低水土流失防治投資。同時，和主體施工進度相銜接，在不影響主體施工的情況下，盡早安排實施水土保持方案設計的工程、植物措施，以盡快恢復和改善工程建設區生態環境。

3.3 統籌安排，加強水土保持措施維護管理

項目區脆弱的生態環境在遭遇大規模高強度的擾動后，地表工程恢復過程較長，項目在土方開挖和回填過程中，施工擾動面積大，土方開挖回填量大，易造成較大水土流失。加強水土保持措施施工管理和維護，最大限度保障各項水土保持措施發揮，切實控制工程建設可能造成的新增水土流失，降低工程建設可能造成的區域生態環境負面影響，盡快恢復區域土地生態功能。

4 結論與建議

工程建設規模大，施工擾動范圍廣，土石方開挖回填量大，施工建設周期長，建設期新增水土流失危害大。做好施工建設期水土保持臨時防護措施是控制本項目建設新增水土流失的關鍵。

呼市機場項目建設區域生態脆弱，在黃河流域生態保護和高質量發展的時代背景下，在水利行業強監管的新形勢下，該項目作為重點工程，建設過程中重視并落實好建設過程中的水土保持措施對于工程本身和區域生態環境均具有重要意義。

參考文獻

[1]武海霞，王則宇，尹強，等.我國北方荒漠草原退化研究進展[J].內蒙古林業科技，2017，43（2）：58-62.

[2]楊磊.大黑河流域土壤侵蝕簡要分析[J].內蒙古煤炭經濟，2012（3）：24-26

[3]關云峰.機場建設項目水土流失特點及防治措施[J].黑龍江水利科技，2014，42（3）：239-241

[4]陳海遲，劉卉芳，付宇文.機場建設項目水土流失特點與防治體系布局[J].中國水土保持，2011（10）：21-22.

[5]熊峰，龔長春.江西機場建設項目水土保持措施研究[J].中國水土保持，2016（8）：6-8.

[6]白紅英，唐克麗，張科利，等.草地開墾人為加速侵蝕的人工降雨試驗研究[J].水土保持研究，1993（1）：87-93.

[7]李鵬，崔文斌，鄭良勇，等.草本植被覆蓋結構對徑流侵蝕動力的作用機制[J].中國水土保持科學，2006，4（1）：55-59.

[8]楊春霞，姚文藝，肖培青，等.不同立地條件下坡面水土流失的差異性試驗研究[J].水土保持研究，2010，17（1）：222-224.

[9]趙煥勛，金爭平.烏蘭察布盟土壤侵蝕的研究[J].中國水土保持，1988（9）：12-15.

收稿日期：2020-09-11

資助項目：中央級公益性科研院所基本業務費專項（HKY-JBYW-2019-14）;國家自然科學基金項目（41701326）

作者簡介：甄斌（1976-），男，漢族，學士，高級工程師，研究方向為水土保持技術咨詢服務，呼和浩特新機場建設水土流失特點及防治對策研究。