摘要：消落帶是三峽庫區(qū)生態(tài)環(huán)境敏感區(qū)之一，是保護(hù)庫區(qū)水生態(tài)、水環(huán)境安全的最后一道生態(tài)屏障。庫區(qū)消落帶形成以后，大部分的原生植物無法承受這種長時(shí)間高深度的反季節(jié)水淹，大量原生植物消失，失去植被保護(hù)的消落帶水土流失嚴(yán)重，景觀效果差，更多的污染物進(jìn)入水體。三峽大壩上游偏巖子生態(tài)修復(fù)項(xiàng)目通過在不同的地形地貌區(qū)域采用不同的生態(tài)袋修復(fù)方案，在偏巖子消落帶建立了自穩(wěn)定機(jī)制的植被群落，實(shí)現(xiàn)了消落帶的生態(tài)修復(fù)，降低消落帶的水土流失，加強(qiáng)庫岸的邊坡穩(wěn)定，提高岸坡的景觀效果。該項(xiàng)目探索出三峽庫區(qū)消落帶生態(tài)修復(fù)的新思路，這對維護(hù)三峽庫區(qū)生態(tài)平衡具有重要意義。

關(guān)鍵詞：三峽大壩；消落帶；護(hù)坡方式；生態(tài)袋

中圖分類號：Q948 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1008-9500（2023）02-00-05

DOI：10.3969/j.issn.1008-9500.2023.02.006

Practice and Application of Ecological Bag Slope Protection Scheme in the Pianyanzi Riparianzone of the Three Gorges Dam Upstream

QIU Liwen1， LI Jun2， ZHANG Dingjun1， LI Hao1， HU Meixiang1

（1. Yangtze River Institute of Rare Plants， Yangtze River Ecological Environment Engineering Research Center， China Three Gorges Corporation， Yichang 443000， China; 2. CSCEC Southwest Survey， Design and Research Institute Co.， Ltd.， Wuhan 430074， China）

Abstract： The riparianzone is one of the sensitive areas of the ecological environment in the Three Gorges Reservoir Area， and the last ecological barrier to protect the water ecology and water environment security in the reservoir area. After the formation of the riparianzone in the reservoir area， most of the native plants can not withstand the long and deep anti-season flooding， and a large number of native plants disappear， the water and soil loss in the riparianzone without vegetation protection is serious， the landscape effect is poor， and more pollutants enter the water body. By adopting different ecological bag restoration schemes in different topographic and geomorphic areas， the Pianyanzi Ecological Restoration Project of Three Gorges Dam Upstream has established a self-stabilizing mechanism of vegetation communities in the Pianyanzi Riparianzone， achieving ecological restoration of the riparianzone， reducing water and soil loss in the riparianzone， strengthening the stability of the bank slope， and improving the landscape effect of the bank slope. The project explores a new idea of ecological restoration of riparianzone in the Three Gorges Reservoir Area， which is of great significance to maintain the ecological balance of the Three Gorges Reservoir Area.

Keywords： Three Gorges Dam; riparianzone; slope protection ways; ecological bag

新中國成立以來，長江流域已經(jīng)修建了多座水利工程，其中三峽大壩、丹江口大壩、南水北調(diào)工程等大型水利工程極大地改變了河流的水文情勢，對水生態(tài)系統(tǒng)的影響不容忽視[1]。習(xí)近平總書記強(qiáng)調(diào)，當(dāng)前和今后相當(dāng)長一個時(shí)期，要把修復(fù)長江生態(tài)環(huán)境擺在壓倒性位置[2]。目前，消落帶是三峽庫區(qū)生態(tài)環(huán)境敏感區(qū)之一，是保護(hù)庫區(qū)水生態(tài)、水環(huán)境安全的最后一道生態(tài)屏障[3-5]。

三峽工程完全建成后，冬季蓄水發(fā)電，夏季泄水防洪，庫區(qū)水岸由原來的冬陸夏水變?yōu)槎年懀募镜难雌谒唤档?45 m，冬季蓄水至175 m，每年形成高差達(dá)30 m的消落帶，給庫區(qū)植被的生存帶來極大的考驗(yàn)[6]。由于消落帶水位周期性消漲，庫岸不同高程的消落程度不同，加上土壤基質(zhì)、坡度、濕度等方面的差異以及人類頻繁活動的干擾，大部分的原生植物無法承受這種長時(shí)間高深度的反季節(jié)水淹，大量原生植物消失，失去植被保護(hù)的消落帶水土流失嚴(yán)重，景觀效果差，更多的污染物進(jìn)入水體，消落區(qū)域物種關(guān)系和生態(tài)類型也變得十分脆弱，建庫前后庫區(qū)的生態(tài)環(huán)境發(fā)生極大的變化[7]。在消落帶建立自穩(wěn)定機(jī)制的植被群落，實(shí)施消落帶生態(tài)修復(fù)，有利于吸收消落帶的污染物質(zhì)，降低消落帶的水土流失[8]，加強(qiáng)庫岸的邊坡穩(wěn)定，提高岸坡的景觀效果。

1 項(xiàng)目概況

偏巖子消落帶位于湖北省宜昌市三峽大壩上游約100 m處，區(qū)域海拔為145～177 m，總體地勢西高東低。高程145～150 m為河流沖積岸坡，物質(zhì)成分為塊石、碎石；高程150～175 m為閃云斜長花崗巖岸坡，部分區(qū)域在三峽大壩施工時(shí)已做混凝土護(hù)坡處理，大部分面積為巖石裸露區(qū)。受大壩蓄水影響，偏巖子在145～175 m高程范圍內(nèi)基本無灌木與喬木生存，坡面上無適宜植物生長的土壤。

三峽庫區(qū)水位變動在145～175 m，一般每年的6—9月水位保持在145 m左右，9—11月，水庫逐漸蓄水，水位上升，消落帶逐漸被淹沒，至11月完全淹沒；每年1—4月水位逐漸下降，4月至6月上旬，三峽水庫開始消落，水位下降，消落帶逐漸出露。偏巖子消落帶隨三峽水庫汛期運(yùn)行變化，每年5月下旬，三峽水庫從155 m均勻消落，6月上旬水位降至防洪限制水位145 m，汛期末期一般情況下至9月30日水位不超過156 m，10月底蓄水至最高水位175 m[6]。受庫區(qū)水位影響，消落帶整體呈現(xiàn)出冬季淹沒、夏季出露的特征。

偏巖子消落帶每年出露約110 d。它是水、陸生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)轉(zhuǎn)換的活躍地帶，為生態(tài)脆弱區(qū)域，植被生長難度較大，人工種植成活率較低。短時(shí)間內(nèi)的水位漲落變化發(fā)生的侵蝕作用會對岸坡消落帶產(chǎn)生較為強(qiáng)烈的影響，不利于土壤的保持以及植物根系的發(fā)育。同時(shí)，該種條件下適宜生長的植物種類較少，這也是消落帶區(qū)域植物難以自然生長的主要原因。偏巖子位于三峽大壩上游約100 m處，由于大壩蓄水及泄洪影響，相比其他長江沿岸消落帶，偏巖子更為嚴(yán)重地受到江水沖刷，基本無供植物生長所需的土壤存留，這是偏巖子消落帶植物無法生長的重要原因。

2 項(xiàng)目設(shè)計(jì)目標(biāo)

根據(jù)偏巖子消落帶出露時(shí)間，采取工程措施對消落區(qū)邊坡進(jìn)行固土保水，選擇耐淹植物進(jìn)行綠化，保證偏巖子消落帶水退出露后及時(shí)復(fù)綠返綠，改變局部生態(tài)環(huán)境。

3 生態(tài)護(hù)坡方式的選用

3.1 消落帶常用護(hù)坡方式

根據(jù)三峽庫區(qū)消落帶的特點(diǎn)，目前采用的主要護(hù)坡方式有4種。

3.1.1 混凝土框格梁

該技術(shù)主要利用混凝土框?qū)吰逻M(jìn)行防護(hù)，然后通過覆蓋草皮的方式從外觀上達(dá)到綠化效果。該技術(shù)需要大量使用混凝土、鋼筋等建筑材料，且施工難度大、成本高，雖然從外觀上考慮一定的景觀效果，但并未從根源解決問題，與生態(tài)修復(fù)理念并不契合[9]。

3.1.2 串珠式柔性護(hù)岸技術(shù)

該技術(shù)以消減波浪沖刷、固持消落帶土壤為目的，依靠鋼筋相互串聯(lián)和構(gòu)件體自嵌銜接鉸鏈來覆蓋消落帶坡面，在磚體種植穴中種植耐濕植物，形成串珠式柔性護(hù)岸[10]。通過灌木和草本植被地上茂密莖葉的水文效應(yīng)和地下根系纏繞對土壤的錨固力學(xué)效應(yīng)來實(shí)現(xiàn)固土護(hù)坡，使之既穩(wěn)定消落帶表層，又能恢復(fù)遭破壞的自然生態(tài)環(huán)境，印證了植物-工程相結(jié)合的消落帶生態(tài)護(hù)坡理念。

3.1.3 生態(tài)袋護(hù)坡技術(shù)

該技術(shù)主要是將生態(tài)袋堆疊在消落帶上，各袋體連接相扣，在袋中種植植被，從而解決土壤流失帶來的植被難以恢復(fù)的問題[11]。生態(tài)袋由聚丙烯或聚酯纖維材料制成，性能良好，土壤基質(zhì)可以就地取材，避免了能源高消耗、建筑材料高污染。但該技術(shù)受土壤營養(yǎng)成分持久力的制約，且對植物耐旱耐淹性能具有較高的要求。

3.1.4 復(fù)合錨墊生態(tài)護(hù)坡技術(shù)

該錨墊主要由土壤固化墊、植物海綿、植物保護(hù)墊以及錨索四部分組成。通過植物海綿這種新型的栽培基質(zhì)代替土壤基質(zhì)，保護(hù)墊增強(qiáng)植物抗沖刷能力與生長能力，固化墊提供坡面防護(hù)、解決排水問題，錨索將之固定于坡面，它們各司其職、共同作用，為植物的適應(yīng)生長創(chuàng)造一定的可能性[12]。

3.2 偏巖子坡面現(xiàn)狀

根據(jù)偏巖子現(xiàn)有地形地貌，可分為3種護(hù)坡施工區(qū)域。

3.2.1 較平整的混凝土坡面區(qū)

該區(qū)域在三峽大壩施工期進(jìn)行了混凝土護(hù)坡施工，對坡面進(jìn)行了清理并在坡面上澆筑一層混凝土面層，形成了混凝土坡面，坡度約為35°，面積約為2 500 m2，但由于時(shí)間久遠(yuǎn)加之水流沖刷，部分混凝土面出現(xiàn)空鼓破碎情況（見圖1）?；炷疗旅骐m對岸坡進(jìn)行了保護(hù)，但無土壤存在，導(dǎo)致植被無法生存。

3.2.2 高低不平的塊石堆積區(qū)

該區(qū)域在三峽大壩施工期拋填塊石進(jìn)行坡面防護(hù)，塊石直徑為20～150 cm，為中風(fēng)化花崗巖，坡度約為30°，面積約為2 000 m2。該區(qū)域塊石雜亂堆放，地面崎嶇不平，且處于迎水面，沖刷嚴(yán)重，塊石縫隙中無可供植物生長的土壤（見圖2）。

3.2.3 較平緩的原始地貌區(qū)

該區(qū)域基巖主要為強(qiáng)-中風(fēng)化的花崗巖層，由于局部地勢較平緩，地面上存在10～20 cm厚的沉積泥土（見圖3）。

3.3 護(hù)坡方式的選擇與施工

根據(jù)偏巖子的交通情況、地形地貌、本項(xiàng)目資金情況，經(jīng)綜合研判后選擇生態(tài)袋護(hù)坡方式進(jìn)行護(hù)坡施工。針對現(xiàn)有的三種需要治理的坡面情況，選擇性地采用不同的生態(tài)袋護(hù)坡方式。

3.3.1 較平整的混凝土坡面區(qū)

該區(qū)域坡面較平整，采用生態(tài)擋墻+鋪設(shè)生態(tài)袋+植物種植的方式進(jìn)行坡面生態(tài)治理。在混凝土坡面上整齊碼放生態(tài)袋（見圖4），袋中裝填適宜植物生長的種植土并拌和草籽，在坡面上挖樹穴，回填客土種植喬木，坡腳采用生態(tài)袋碼放生態(tài)擋墻（見圖5）。生態(tài)袋護(hù)坡可以保持水土，為植物提供需要的生長環(huán)境。由于要受到水淹，在生態(tài)袋上鋪設(shè)一層鍍鋅鋼絲網(wǎng)，以穩(wěn)定生態(tài)袋、防止沖刷破壞。

3.3.2 高低不平的塊石堆積區(qū)

該區(qū)域由于起伏相對較大，不能采用全面鋪設(shè)生態(tài)袋的工藝。根據(jù)現(xiàn)場情況，隨坡就勢用生態(tài)袋圍筑一個個獨(dú)立的樹穴，局部采用植筋的方式修建一段段擋土生態(tài)矮墻，在樹穴和矮墻內(nèi)填土種植喬木、灌木及草本植物（見圖6）。

3.3.3 較平緩的原始地貌區(qū)

該區(qū)域在局部較平緩的位置直接開挖樹穴，種植喬木和灌木，并用生態(tài)袋壓根，達(dá)到復(fù)綠效果（見圖7）。

4 實(shí)施效果

本項(xiàng)目綠化施工時(shí)間為2021年5—6月，在完成坡面治理及植被栽植后，經(jīng)過1個多月的植物養(yǎng)護(hù)，喬木及草本植物長勢良好，成活率約為97%，實(shí)現(xiàn)了偏巖子消落帶裸露坡面的綠化，大大改善了偏巖子的生態(tài)環(huán)境，治理效果顯著（見圖8）。

2022年5月下旬，偏巖子消落帶在經(jīng)歷三峽大壩壩前水位從145 m漲至175 m又消落至145 m的一個水文年歷程后，經(jīng)過水淹及江水沖刷長達(dá)9個月的檢驗(yàn)，偏巖子生態(tài)護(hù)坡工程的生態(tài)袋及生態(tài)擋墻基本無損壞，起到很好的固土保水效果。水退后，經(jīng)查驗(yàn)，除部分喬木品種成活率不高外，灌木和草本植物能夠快速復(fù)綠，達(dá)到了設(shè)計(jì)效果。

5 結(jié)語

通過分析三峽庫區(qū)偏巖子消落帶反自然的枯洪規(guī)律、半年水上半年水下的水文特點(diǎn)、土壤基質(zhì)流失嚴(yán)重的施工現(xiàn)狀，偏巖子消落帶生態(tài)修復(fù)項(xiàng)目確定了生態(tài)擋墻、生態(tài)袋護(hù)坡、客土轉(zhuǎn)運(yùn)、植被栽種等生態(tài)修復(fù)舉措。經(jīng)過1年多綠化建設(shè)及植被養(yǎng)護(hù)，建成了具有植物多樣性的消落帶生態(tài)修復(fù)示范區(qū)（5 000余平方米），構(gòu)建了消落帶人與自然和諧相處的局部自然生態(tài)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了生態(tài)袋護(hù)坡技術(shù)在偏巖子消落帶生態(tài)修復(fù)工程中的成功應(yīng)用。通過偏巖子生態(tài)示范區(qū)的建設(shè)，探索出三峽庫區(qū)消落帶生態(tài)修復(fù)的新思路，篩選出適合消落帶種植的植物品種，這對維護(hù)三峽庫區(qū)生態(tài)平衡具有重要意義。該項(xiàng)目的實(shí)施為消落帶生態(tài)治理積累了可行的施工經(jīng)驗(yàn)，為長江特有珍稀植物回歸長江兩岸打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，為長江大保護(hù)提供了有利的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

參考文獻(xiàn)

1 徐高福，盧 剛，劉樂群，等.消落帶研究現(xiàn)狀與建設(shè)展望[J].綠色科技，2014（9）：116-118.

2 熊 俊，袁 喜，梅朋森，等.三峽庫區(qū)消落帶環(huán)境治理和生態(tài)恢復(fù)的研究現(xiàn)狀與進(jìn)展[J].三峽大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2011（2）：23-28.

3 Lieffers V J.Emergent plant communities of Oxbow lakes innortheastern Alberta：salinity，water-level fluctuation and succession[J].Canadian of Botany，1984（2）：310-316

4 Gregory S V，Swanson F J，mckee W A.An ecosystem perspective of Riparian zones[J].Bioscience，1991（8）：540-551

5 Battaglia L L，Collins B S.Linking hydroperiod and vegetation response in carolina bay wetlanda[J].Plant Ecology，2006（1）：173-185

6 謝紅勇，扈志洪.三峽庫區(qū)消落帶生態(tài)重建原則及模式研究[J].開發(fā)研究，2004（3）：36-39.

7 盧 剛，徐高福，劉樂群，等.中國水庫消落帶植被恢復(fù)研究進(jìn)展[J].浙江林業(yè)科技，2016（1）：72-80.

8 李昌曉，鐘章成.模擬三峽庫區(qū)消落帶土壤水分變化條件下水松幼苗的光合生理響應(yīng)[J].北京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2007（3）：23-28.

9 秦洪文，劉云峰，劉正學(xué)，等.三峽水庫消落區(qū)模擬水淹對2種木本植物秋華柳和地果生長的影響[J].西南師范大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2012（10）：77-81.

10 盧 彬.三峽庫區(qū)消落帶生態(tài)修復(fù)文獻(xiàn)綜述[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2021（19）：59-61.

11 黃京鴻.三峽水庫水位漲落帶的土地資源及其開發(fā)利用[J].西南師范大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2019（5）：528-533.

12 王迪友，鄧文強(qiáng)，楊 帆.三峽水庫消落區(qū)生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀及生物治理技術(shù)[J].湖北農(nóng)業(yè)科學(xué)，2012（5）：865-869.