土石壩白蟻綜合防控技術在黃河小浪底水利樞紐中的應用實踐

屈章彬，蔡勤學，張樹田*，石 磊，張金水，丁 凱

（1. 黃河水利水電開發集團有限公司，河南 濟源 459017；2. 上海萬寧有害生物控制技術有限公司，上海 201108；3. 水利部小浪底水利樞紐管理中心，河南 鄭州 450008）

0 引 言

“千里之堤，潰于蟻穴”，土棲白蟻常在水利堤壩內部營造巢穴、挖筑蟻道，極易造成滲漏等險情，嚴重時甚至垮塌，是危及水利工程安全的重要隱患。加強和規范白蟻防治已成為一項刻不容緩、關系水利工程安危的重要工作。但是長期以來，水利工程白蟻防治主要采用人工挖巢、毒土灌漿、煙劑熏殺等方法，其中有些會產生較大的負面效應，如人工挖巢會影響壩體結構，造成水土流失；毒土灌漿會造成水體污染，破壞生態等[1]。近些年來，以黃河小浪底水利樞紐為代表的大型土石壩在白蟻防控實踐中突破了傳統技術束縛，創新性的引入監測控制技術、燈光誘殺技術、白蟻遠程自動監控系統等先進技術手段，防控效果顯著，總結提煉形成了土石壩白蟻綜合防控技術；該技術綠色環保、科學有效、長期持久，可為國內外土石壩及其它水利工程土棲白蟻防治工作提供參考和借鑒。

1 研究背景

小浪底水利樞紐及西霞院反調節水庫位于北緯34.9°，氣候溫濕，1月平均氣溫?1 ℃～?2 ℃，7月平均氣溫26 ℃，樞紐管理區內山巒起伏，叢林茂密，具備土棲白蟻繁衍的基本條件[2]。小浪底和西霞院兩座大壩依山而建，壩體雄厚，壩肩及邊坡與兩岸原始山坡相連，大壩周邊山高陡峭、居高臨下，近壩區蟻源豐富；兩座大壩相距16 km，壩型完全不同；白蟻防控區域總面積達到338.25萬m2，其中大壩、副壩等工程核心區域面積61.59萬m2，蟻源區防控面積276.66萬m2；大壩體量之大，防控范圍之廣，治理難度之大在全世界都是屈指可數[3]。

為確保小浪底水利樞紐和西霞院反調節水庫大壩及電力設施免遭白蟻危害，2008年開始原水利部小浪底水利樞紐建設管理局組織對水庫區域內白蟻危害情況進行調查與防治，基于當時國內的白蟻防治技術水平限制，主要采用人工挖槽、藥物屏障等傳統手段；隨著小浪底水利樞紐區環境的改善以及全球氣候變暖，白蟻分布邊線總體上向北方推進，白蟻群體密度呈發展蔓延態勢，2014年以來飛落到小浪底大壩壩頂上的白蟻數量也有所增加。針對這種情況，2018年水利部小浪底水利樞紐管理中心及時調整了白蟻防治策略，開始了新一輪白蟻防治工作。

新的防治方案堅持在大壩核心區控制白蟻食物、在大壩周邊控制白蟻種群密度和持續治理的整體思路，采取科研與實踐相結合的手段，邀請國內專業白蟻研究團隊合作，開展了白蟻危害調查與種類鑒定、白蟻分飛條件與分飛距離研究、白蟻巢群人工飼養與習性觀察、白蟻取食活動范圍研究、白蟻誘殺餌劑選配試驗、白蟻對土工膜危害性試驗、新型白蟻誘殺燈研發、新型白蟻自動監控裝置研發等課題研究，取得了多項原創性的成果，并成功運用于工程實踐中，形成了土石壩白蟻綜合防控技術。經過2018—2020年三年的綜合治理，防控效果顯著，通過了專家技術驗收，實現了核心區土棲白蟻基本清零的目標。

2 防控方案

土石壩白蟻綜合防控技術圍繞大壩安全為中心，運用區域控制和綜合治理的理念，將白蟻防控區劃分為禁止區、嚴控區和控制區三個區域，并設定相應的防控質量標準；緊抓“查、誘、殺、控”四個關鍵環節；落實分級管理、普查巡查、光控技術、監控技術和蟻道施藥等五大措施（見圖1）；采取誘殺并舉、防控同步、立體防御、對內防擴、對外防入侵的防治方法，對大壩核心區實施24 h全天候的白蟻自動化監測，利用光控誘殺控制種群分飛，地下監測裝置控制危害蔓延；最大程度減少化學藥物的使用，有效控制白蟻危害，以獲得最佳的社會、環境和經濟效益。

圖1 防控技術路線圖Fig. 1 Road map of prevention and control technology

2.1 圍繞一個中心

土石壩大壩大多建在河道峽谷中間，壩肩與兩岸原始山坡相連，土石壩易受白蟻入侵危害，所以把大壩作為白蟻防控的保護對象，把保證大壩安全作為中心任務。

2.2 運用兩個理念

土棲白蟻是以纖維素為食源的社會性昆蟲，具有悠久的歷史和頑強的生命力，通過空中分飛、地表蔓延、人為攜帶三種途經擴展繁衍，發展種群。傳統的單點治理方式難以有效控制白蟻的擴展，必須運用區域控制和綜合治理理念，開展對土石壩大壩管理區白蟻防控工作。

（1）區域控制理念

區域控制是針對某個特定的區域，綜合應用各種措施，有效控制某一特定區域內白蟻危害。它可以按自然區域、經濟區域、社會和文化區域、生態區域、行政區域等來劃分，又可以按建筑、綠地、生態系統為單位來劃分，如一個較大面積的綠地、公園、故建筑群、住宅小區、大型水利樞紐區等。白蟻區域控制理念，主要有以下幾個方面內容：

a）首先根據當地蟻情，統籌規劃，明確保護重點、主要任務和防控區域范圍及目標；b）對整個區域進行蟻情調查，弄清區域內的白蟻種類，分布位置，危害程度；c）選擇針對性措施并綜合應用，有效控制區域內白蟻危害；d）持續做好區域內及周邊環境（如燈光等）控制，保持區域內的防控成果。

（2）白蟻綜合治理理念

白蟻綜合治理的理念來源于有害生物綜合治理（Integrated Pest Management），在白蟻防治工作中，根據白蟻的生物生態學特性，充分發揮自然因素的控制作用，因地制宜地協調應用多種措施，最大程度地減少化學藥物的使用，有效控制白蟻危害，以獲得最佳經濟、社會、環境效益。

首先查清蟻種，據其特性，協調運用各種措施，取長補短，并與自然控制結合；其次抓關節點，有的放矢，盡量選擇非化學防治手段，減少化學品給生態環境和人們健康帶來的風險；最后在防控蟻害的同時，注重投入產出比分析，達到了白蟻防控效果與經濟、環境效益的和諧統一。

2.3 劃分三個區域

土棲白蟻數量龐大、活動隱蔽，完全消滅實屬不易，代價太大得不償失。根據土石壩周邊能接受白蟻危害程度，可將土石壩白蟻防控區劃分為三個等級：禁止區、嚴控區、控制區，并設定不同的防控質量標準（見圖2、圖3）。

圖2 小浪底水利樞紐Fig. 2 Xiaolangdi Multipurpose Dam Project

圖3 西霞院反調節水庫Fig. 3 Xixiayuan Anti-regulation Reservoir

禁止區：以大壩安全穩定運行為宗旨，將土石壩壩頂和上下游壩面列為禁止區，該區域不允許白蟻存活。

嚴控區：結合壩址周圍地理環境，以大壩禁止區邊界為起點，左右岸、上下游各向外延伸 50～500 m列為嚴控區，該區域也稱為蟻源區，要嚴控白蟻危害。

控制區：結合壩址周圍地理環境，以大壩嚴控區邊界為起點，四周向外延伸500～800 m的區域為控制區，若周圍有山體樹林，可外延至1 000 m，該區域允許有白蟻存活，但要加強防控。

2.4 緊抓四個環節

查、誘、殺、控是白蟻防控工作的四個重要環節，需要根據實際協調運用。四個環節的具體內容和內在特征有：

查是基礎。要做好防控工作，首先要查清防控區域內的蟻患情況，才能為后續的滅治工作提供依據，它是整個防控工作的基礎。

誘是方法。運用監測裝置、引誘箱、引誘坑等器具，選擇當地白蟻喜食的餌料來引誘白蟻，它是整個防控工作的關鍵。

殺是手段。對引誘到的白蟻噴施藥粉或飼喂餌藥，并讓其帶回巢穴，殺滅整巢白蟻。

控是目的。系統運用檢查、引誘、滅殺等措施，綜合分析實施效果，持續改進提高，將白蟻危害控制在安全范圍。

2.5 落實五項措施

因地制宜地把分區管理、普查巡查、光控技術、監控技術、蟻道（巢）施藥五項技術措施協調應用，最大程度的減少化學藥物的使用，有效控制白蟻危害，以獲得最佳經濟、社會、環境效益，是本技術的一個重要技術特點。

（1）分區管理

根據突出重點、統籌兼顧的原則，結合項目實際，進行區域劃分、分區管理、因區施策。

a）禁止區（工程核心區）管理措施

①對蟻患必須采取零容忍的原則，禁止活體白蟻在區域內存在，將蟻患率（具體衡量指標后有所指）控制目標定為0；②做到三集四早一不留，在每年的白蟻活動高峰期，集中專家、集中人員、集中儀器，進行兩次的地毯式普查，做到早檢查、早發現、早報告、早治理，不留后患；③每年4月到7月白蟻分飛季節，關閉壩頂路燈，盡可能防止有翅繁殖蟻、趨光飛落壩頂；④在白蟻分飛季節，不少于八人在大壩巡查，觀察有翅繁殖蟻的分飛時間、數量、飛向、風力、風速、風向等情況，待分飛結束后，將飛落壩頂的有翅繁殖蟻滅殺；⑤在距壩腳線150 m處，每隔50 m安裝一盞誘蟻燈（具體要按燈的功率確定），有序排列，有機形成一定區間的光屏障，在白蟻分飛季節，利用有翅繁殖蟻的正趨光特性，將其誘殺在距大壩百米之外，并對誘蟻燈定期檢查清理和維護，保證其保持良好的運行狀況；⑥在誘蟻燈安裝線上每隔10～15 m（視現場而定）安裝一套監測控制裝置，控制遺落在誘蟻燈下成活的有翅繁殖蟻或有翅繁殖蟻產生的新群體，以防嚴控區內的白蟻群體入侵壩體；⑦在壩腳線外約 10～20 m處（視現場而定），間距10 m，安裝一排白蟻監測控制裝置，將嚴控區域內入侵的白蟻引入裝置。

b）嚴控區管理措施

①把蟻患率控制指標定為0.5%；②堅持每年兩次白蟻普查，第一次時間為 4—6月間，第二次為8—10月間，查清白蟻種類，分布位置，危害程度，治理效果，并及時普查時發現的活體白蟻；③對普查時發現有蟻患處要及時噴粉，并安裝監測控制裝置，對重點部位和危害嚴重部位增加安裝誘殺箱或挖誘殺坑；④對雜草叢生，食源豐富，環境復雜，地面干燥，不易采用誘殺的危害點，采取蟻道（巢）施藥；⑤保障巡查常態化，定期檢查監測控制裝置、誘殺箱、誘殺坑，如發現白蟻取食并已達一定數量的活體及時進行白噴粉滅殺或投放餌劑，發現餌木或餌劑發霉進行更換等，保證誘殺效果。

c）控制區管理措施

①把蟻患率控制指標定為1.0%；②綜合治理措施與嚴控區類同；③在控制區域外圍線，每隔50 m安裝一臺誘蟻燈（具體要按燈的功率確定），自然排列，有機形成一定區間的光屏障，在白蟻分飛季節，利用有翅繁殖蟻的正趨光特性，將其誘殺或落入周邊水域。

（2）普查巡查

普查與巡查相結合能夠使防控區內土棲白蟻的種類、分布情況、危害程度等更加清晰，以便制訂更加合理的防治策略，及時采取有效防控措施，確保白蟻防控質量。

白蟻普查：在蟻患區和蟻源區采用人工踏勘法，每年兩次，分別在春秋白蟻活動高峰期開展，重點排查是否有白蟻活體、活動及危害跡象。

白蟻巡查：基于普查結果，對已發現的蟻患、危害區域、特殊的地點，綜合各種因素，可采取無結構訪問、監測裝置引誘、誘蟻燈觀察、追蹤調查等措施，作為巡查重點，統計分析蟻患的范圍、程度及發生的原因，與周圍環境的關系等。

（3）燈光誘殺技術

燈光誘殺控制技術是指針對昆蟲的趨光特性而采取的誘殺控制技術，也是控制白蟻繁殖蟻的主要手段，即在白蟻分飛季節，把能發射特定波長的誘蟻燈安裝在保護目標周圍，按其照距有機布置，在空中形成光屏障，利用有翅繁殖蟻的趨光特性引誘其撲燈，通過高壓電網瞬時觸殺或螺旋吸入式風機捕獲，從而達到殺滅有翅繁殖蟻，降低其落地配對繁殖幾率[4]，減少新建群體基數，控制白蟻危害。同時，在白蟻分飛期間關閉大壩周圍的光源，防止有翅繁殖蟻趨光分飛入侵。該技術無毒、無害、不污染環境、誘殺數量大、防治成本低、保持生態良性循環、安裝簡單、節能低碳。

小浪底水利樞紐和西霞院反調節水庫共安裝誘蟻燈386臺，誘蟻燈誘捕白蟻繁殖蟻數量是檢驗防控效果重要指標。

（4）誘集監測控制技術

常規白蟻誘集監測控制裝置：是結合白蟻生物生態學特性研發，把巢群所有個體作為靶標的白蟻防治新技術。將白蟻喜食餌料裝入特制的監測裝置，然后將其安裝在被保護對象的特定部位，如保護目標周圍有白蟻活動特征部位的土壤中。當外出覓食的白蟻工蟻發現后，發出信號，誘集大量工蟻進入裝置內取食，此時，用噴粉球輕輕把適量藥粉噴在白蟻身上，藥物隨白蟻回巢，通過白蟻個體間的清潔和食尸行為，使毒性在巢內擴散，導致整巢白蟻中毒死亡[5]。該技術使用藥劑量極少，且能對白蟻活動情況進行長期監控，具有環境友好和可持續性的優點。

小浪底水利樞紐和西霞院反調節水庫共埋設常規監控裝置2 422套，土棲白蟻主要在地下活動，地表活動時間段且很難全部發現，在工程實踐中創新性的將相應區域內監控裝置白蟻入站率作為區域蟻患率的重要參考指標。

入站率=有白蟻活動跡象的監控裝置數量÷監控裝置總量×100%

遠程自動誘集監測控制系統：為解決常規白蟻誘集監測控制裝置人工檢查成本高、監測效率低、埋放后較難尋找等問題，白蟻遠程自動誘集監測控制系統應運而生。它在防控區域或堤壩周圍部署白蟻監測終端，結合GIS地理信息和物聯網技術，監測全區域白蟻活動情況，配合人工施藥處置，實現對白蟻的監測（誘集）→控制（滅殺）→監測（誘集）循環，再利用先進的大數據和云平臺技術，結合專業算法，及時掌握白蟻活動狀態，科學分析白蟻活動規律，并對其發展趨勢進行預測，為白蟻防治提供科學依據（見圖4）。和西霞院反調節水庫結合“智慧小浪底”開發的白蟻防治管理信息系統為國內首次，共安裝自動監控裝置397臺。

圖4 自動監控系統概述Fig. 4 Overview of automatic monitoring system

（5）蟻道（巢）施藥技術

蟻道（巢）施藥方法主要有：對分飛孔投餌法、對雞樅菌投餌法、巢頂投餌法、巢頂灌藥法、巢區方位灌漿（藥）法、分群孔上灌藥法、蟻道灌藥法等。雖然查找分飛孔和蟻道的難度大、制約因素多、技術要求嚴、施工難度大，但是藥量使用少、實際見效快、不造成水土流失、不破壞生態環境?？山Y合防控區域和被保護目標周圍的自然環境和土棲白蟻的生物生態特性，從環保、經濟、效率等多方面權衡利弊之后，選擇是否把蟻道（巢）施藥技術作為防治選項。

3 效果指標

3.1 防控效果

2020年8—9月白蟻（包括土棲白蟻和散白蟻）防控區域巡查和數據分析結果表明（見表1），小浪底水利樞紐禁止區入站率為0，嚴控區入站率為0，控制區入站率為0.07%；西霞院反調節水庫禁止區、嚴控區和控制區入站率均為0；達到了預設的防控指標。蟻源區未見成年蟻巢，壩體未見幼齡蟻巢，滿足《土石壩養護修理規程》（SL 210—2015）相關要求。

表1 防控效果數據分析表Table 1 Data analysis table of prevention and control effect

為準確評價白蟻防治效果，創新性將誘蟻燈誘捕白蟻繁殖蟻數量、見白蟻活體噴粉點數量、監測裝置白蟻入站率作為效果分析指標，其中白蟻入站率和地表活動跡象同等作為蟻患率重要的參考指標，并作為防控效果的質量控制考核指標。

3.2 經濟指標

根據水利部《水利工程維修養護定額標準（試點）》（2010年修訂稿）中白蟻防治的定額標準為2.19 元/m2，結合小浪底水利樞紐和西霞院反調節水庫白蟻防控項目工程實踐測算，平均每年只需花費0.31 元/ m2，節省了86%的費用。

3.3 環保指標

若采用傳統的藥物屏障防治白蟻，根據化學藥物水平屏障5 L/ m2的要求，藥液按1∶40配比，密度設為1 kg/L，防治面積為338.25 萬m2，項目一年共需用藥：3 382 500×5÷40×1=422 812.5 kg，而小浪底水利樞紐和西霞院反調節水庫白蟻防控項目三年實際用藥量為藥劑198 kg和粉劑24.5 kg，比藥物屏障法減少99%的用藥量。

3.4 技術特點

（1）小浪底水利樞紐和西霞院反調節水庫白蟻防控實踐中形成的土石壩白蟻綜合防控技術，總結了當前國內白蟻防治行業的新技術，地表埋設監控裝置誘殺，空中光波誘捕，并輔以蟻道噴粉、灌漿，實現對土石壩白蟻危害的有效控制。

（2）土石壩白蟻綜合防控技術采用白蟻入站率為驗收評價指標，科學評判防控效果，具有科學實用的特點；建設了白蟻遠程自動監測控制系統，能大大減少工作量、提升防治效率、管理便捷。

（3）土石壩白蟻綜合防控技術綠色環保、科學高效、長期持久：極大地降低了藥物的使用量，沒有白蟻就不需要使用藥物，即使有白蟻危害，也只要噴灑極少量的農藥；有效期長，監測裝置和光控裝置質保期長，可以達到對土石壩的長期監控。

4 結 論

土石壩白蟻綜合防控技術通過協調有害生物和自然環境的關系，綜合運用物理、化學和生物防治方法，最大限度減少化學藥物的使用，綠色科學有效；把互聯網技術與人工防治有機融合，在大型水利工程的白蟻防控中建立遠程自動監測控制系統，實行全天候白蟻危害監測，做到早發現、早治理；該技術無論在防治理念還是在防治技術方面均具有前贍性、科學性、可操作性和可復制性，可在水利工程推廣應用，推動水利行業白蟻防治模式轉型升級。

本文選自“全國病險水庫安全評估及除險加固技術前沿研討會”征集論文，會議旨在探討病險水庫評估方法以及除險加固新技術、新措施，推進病險水庫除險加固工作、提高防災和供水保障能力，會議于2021年5月26—27日在杭州召開。

本期刊登其中3篇精選論文。