喬 磊

（西藏自治區(qū)水利電力規(guī)劃勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，西藏 拉薩 850000）

黨的十八大以來(lái)，生態(tài)文明已成為“五位一體”的國(guó)家戰(zhàn)略目標(biāo)中的重要內(nèi)容，是實(shí)現(xiàn)人與自然和諧共處的核心，亦是人類文明發(fā)展的重要階段和必然趨勢(shì)。西藏自治區(qū)西部地區(qū)關(guān)于推進(jìn)水生態(tài)文明建設(shè)的決定，確定了該區(qū)域生態(tài)文明建設(shè)的主要目標(biāo)，即大力發(fā)展生態(tài)經(jīng)濟(jì)，不斷優(yōu)化生態(tài)環(huán)境，注重建設(shè)生態(tài)文化和加快推進(jìn)制度創(chuàng)新。全力開(kāi)展區(qū)域生態(tài)文明建設(shè)，充分展示西藏自治區(qū)西部地區(qū)科學(xué)發(fā)展之美、自然生態(tài)之美、人居環(huán)境之美和人文行為之美的戰(zhàn)略目標(biāo)。水作為生態(tài)系統(tǒng)最活躍的控制性因素，推動(dòng)著生態(tài)演變及社會(huì)發(fā)展，孕育了從原始到現(xiàn)代的各種文明，水生態(tài)保護(hù)工程的建設(shè)是生態(tài)文明的重要組成和基礎(chǔ)保障。加快推進(jìn)生態(tài)修復(fù)工程的建設(shè)是貫徹落實(shí)十八大精神的重要舉措，是實(shí)現(xiàn)“和諧草原、美麗西藏”建設(shè)目標(biāo)的重要保障，是更深層次、更高水平推動(dòng)民生水利發(fā)展的重要實(shí)踐。

1 流域概況

1.1 自然概況

工程區(qū)位于西藏自治區(qū)西北部地區(qū)，屬高原亞寒帶季風(fēng)半干旱氣候區(qū)，氣候具有氣壓低、輻射強(qiáng)、寒冷干燥、降水稀少等特點(diǎn)。多年平均氣溫0.1-2℃，極端最高氣溫20℃，極端最低氣溫為-35℃。流域內(nèi)多年平均降水量150mm，降水集中在6-9月。徑流由地下水、冰雪融水及降水補(bǔ)給，多年平均年徑流量約1.56億m3，多年平均流量約4.95m3/s。年最大洪峰流量一般出現(xiàn)在7-8月，年最小流量發(fā)生在1-3月。初冰期為10月上旬，終冰期在次年的5月下旬，河流在冬季有封凍現(xiàn)象，全年除7、8月外都有霜凍。平均蒸發(fā)量在2274-2420mm，受西風(fēng)環(huán)流影響，每年12月至次年10月出現(xiàn)大風(fēng)，平均風(fēng)速4.4m/s，最大風(fēng)速30m/s。氣候引起的災(zāi)害主要有：干旱、洪水、內(nèi)澇、泥石流、風(fēng)沙等。流域內(nèi)植被稀疏，土壤屬山地灌叢草原土壤區(qū)，山體裸露，土地沙化嚴(yán)重。河床由沙卵石組成，河水含沙量大，水質(zhì)較好。

1.2 水土流失現(xiàn)狀

流域內(nèi)氣候寒冷干旱，植被稀疏，高山雪線上下及裸露的山頂上冰川、冰緣等凍融侵蝕強(qiáng)烈。山體中部坡度大，山坡上第四紀(jì)松散堆積層廣泛分布，草皮薄，凍融侵蝕和面狀、溝狀水力侵蝕嚴(yán)重。山體下部及河谷是沖洪積物匯集區(qū)，也是水力侵蝕的重要場(chǎng)所。項(xiàng)目區(qū)內(nèi)大部分草場(chǎng)分布于河床一級(jí)階地上，雖然面積有限，但這是當(dāng)?shù)鼐用褓囈陨娴幕緱l件。流域主流搖擺不定，洪水沖毀草場(chǎng)，掏刷兩岸草場(chǎng)造成水土流失，嚴(yán)重威脅當(dāng)?shù)鼐用裾Ｉ罴吧?cái)產(chǎn)安全。由于區(qū)內(nèi)人口居住較集中，人為開(kāi)發(fā)活動(dòng)頻繁，草場(chǎng)過(guò)度放牧，自然災(zāi)害的發(fā)生，致使草場(chǎng)退化，土地沙化，植被破壞嚴(yán)重，水土流失加劇。流域內(nèi)植被覆蓋度較低，通過(guò)對(duì)小流域內(nèi)各地塊的地貌部位、坡度、土壤、基巖、作物、林草覆蓋等因子進(jìn)行綜合調(diào)查分析，項(xiàng)目區(qū)水土流失侵蝕模數(shù)為3000t/km2·a，項(xiàng)目區(qū)屬于省水土流失預(yù)防保護(hù)區(qū)，屬于中度侵蝕。

2 水土流失防治對(duì)策

項(xiàng)目區(qū)主要分布于流域兩岸地勢(shì)較為平坦的地帶；由于該區(qū)域海拔較高，生態(tài)環(huán)境相對(duì)脆弱，缺乏統(tǒng)一規(guī)劃與治理，加之人為活動(dòng)的干擾，導(dǎo)致區(qū)域內(nèi)生態(tài)環(huán)境存在不同程度的萎縮和退化，生物多樣性呈下降趨勢(shì)，局部地區(qū)趨向惡化；工程的建設(shè)不僅可以對(duì)流域部分區(qū)域進(jìn)行整治，同時(shí)修復(fù)部分土地嚴(yán)重退化的區(qū)域，而且還將對(duì)部分呈退化趨勢(shì)的草場(chǎng)進(jìn)行生態(tài)補(bǔ)水。

工程的建設(shè)是保護(hù)生態(tài)環(huán)境、建設(shè)美麗西藏的重要基礎(chǔ)；是完善落實(shí)區(qū)域水生態(tài)文明建設(shè)的需要；是建立西藏生態(tài)屏障的需要；是加強(qiáng)水生態(tài)修復(fù)的需要。

3 生態(tài)修復(fù)治理措施布設(shè)

根據(jù)對(duì)項(xiàng)目區(qū)水土流失現(xiàn)狀及水土流失成因分析，同時(shí)考慮到生態(tài)脆弱區(qū)盡量減少擾動(dòng)范圍的情況下，本著預(yù)防為主、全面規(guī)劃、長(zhǎng)效治理、抓水保重效益、突出重點(diǎn)、堅(jiān)持可持續(xù)發(fā)展的原則。治理措施主要以工程、植物、封禁治理措施為主。土地嚴(yán)重退化區(qū)域進(jìn)行工程措施和植物措施相結(jié)合的方式進(jìn)行治理，土地有退化趨勢(shì)的區(qū)域進(jìn)行工程補(bǔ)水措施進(jìn)行修復(fù)。

3.1 工程治理措施

工程治理措施主要由1#灌溉區(qū)、2#灌溉區(qū)和護(hù)岸工程組成。1#灌溉區(qū)為項(xiàng)目工程區(qū)左岸部分，因跨河大橋和道路的修建使項(xiàng)目區(qū)左岸部分汊流和地下水被道路阻斷和改道，靠道路側(cè)下游部分草場(chǎng)嚴(yán)重退化和沙化，考慮在靠道路側(cè)上游1km處布置一座取水口和一條干渠對(duì)左岸進(jìn)行水土保持林灌溉和部分草場(chǎng)生態(tài)補(bǔ)水；2#灌溉區(qū)為項(xiàng)目工程區(qū)右岸部分，因自然因素和人為因素的影響使項(xiàng)目區(qū)右岸部分汊流斷流，右岸部分草場(chǎng)呈退化趨勢(shì)，考慮在靠道路側(cè)下游3km處布置一座取水口和一條干渠對(duì)右岸草場(chǎng)進(jìn)行生態(tài)補(bǔ)水；護(hù)岸工程為項(xiàng)目區(qū)水土保持林靠河岸部分，防止水土保持林被洪水沖刷。

工程總灌溉和生態(tài)補(bǔ)水面積為2983hm2，1#灌溉區(qū)干渠控灌面積439hm2（含水保林150hm2）；2#灌溉區(qū)干渠控灌面積2544hm2（生態(tài)補(bǔ)水區(qū)）；護(hù)岸工程1.2km。工程布置采用2座取水口、2條干渠、6條支渠的工程布局方案。

工程治理措施中灌溉區(qū)取水口均為低壩取水，共布置2座取水口，取水口由沖沙閘、進(jìn)水閘、上下游翼墻等主要建筑物組成。沖沙閘結(jié)構(gòu)型式為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，上游設(shè)防滲鋪蓋、擋墻，下游設(shè)護(hù)坦、海漫及擋墻；進(jìn)水閘各設(shè)一孔，后接引水渠道。

干渠全長(zhǎng)8.851km。其中1#干渠長(zhǎng)3.283km，渠首設(shè)計(jì)引用流量0.13m3/s，采用低壩雍水取水方案，低壩長(zhǎng)335m，高2m，設(shè)1孔沖砂閘，1孔進(jìn)水閘，低壩與沖砂閘垂直布置，此位置已修建防洪工程，不再對(duì)河岸進(jìn)行防護(hù)處理；2#干渠長(zhǎng)5.568km，渠首設(shè)計(jì)引用流量0.58m3/s，采用低壩雍水取水方案，低壩長(zhǎng)50m，高2.0m，設(shè)1孔沖砂閘，1孔進(jìn)水閘，低壩與沖砂閘垂直布置，上下游護(hù)岸長(zhǎng)130m。干渠設(shè)計(jì)斷面為混凝土矩形斷面，襯砌厚度18cm。

干渠沿線共計(jì)布設(shè)渠系建筑物33座，其中1#干渠布設(shè)16座，2#干渠布設(shè)17座。包括：節(jié)制閘9座、分水閘9座、退水閘2座、渠下涵4座、農(nóng)橋9座。

灌區(qū)總體布置方案各干渠控灌面積及流量特性詳見(jiàn)表1。

表1 灌區(qū)總體布置方案干渠特性表

護(hù)岸工程是為保護(hù)水土保持林河岸免沖刷破壞，在水土保持林河岸設(shè)置護(hù)岸。堤線在布置時(shí)盡可能利用有利地形，修筑在土質(zhì)比較穩(wěn)定的灘岸上，留有適當(dāng)寬度的內(nèi)陸灘涂有利于防汛搶險(xiǎn)和工程管理；盡量利用河道的天然節(jié)點(diǎn)，避免強(qiáng)行改變河道河勢(shì)。

3.2 水土保持林治理措施

工程根據(jù)項(xiàng)目工程區(qū)實(shí)際情況及結(jié)合工程區(qū)現(xiàn)狀，選擇道路下游左岸草場(chǎng)退化和沙化區(qū)域作為水土保持林修復(fù)區(qū)域，水土保持林造林面積為150hm2。

造林密度：根據(jù)《水土保持林工程設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB/T 51097-2015）及結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際情況選擇3000株/hm2。

工程設(shè)計(jì)造林整地參照當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)及以盡可能保護(hù)原地表不被擾動(dòng)的情況下，設(shè)置為穴狀整地，樹種選用當(dāng)?shù)剜l(xiāng)土樹種如班公柳，行距2米，株距1.5m。樹坑為圓形穴狀，穴徑0.4m，深0.4m；開(kāi)挖樹坑時(shí)將表土（淺層土）放成一堆，將心土（深層土）另外放成一堆，不要將表土和心土混放，為以后的栽植作好填土準(zhǔn)備。樹坑挖好后，先將基肥放在樹坑的最下層，然后將表土碾碎，平整、均勻地放在肥料上。樹苗放入后進(jìn)行填埋，在培土到一半時(shí)，暫停培土，將樹苗稍微向上提一下，目的是防止樹苗窩根，影響成活和生長(zhǎng)。提苗后，不要立即埋土，這時(shí)要將已埋的土向下踩實(shí)，目的是使樹苗的根須和土壤緊密接觸，盡快吸收水分和營(yíng)養(yǎng)元素，以便扎根生長(zhǎng)。然后將剩下的心土埋入，一直埋到與地面平齊，進(jìn)行第二次踩實(shí)，目的是使樹苗樹干挺直，也使樹苗與土壤緊密結(jié)合，以防被風(fēng)吹斜。［1］

按照“三分造、七分管”的理念，在工程運(yùn)行期，安排人員對(duì)造林區(qū)域進(jìn)行管護(hù)和撫育，管護(hù)撫育期為3年，管護(hù)人員為當(dāng)?shù)卮迕窦俺擎?zhèn)居民。

造林完成的第二年至第三年，對(duì)植樹造林區(qū)進(jìn)行適當(dāng)?shù)难a(bǔ)植補(bǔ)造，補(bǔ)植補(bǔ)造株數(shù)按總造林株數(shù)的10%考慮。

3.3 封禁治理措施

結(jié)合高寒地區(qū)水土保持工程的成功經(jīng)驗(yàn)，對(duì)植物措施實(shí)施地區(qū)和現(xiàn)有林草覆蓋區(qū)域加強(qiáng)灌溉、撫育和圍網(wǎng)封禁是十分必要和有效的，由此可見(jiàn)，對(duì)于高寒干旱的項(xiàng)目區(qū)植樹種草的撫育管理工作更為重要。因此，工程設(shè)計(jì)在項(xiàng)目區(qū)內(nèi)擬建的水土保持林實(shí)施封禁治理，以免除人為活動(dòng)和牲畜的干擾，同時(shí)也方便管理。

3.3.1 圍欄設(shè)計(jì)。圍欄網(wǎng)設(shè)計(jì)以充分利用現(xiàn)有地形的陡坎等天然屏障，對(duì)封育周邊實(shí)行封閉，在道路岔口地段考慮到圍欄封禁圍欄的長(zhǎng)期性和圍欄的堅(jiān)固性，選擇以圓管+金屬網(wǎng)絲的工程圍欄。通過(guò)在地形圖上實(shí)際量算確定，共修建工程圍欄5414m。封禁圍欄高度1.8m，圍欄按每隔3m設(shè)一立柱，兩立柱間設(shè)9條Φ 4.0mm金屬絲橫線，橫線間距從上向下依次為20cm；為了加固橫線，在兩立柱間設(shè)49條豎線，豎線間距為6cm豎線也為Φ4.0mm金屬絲橫線。

3.3.2 立柱設(shè)計(jì)。立柱高2.1m，地下埋深0.3m，地上1.8m，立柱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為Φ48×2.5圓管結(jié)構(gòu)，每根立柱配4個(gè)連接附件。立柱根部布設(shè)0.25×0.25×0.4m的C25混凝土墩用于固定圍欄立柱。

3.3.3 標(biāo)志牌設(shè)計(jì)。標(biāo)志牌的作用：標(biāo)志牌的作用在建設(shè)區(qū)域沿線醒目的地方，公示項(xiàng)目建設(shè)區(qū)域的范圍、措施內(nèi)容、施工進(jìn)度、注意要求等，具有宣傳作用。標(biāo)志牌在水土保持林封禁治理區(qū)各設(shè)3處。

標(biāo)志牌設(shè)計(jì)：標(biāo)志牌擬采用鐵皮牌，鐵皮寬2m，高1m，兩端固定在圓管上，圓管下端澆注在混凝土內(nèi)埋入地下。

4 工程建設(shè)效益分析

生態(tài)工程經(jīng)濟(jì)效益分為直接效益和間接效益兩類；工程經(jīng)分析項(xiàng)目區(qū)各項(xiàng)水土流失治理措施實(shí)施后，項(xiàng)目將每年為當(dāng)?shù)卦黾?54.78萬(wàn)的經(jīng)濟(jì)收入（其中間接經(jīng)濟(jì)收入為283.3萬(wàn)元）。因此，項(xiàng)目實(shí)施后總的經(jīng)濟(jì)效益累計(jì)達(dá)6386萬(wàn)元，經(jīng)濟(jì)效益顯著，但間接經(jīng)濟(jì)效益遠(yuǎn)大于直接經(jīng)濟(jì)效益，主要為當(dāng)?shù)剞r(nóng)牧民間接的增加經(jīng)濟(jì)收入。

根據(jù)西藏自治區(qū)多年小流域綜合治理成果觀測(cè)分析，得出各項(xiàng)措施的蓄水定額和保土定額，再乘以各項(xiàng)措施的面積就可以計(jì)算出各項(xiàng)治理措施的蓄水保土效益。經(jīng)計(jì)算，各項(xiàng)措施實(shí)施后全部發(fā)揮效益時(shí)每年的蓄水總量為195.4萬(wàn)m3，保土總量為5.97萬(wàn)t，平均土壤侵蝕模數(shù)也將由治理前的3000t/km2·a，降低到治理后的1000t/km2·a。

工程實(shí)施后生態(tài)效益明顯：一是通過(guò)生態(tài)修復(fù)，使草地面積增大；二是將減輕洪水流量和減緩地表徑流，增加常水流量；三是將提高林草覆蓋率，植被形成的天然綠色屏障，將降低雨水對(duì)地面的直接沖刷，土壤涵養(yǎng)水能力增強(qiáng)，水土流失將減輕，生態(tài)環(huán)境得到改善；四是經(jīng)過(guò)良好的水土保持措施，將改善土壤的物理化學(xué)性質(zhì)，土壤將變得通透，有機(jī)質(zhì)將增加，土壤肥力增強(qiáng)，各項(xiàng)產(chǎn)值（農(nóng)林牧）將增產(chǎn)增收；五是通過(guò)項(xiàng)目實(shí)施，將改善地面小氣候，流域內(nèi)的濕度、氣溫、風(fēng)力等發(fā)生的變化，縮小了氣溫日較差，降低了干旱、霜凍和風(fēng)暴發(fā)生的頻率，改善了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件，改變了小流域小氣候；六是將有效治理水土流失，各項(xiàng)措施的合理布設(shè)，將降低土壤侵蝕模數(shù)，減輕水土流失，治理區(qū)水土流失程度降低，生態(tài)環(huán)境進(jìn)入良性循環(huán)。保護(hù)了當(dāng)?shù)氐淖匀毁Y源，改善了生態(tài)環(huán)境，對(duì)水土流失區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展也將起到促進(jìn)和保護(hù)作用。生態(tài)效益的不斷體現(xiàn)，將徹底改變流域內(nèi)一遇暴雨就成災(zāi)，經(jīng)濟(jì)建設(shè)不能穩(wěn)定發(fā)展的被動(dòng)局面，使廣大干部群眾能夠安居樂(lè)業(yè)，為社會(huì)的穩(wěn)定和發(fā)展起到良好的促進(jìn)作用。［2］

項(xiàng)目區(qū)地處西藏自治區(qū)西部自然條件極為惡劣的藏西北高山地區(qū)，在世界屋脊喜馬拉雅山脈東坡腳下，干旱、高寒、土壤貧瘠等嚴(yán)酷的自然條件，使區(qū)內(nèi)水土保持治理極為困難，尤其生物措施受到極大限制與挑戰(zhàn)。項(xiàng)目的成功實(shí)施將為我國(guó)高、寒、旱地區(qū)，海拔4200m以上青藏高原區(qū)，水土保持植物措施的應(yīng)用提供經(jīng)驗(yàn)與探索，樹立樣板典型，起到示范推廣作用。對(duì)推動(dòng)西藏自治區(qū)西部地區(qū)生態(tài)修復(fù)工作產(chǎn)生積極的影響。

5 結(jié)語(yǔ)

高寒地區(qū)生態(tài)修復(fù)工程的設(shè)計(jì)在一定程度上具有一定的困難度，畢竟高寒地區(qū)的自然條件和地質(zhì)條件對(duì)工程的建設(shè)具有一定的制約因素。因此，在工程設(shè)計(jì)初期就要考慮到高寒地區(qū)生態(tài)的脆弱性，以盡量少擾動(dòng)地表為原則進(jìn)行工程方案的設(shè)計(jì)與生態(tài)修復(fù)措施的布設(shè)。高寒地區(qū)生態(tài)修復(fù)工程的成功案列較少，希望文章能夠給今后類似工程設(shè)計(jì)提供借鑒和幫助。