摘?要:本文主要針對國內外侵蝕溝分級、現狀以及治理研究概況展開分析,剖析當前治理中存在的不足之處,針對這些不足之處提出針對性的解決策略。
關鍵詞:侵蝕溝;治理現狀;治理對策
1?緒論
首先來剖析一下侵蝕溝的定義。面蝕是指地表上匯聚起來的徑流長期對某一處土壤進行沖刷,破壞土壤及其母質,隨著時間推移,逐漸形成了切入地表及以下溝壑的土壤侵蝕形式。當健康的土壤產生面蝕后,地表匯聚起來的徑流沖刷仍未停止,對面蝕形成的細溝繼續沖刷,這些細溝逐漸加深、加寬以及加長,健康的土壤被沖刷至失去耕作效力,同時也不能再被耕作所平復,到了這種狀態,便由面蝕變成了溝蝕,而經由溝蝕形成的溝壑便是侵蝕溝。侵蝕溝這一現象會造成嚴重的水土流失,因此侵蝕溝歷來是水土流失現象嚴重國家比較重視的一項水保科研難題,深入調研侵蝕溝形成原因,探討侵蝕溝防治和治理辦法,成為當前各國的共同課題。
2?侵蝕溝形成的原因解析
2.1?地形、地貌因素
并非所有的地形、地貌均能形成侵蝕溝,從侵蝕溝的成因可知,其形成過程需要地表徑流匯聚在一起,對健康土壤進行長期沖刷。這也就意味著侵蝕溝的形成需要滿足地表有聚集徑流以及長期沖刷這兩項關鍵條件。由此可以反推出侵蝕溝形成的地形和地貌條件需要滿足地面坡度緩長以及陡坡這兩項要素。首先,地面坡緩坡長,在遭遇降水后,蓄水能力強,匯水面積比較集中,且水流量較大,進入到低洼地面后,受雨水和積水沖刷所致,逐漸形成細溝或者淺溝,再隨著時間推移變成沖溝,進而演變成不可逆的侵蝕溝。另一種情況則是地面坡度較陡的地區,在遭遇降雨后,形成強力的沖刷力度,對陡坡進行沖刷的同時,攜帶大量泥沙下泄,由此形成水土流失。
2.2?土壤因素
從近年來的案例分析可知,容易形成侵蝕溝地貌的土壤因素也占據主要原因,具體和土壤的表土土質、結構性質以及滲透性關聯性較強。常見的侵蝕溝地貌的土壤為沙土地、黑鈣土。前者土質比較疏松,結構性質差,因此在遭遇積水和雨水的雙向沖擊時,抗沖刷能力低;后者則是土質比較輕,土壤結構不緊密,且滲透性較強,地表的積水往往在沒有蒸發前便會滲到土壤深處。以上兩種土壤,如果地表缺乏植被的保護,或者受到不合理的耕種影響,很容易受長期積水與雨水沖刷,形成侵蝕溝地貌。
2.3?降雨因素
我國目前主要的侵蝕溝地貌所在區域,降雨期多集中在夏季,這一階段的降水量上限為全年降水量的七成左右,且多為沖擊力較強的大雨或者暴雨,加之土壤質地原因,很容易受到雨水的沖擊侵蝕。進入冬季后,氣候嚴寒,凍結期較長,即便進入春天,也要等4月份左右才能真正回暖,凍融交替之下,土壤極易發生松土崩解,進一步加快侵蝕溝地貌的形成。
2.4?人為因素
相比自然因素,其實侵蝕溝的形成人為因素占據更大比重,且人為因素是造成侵蝕溝大規模發展的直接導火索。加速侵蝕溝形成的人為原因主要為人類對土地的不合理使用,具體包括傳統農耕形式對土地的破壞、亂砍濫伐森林破壞地表植被降低土壤保護能力、過度放牧以及耕作制度不合理等方式,以上這些不合理的土地利用方式,分別從不同方面降低了地表原有的抗沖刷能力以及土壤保護能力,同時增加了土壤表面的匯水量和積蓄時長,表土被沖刷一空,加速了侵蝕溝的形成。
3?侵蝕溝發展現狀調研
3.1?分布廣、數量多
以黑土地侵蝕溝研究現狀為例,東北四省(包括內蒙古區)境內,近年來分別呈現出分布范圍廣、數量多的特點。依據我國第一次水利普查披露的水土保持情況數據來看,黑龍江省是國內侵蝕溝地貌嚴重區,僅黑龍江一省的侵蝕溝便接近12萬條,其次是內蒙古自治區的7萬條,位于第三位的是吉林省的6萬條。從地貌類型分布來看,東北黑土區的侵蝕溝主要以地山丘陵區與漫川漫崗區為主。
3.2?類型多、發展速度快
基于東北地區的特殊地理環境和氣候環境,東北地區現存侵蝕溝形式呈多樣化發展趨勢。從發育階段上來劃分,東北地區的侵蝕溝可分為淺溝、切溝以及沖溝。從穩定程度上來劃分,東北地區的侵蝕溝可分為發展溝與穩定溝。從規模上來劃分,東北地區的侵蝕溝可分為小型溝、中型溝、大型溝乃至特大型溝。且由于前些年的亂砍濫伐現象嚴重,地表植被破壞程度高,坡面徑流控制力度低,加之土壤和氣候先天原因,極大地加速了侵蝕溝地貌的形成。
東北地區的侵蝕溝地貌治理雖然取得一定成效,但侵蝕溝發展速度卻并未有所緩解,從數據來看,2006年左右,東北地區侵蝕溝總量為25萬條,進入2010年后,東北地區侵蝕溝數量直逼30萬條。
4?侵蝕溝治理技術分析
4.1?傳統治理技術分析
相比其他地區,東北地區的侵蝕溝治理起步較晚,截至目前,依據東北黑土地區侵蝕溝的形成原因、現存規模以及土壤侵蝕程度,綜合制定出包括布置溝頭梗、柳谷坊、削坡、造林等多種傳統的侵蝕溝治理方式。近年來這些傳統的治理措施在東北黑土區域得到廣泛應用,在取得了一系列輝煌治理成就的同時,也暴露出了一些不足之處。
(1)通過柳條來治理東北黑土區侵蝕溝問題,是近年來的主流治理形式之一。柳條是如今侵蝕溝治理的重要材料,相比其他治理材料,柳條的應用范圍更廣、成活率高,且根系有牢固水土的重要作用。通過一系列與柳條相關的治理措施落地執行后,能有效幫助受損土壤恢復植被保護,有效減緩水土流失現象。在過去一些年間,與柳條相關的侵蝕溝防治措施具體包括柳跌水、柳谷坊以及插柳等形式,雖然名為傳統治理技術,但也在一定程度上起到了恢復生態功能的作用,但從實際效果來看,受限于柳條的根系以及其他因素,與柳條相關的侵蝕溝防治措施執行后,其防洪能力相對較差。此外,前述內容中的柳條相關防治侵蝕溝的措施,對柳條的需求量旺盛,僅有部分縣市能夠基本滿足柳條的供應,大部分地區柳條處于一種供不應求的狀態,如果采用從外市和外縣運輸的方式彌補本地區柳條不足的情況,則又會面臨治理成本居高不下的難題。
(2)砌石措施在往年間的水土保持工作中出力較多,且也起到了良好的穩固水土的作用。相比其他方式,砌石措施執行起來更為便捷和靈活,且發揮效果較快,水土保持效果立竿見影。因此近年來也多用在迫切需求措施穩定性和高防護標準的水土防治重點項目上。其劣勢也比較明顯,大量地使用石材增加了治理成本,且施工工藝相比其他治理措施也比較高,即便成功落地執行,受東北地區氣候影響,也會遭受凍害問題,為后續的維護和防護工作開展帶來更多新的挑戰。
(3)削坡措施也是近年來比較火熱的一項防治侵蝕溝地貌的議題。為防止溝破產生崩塌以及滑坡現象,在坡度較陡的地區,專家一般建議采用削坡措施,將原先的陡坡削成臺階狀,或直接削成緩坡,再在削減了坡度的緩坡上種植的植被,通過這種削坡結合種植的方式減緩當地的水土流失。這一方案效果固然不錯,但在實施層面上存在較多問題,首先就是削坡工程的占道面積,依據前幾年黑龍江省出臺的水土流失防治標準相關文件來看,依據侵蝕溝的大小不同,削坡占用的面積要遠超侵蝕溝所占面積,這時便涉及老百姓土地的額外占用問題,如何確保施工完成且有效,同時做好與當地老百姓就土地占用問題的協商工作,是擺在當地水保工程人面前亟須解決的一個難題。
4.2?生態治理技術分析
基于前些年一系列傳統水土治理模式引發的一些問題和本身存在的劣勢,近年東北地區的水土保持科研單位通過實地調研,吸收國內外優秀水土防治經驗,先后提出了包括生態袋跌水、網格生態跌水以及生態毯護坡等多種生態型侵蝕溝防治措施。通過反復的理論論證和試點實地調研,發現生態治理技術相比傳統治理技術優勢更加明顯且容易操作,可以有效解決傳統治理模式下無法解決的侵蝕溝相關問題。
(1)生態環保。首先生態治理融合了生態效益理念,即在深入考量治理成本、治理成效的基礎上,將生態、環保、節能集于一體,開展生態性的侵蝕溝治理工作,具備良性生態綠化效應。不僅能夠有效延緩侵蝕溝的發展和形成速度,還能在此基礎上逐步恢復受損土壤的活力,恢復植被,還原原始環境。
(2)材料獲取難度低。相比以柳條原料為主的各類傳統水土治理方式,生態治理技術主要采用生態袋作為原料,對比柳條的運輸成本高昂,生態袋具有更多內在和外在優勢。首先生態袋是一種耐腐蝕性極強的新型生態材料,其擁有抗紫外線、抗老化以及防降解等多種優勢,關鍵是其透水不透土的特性決定了其能夠在有效防止水土流失,治理侵蝕溝的同時,不會對當地的土壤和生態環境造成破壞。此外生態袋的材料獲取成本較低,且原料獲取極其便捷——內部填充材料大部分為侵蝕溝邊坡修正的土壤,由此可以有效降低治理成本。通過生態袋的投放使用,可以有效替代石料和水泥這些成本較高的工程材料,替代砌石工程完成高穩固性和高防護標準的重點水土防治項目。
(3)柔性較強。前文提到削坡措施占地問題難協調,主要在于削坡環節中需要通過實施工程來實現緩坡和階梯坡的效果,一方面工程造價較高,另一方面不可避免地會占用老百姓耕地。采用生態袋方式,利用其柔性較強的特質,可以在削坡過程中,建造任意形體,進而有效避免額外占用耕地的情況發生。
(4)施工便捷。生態措施的施工步驟簡單易行,不需要大量機械設備的入場,僅需要對當地的水土流失防治工作人員開展簡單培訓便可落地執行。整體而言,生態措施施工工序簡單,后期維護便捷快速,無論從工程施工難度還是從后期的保養維護上來說,生態措施的優勢均十分明顯。
5?結語
近年來我國不斷增加對水土流失綜合治理的投資力度,各地在科研所和一線實踐層面也都付出了許多努力,也取得了一定成效,從一定程度上來看延緩了侵蝕溝的發展,但侵蝕溝治理的效率和成本問題卻始終未得到有效改善,基于這一背景,本文展開對侵蝕溝治理現狀和措施的探究,以期能為改善國內侵蝕溝治理水平提供一定理論和實踐幫助。
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作者簡介:呂帥(1984—?),男,漢族,吉林通化人,本科,助理工程師,研究方向:水土保持。