1 高陡邊坡植被恢復存在的問題

高山峽谷地區的生產建設項目，尤其是水電站工程，在建設過程中，往往會形成壩肩、廠房等開挖邊坡，導流洞、交通洞、引水隧洞等進出口開挖邊坡以及料場開采邊坡等高陡邊坡。由于工程建設改變了這些邊坡的自然生態，隔離了原來巖石邊坡的地氣和水微循環系統，使植物缺乏自然生長機質，若不進行植被恢復，將形成大面積塊狀的裸露基巖或噴混凝土坡面，與周圍環境產生極大反差，影響視覺景觀及生態效應。因此，在工程建設后期水土保持植被恢復中，高陡邊坡植被恢復是水土保持工作重點之一，同時，也是難點之一。

本文以猴子巖水電工程料場邊坡植被恢復為例，對高陡邊坡植被恢復節水技術的運用進行研究，以提出適宜的節水系統，有效地改善該類邊坡植被恢復效果。

猴子巖水電站建設形成的較典型的高陡邊坡主要是桃花石料場開采后形成的邊坡，該料場采用分級開采施工工藝，邊坡每隔 15m 高設置一道馬道，馬道寬 3m，邊坡坡比為 1∶ 0. 4，開挖后的施工通道不再保留。開采形成的高陡邊坡上植被賴以生存的土壤不復存在，地下水的補給及天然降水的蓄積均無法實現，水肥條件也發生巨大變化。高陡邊坡植被恢復存在以下問題:\\( 1\\) 立地條件差，植物賴以生存的土壤缺乏，主要靠人工形成馬道種植槽回覆土壤;\\( 2\\) 施工條件差;\\( 3\\) 灌溉等養護難度大。

2 節水技術在高陡邊坡植被恢復中應用的必要性

從目前國內該類工程區情況來看，高陡邊坡植被恢復效果較差，其原因主要包括植被立地條件較差、撫育措施跟不上等，因此，土壤水分是高陡邊坡植被生長的限制因素。其中水源缺乏，無法灌溉，土壤水分不能滿足植物生長需要是一個關鍵原因。工程建設形成的高陡邊坡，土壤缺乏，只能靠人工覆土形成種植槽、穴等恢復植被，其土壤保水能力較差，僅靠自然降雨，不采取任何措施，很難滿足植物生長需水要求，特別是雨量分配不均的干熱河谷等區域，植被恢復則更為困難。對生產建設項目來說，由于缺乏交通條件，高陡邊坡植被恢復如采取灌溉措施，實施較為困難，灌溉成本也較高，無法長期人工養護。因此，尋找有效、經濟、運行管理簡單的灌溉養護措施尤為重要，節水技術的應用則可以有效解決這一難題。在目前國內水電站數量之多，形成高陡邊坡較多，植被恢復較為困難的情況下，運用節水技術，改善植被恢復效果，特別是對于降水分配不均的干熱河谷地區，使水資源得到高效利用，具有重要意義。

3 節水技術選擇

3. 1 主要節水技術

目前，可用于生態修復的節水技術主要包括節水灌水技術、農藝節水技術及非常規水源的利用等。

植被恢復和園林綠化中常用的節水灌水技術主要有噴灌和滴灌; 農藝節水技術主要包括選種及配置結構措施、納雨續墑松土技術，覆蓋技術，化學制劑調控水分技術，增施有機肥、水肥耦合平衡施肥技術［1］; 生產建設項目水土保持植被恢復中的非常規水源的利用主要指雨水利用，目前雨水利用技術主要有就地攔蓄入滲技術、保水技術、富集疊加高效集約利用技術。

3. 2 節水技術的選擇

高陡邊坡植被恢復主要借助人工手段形成馬道種植槽回覆土壤后種植植物。但由于自然條件和施工條件差，導致土壤回覆量有限，保水能力較差，植被恢復效果也相應較差。再加上該工程區為高山峽谷地區，屬干熱河谷區，降雨量分配不均，干濕季分明，年平均降雨量僅為 593. 8mm，蒸發量卻高達2 553mm。這種情況下種植槽內土壤水分更難滿足植被生長需要。同時，由于料場區邊坡較陡，高度較大，開挖后施工通道不再保留，后期植被采取人工灌溉養護則較為困難。

根據桃花料場的特點分析，料場開采后形成高陡邊坡，在施工結束后，施工通道不保留，同時也無運行維護人員。如采取常規水源的引水灌溉措施則需要從大渡河內抽水，并需要運行人員進行操作，灌溉成本較高，因此很難實施。本區域年均降雨量為593. 8mm，如能很好的利用雨水資源，采取有效簡便的雨水利用措施，則可降低成本，在后期無運行維護人員的情況下能夠有效的補充土壤水分，滿足植被需水要求。就地攔蓄入滲技術簡便易實施，且后期維護較少，該技術利用水分的重力效應和土壤的水庫效應，通過采用營造微集水面和整地措施，使降雨就地攔蓄入滲，提高土壤的貯水量，進而提高植物對雨水資源的利用效率。保水技術的覆蓋和添加保水劑的措施，可抑制水分蒸發或延緩土壤中的水分蒸發、調控土壤水分，從而延長土壤的有效持水量時間。農藝節水技術中選種及配置結構措施，是本工程首要采用的節水措施，主要從選種入手，選擇適宜本地氣候及高陡邊坡的特殊立地條件的植物種，節約灌溉用水，提高植被成活率。初步分析采取三種技術易于操作，維護簡單，成本較低，對于桃花料場植被恢復較為適宜。

4 節水系統設計

通過采用節水措施構建節水系統，以形成自動收集天然降水并予以貯存的機構、同時減少水分蒸發量，并能達到在免除人力的條件下增加為植物供水的時間、減少水分消耗量的目的，從而提高植被成活率，改善植被恢復效果。

本次植被恢復措施主要采取馬道上設置種植槽，并在其內回覆種植土，以改善立地條件，便于栽植植物。馬道與開挖邊坡之間設有排水溝，以排除邊坡匯水，保證邊坡安全。節水系統包含節水結構、保水措施和農藝節水措施三部分內容，節水結構主要利用種植槽和排水溝，設置節水措施; 保水措施主要采用化學制劑調控水分技術和覆蓋技術; 農藝節水措施主要采用選種及配置結構措施。節水結構、保水措施及農藝節水措施有機結合，有效的補充土壤水分，減少蒸發，滿足植被生長需要。

4. 1 節水結構設計

節水結構主要由蓄水型排水溝和馬道種植槽儲水系統構成。蓄水型排水溝由上下兩層構成，上層為排水層，下層為蓄水層，上下兩層之間以透水蓋板分隔。排水層將坡面匯集的多余雨水排走，以保證邊坡安全; 蓄水層為透水隔板分割出的蓄水空間，蓄水層高度根據生態需水要求、蒸發量以及經濟性三個因素計算。種植槽內底部設有砂礫石儲水層，厚度略低于蓄水型排水溝蓄水層高度。砂礫石儲水層上方回填種植土，種植土層下設若干土柱伸入砂礫石儲水層內，以形成水分上升通道。蓄水型排水溝蓄水層與馬道種植槽內砂礫石儲水層用排水管連通，馬道種植槽外邊墻設排水管，設置高度位于蓄水型排水溝蓄水層高度之上，以滿足排水要求，使得馬道種植槽內不產生內澇。馬道種植槽及蓄水型排水溝形成雨水儲存及利用機構，可滿足植被生長需要，同時達到節水目的。節水結構詳見圖 1。

4. 2 保水措施

保水措施主要采用化學制劑調控水分技術和覆蓋技術。本工程化學制劑及調控水分技術主要采用添加保水劑措施。保水劑可增加土壤持水量，改善土壤結構，促進植株生長發育，提高旱季成活率［2］。

覆蓋技術主要采用砂礫石覆蓋。砂礫石等無機物覆蓋可起到抗旱保水，增加入滲、減少土壤水分蒸發的作用，達到高效利用雨水的目的［3］。所涉及到的保水劑是較易找到的化學制劑，同時由于該工程為料場區，砂礫石也較易找到，兩種措施均易于實施。本工程在種植土內加入適量的保水劑，在表層覆蓋 5～ 7cm 的砂礫石，一定程度上改善土壤水分條件，對植被生長起到很好的促進作用。

4. 3 農藝節水措施

本工程采用的農藝節水措施主要是選種及配置結構措施，從選種入手，選擇適宜該地區環境，及高陡邊坡這一特殊立地條件的植物種。由于該地區處于干熱河谷區，且高陡邊坡土壤貧瘠，保水性能較差，土壤水庫水分匱乏，較難滿足植被生長要求，因此主要選擇耐旱型植物種。耐旱型植物，在干旱年份，比不耐旱性植物節約灌溉用水 1/3 ～ 2/3 以上［4］，因此對于無法實現人工灌溉的條件下，選用耐旱型植物種尤為重要。同時考慮邊坡綠化的特點，采用上攀下緣型植被，以達到較好的綠化效果。

葛藤為攀緣植物，且喜生于陽光充足的陽坡，對土壤適應性廣，山坡、荒谷、礫石地、石縫都可生長，耐旱，耐寒。根據其生長特點，初步選定葛藤做為植被恢復主要植物種。

5 效益分析

通過采取成本效益分析的方法，對本工程節水措施進行效益分析。對節水系統采用前后成本和取得的生態效益以及節水效益進行計算分析，以此論證節水系統運用的必要性和可行性。

5. 1 成本分析

無節水系統的植被恢復措施，如果保證較高成活率以及較好的恢復效果，則需要采取人工灌溉。但采取節水系統后，無需人工灌溉。分別對兩種情況下的成本進行分析。根據工程情況估算，未采用節水系統的成本費用主要考慮了灌溉設備購置及安裝費用、灌溉運行設施運行費用兩部分，約為 62 萬元; 采用節水系統的成本費用主要是前期節水措施的構筑費用，約為 38 萬元，因此采取節水系統后可節約成本為 24 萬元\\( 詳見表 1\\) 。隨著灌溉養護年限的增加，節約成本的效應則更為明顯。

5. 2 生態效益

本工程生態效益主要表現為植被生長良好，成活率高，而對于該工程來說植被生長的限制因素主要是土壤水分。因此生態效益主要通過蓄積水分的可利用時間來表示，間接的體現植被的生長情況，進而體現本措施的生態效益。在無節水系統的情況下，無蓄積雨水可供降雨后植被利用。而采用節水系統情況下，系統內蓄積雨水可持續滿足植被對水分的需求。根據葛根的生態需水量及水面蒸發量分別計算每個月蓄積雨水的可利用時間，其中葛藤的生態需水量參照葡萄的需水量進行計算，計算結果見表 2。

5. 3 節水效益

未采取節水系統的情況下，采用人工灌溉，則每年需要灌溉水約為 6 000m3，而采用節水系統之后，不再需要灌溉水源，每年可節約灌溉水約 6 000m3，由此可見，采用節水系統之后，具有較好的節水效益。

6 結 語

通過以上分析，高陡邊坡植被恢復運用以上節水系統后，后期不再采取人工灌溉措施，不需要專職人員進行維護，可節約運行人員的費用，同時可節約灌溉用水。對于該工程來說植被生長的限制因素主要是土壤水分，節水措施的運用可持續有效地增加土壤水分，從而滿足植被生長需要，因此植被生長良好，成活率提高，具有較好的生態效益。

參考文獻:

［1］ 曲軍，孫麗麗 . 淺談農業節水技術［J］. 中國新技術新產品，2009\\( 11\\) : 225.

［2］ 穆軍，李占斌，李鵬，等 . 保水劑在干熱河谷水電站棄渣場植被恢復中的應用效果研究［J］. 西安理工大學學報，2009，25\\( 2\\) : 151 －155.

［3］ 袁翠萍 . 砂石覆蓋對蒸發和入滲產流過程影響的實驗研究［D］. 中國農業大學，2007.

［4］ 朱永興，園林綠化節水途徑探究［J］. 北方園藝，2010\\( 21\\) :136 － 138.