关于辽西地区水利工程风沙危害防治措施的讨论

刘春洋

(彰武县水利技术推广中心站，辽宁 阜新123200)

辽西地区泛指辽宁省西部山区，包括锦州、葫芦岛、阜新、朝阳等地区，位于E40°20’～42°20’，N119～122°，海拔一般在400 ～1 200 m。而辽西北地区地处科尔沁沙地南缘，与内蒙古自治区的边界全长1 044 km，涉及辽西北4个市8个县，风沙危害十分严重，全省120 多万hm2沙化、荒漠化土地主要集中在这一地区。

多年来虽经积极治理，局部有所改善，但总体上生态环境比较脆弱的状况还没有根本改变。据监测，目前沙地每年还以3 ～5 m的速度向南扩延［1］。这种趋势如果不能得到有效遏制，将严重威胁辽西地区乃至全省的生态安全和社会稳定。

风沙对水利设施的危害已对灌区经济社会的发展造成了严重影响，研究建立行之有效的水利工程风沙灾害防治措施体系，为当地水利工程风沙危害防治提供理论依据是非常必要的。

1 风沙危害防治的作用机理

1.1 植被在防止土地荒漠化中的作用

1.1.1 植被的固沙阻沙作用

植物以其茂密的枝叶和聚积的枯枝落叶，不仅可以庇护地表沙粒，避免风的直接作用，同时植物作为沙地上一种具有可塑性结构的障碍物，使地面粗糙度增大，大大降低了近地表风速。植被覆盖度越大，降低风速效果越明显，据测定，当植被盖度大于30%时，可降低风速40%以上。风沙流是一种贴近地表的运动现象，因此，植物固沙和阻沙能力的大小，主要取决于近地层枝叶分布状况。近地层枝叶浓密，冠幅较大的植物固沙和阻沙能力越强。在乔灌草3 种植物中，灌木多在近地表处丛状分枝，固沙和阻沙能力较强。乔木只有单一主干，固沙和阻沙能力较小，有些乔木甚至树冠已郁闭，但地表沙粒仍继续流动。草本植物丛生，但比灌木植株低矮，固沙范围和积沙能力均较低，加之在冬春风蚀强烈季节，地上部分全部干枯，固沙阻沙能力很不稳定。所以说，在固沙造林选择植物种中应以灌木为主。

1.1.2 植被改善小气候的作用

植被对区域内小气候具有一定的改善作用。植被不仅能减弱近地表风速，起到固沙阻沙的作用还能减少土壤蒸发量，提高空气、土壤湿度，改善地表热量条件，吸附沙尘，净化空气，美化环境。流沙上植被形成后，小气候将得到很大的改善。而小气候改变后，反过来又影响流沙环境，使流沙趋于固定，加速成土过程。

1.1.3 植被改良土壤的作用

植被对风沙土的改良作用，主要表现在3个方面:

1)改善土壤的机械组成及比例，增强土壤的结构性能。植物通过减少风蚀，增加积聚作用，能使土地机械组成逐步发生变化，使土壤中的粉粒、黏粒含量增加，物理性质发生变化，土壤比重、容重减小，孔隙度增加。

2)提高土壤肥力。由于植物地下部分的不断更新、枯落和分解，以及土层内根系部分的不断更新和分解，使大量的有机物质进入和保留在土层内，增加了土壤中的腐殖质含量，进而增加了土壤微生物数量。

3)增强土壤的保水能力。随着土壤有机质含量的提高和土壤结构性能的改善，土壤中胶体含量，特别是有机胶体含量不断增加，土壤孔隙度加大，透水性减慢、保水能力提高。但是，随着植被的增大，沙层含水率减少，在依靠降雨补充水分的地区，沙层含水率的减少，严重影响植物的生长发育，因此，在固沙造林中一定考虑沙丘水分平衡，选择适宜的造林密度。

1.2 防止风沙危害的基本原理

风力侵蚀及风沙流作用的结果导致地表物质被剥离、搬运、沉积，造成土壤养分流失，质地粗化，结构变差，土地生产力降低以及沙丘活化，流沙蔓延。尤其是沙丘的移动，常常埋压农田、牧场、村庄，侵袭道路及水利设施，给农牧业生产和经济建设造成极大的危害。根据风力侵蚀原理和风沙运动规律，防治土地沙漠化的技术措施有多种多样，但其原理和途径可以归纳为以下3 方面:

1)把地表的粗糙度增大，这样可以极大的降低近地表风速。当风沙流经地表时，对地表土壤颗粒产生动压力，使沙粒运动。风速越大，风对沙粒产生的作用力越大，其输沙能力就越大，对地表侵蚀也越强。因此，通过植树种草或设置障蔽以增大地表粗糙度，低风速，削弱风沙流对地面的作用力，达到固沙和阻沙的作用。

2)防止气流对裸露沙地的直接影响。风以及相关的风沙流会对裸露地表作用很大，直接对地表土壤颗粒吹蚀和磨蚀，进而产生风蚀。在这种情况下，应该通过铺设沙障或者是增大植被覆盖度来对地表进行遮盖，从而阻止风及风沙流与地面的直接接触，达到固沙的作用。

3)改变风沙流的运动规律。根据风沙流运动规律，以风力为动力，通过人为措施增大流速，提高流量，降低地面粗糙度，改变蚀积关系，从而拉平沙丘造田或延长风沙流的饱和路径输导沙害，以达到治理目的。

2 风沙防治的措施

在仔细研究辽西地区主要水利工程特征的基础之上，构建辽西地区水利工程风沙危害防治措施体系:

1)仔细研究辽西地区风沙危害的具体形式，并针对不同的风沙危害形式制定出相应的防治措施:①针对风沙流为主的危害形式，应采用“挡沙墙+沙障+防护林+封育”的防治措施体系;②针对河道输沙为主的风沙危害形式，应采用“河道工程措施拦沙+灌木林阻沙+种草固沙+封育”的风沙防治措施;③针对以沙丘前移为主的危害形式，则应采取“砾石压沙+高立式沙障阻沙+平铺式沙障固沙+滴灌式造林护库”相结合的综合治理风沙的措施。

2)要因地制宜，综合治理。根据辽西地区水利工程风沙危害的实际情况，制定出合理的植树造林以及补植补造计划，利用植物来防沙固沙，同时又起到了改善当地生态环境的作用，做到补植补造与既有林利用有机的结合，还要做到封闭型阻沙带与农田林网有机的结合在一起，把建设经济林和生态林进行有机的结合，此外还应进行封沙与育林科学的结合。

3)加强水利工程的管理，确保水利工程建设质量。辽西地区在新建水利工程时，应充分考虑到实际的风沙危害状况，然后再严格按照国家或地区的标准来制定相应的建设方案。

4)积极发展辽西地区生态经济型水土保持林，努力保障水利工程不受风沙的侵害，同时也可提高森林和水利的经济效益。因此必须按照生态学和生态经济学原理，在建立持续、稳定以及高效风沙防治体系的过程当中，大力发展生态经济型水土保持林。第一是要建立防护林与经济林复合型的林。在现有水土保持林中，在水利工程的周边合适区域选择土层深厚，而且是肥沃的地段，大量栽植经济林树种，构成了水土保持林与经济林复合型林分，不仅具备森林生态系统的稳定性，而且获得较高的经济效益。第二是利用辽西地区大量河滩地和侵蚀沟谷等地段，通过沙棘与杨树进行块状或者是带状来混交造林，这样不但能够提高林分生态系统功能，而且还能极大的改善林地土壤条件，从而从绿色、可持续的角度来进行风沙的防治。

［1］李树民. 辽西地区水土保持林研究的回顾与前瞻［J］. 辽宁林业科技，2011(02):12－19.