塔里木公路防護(hù)林生態(tài)工程營建技術(shù)

塔里木公路防護(hù)林生態(tài)工程營建技術(shù)

塔里木公路南北貫穿塔克拉瑪干沙漠，全長562公里，其中流動(dòng)性沙漠段長446公里。鑒于塔克拉瑪干沙漠強(qiáng)烈的風(fēng)沙活動(dòng),與塔里木公路同步建立了“前阻后固”的機(jī)械防護(hù)體系。但隨著防沙體系防沙效益的衰減,風(fēng)沙危害呈迅速發(fā)展勢(shì)態(tài)。據(jù)實(shí)地調(diào)查,在塔里木公路及其機(jī)械防沙體系建成4～6a后,路肩、路面積沙頻數(shù)達(dá)5.01處/km,固沙帶受災(zāi)面積和阻沙柵欄受災(zāi)長度分別達(dá)到90.50%和89.29%為確保塔里木公路長久安全運(yùn)行,基于長達(dá)十余年的試驗(yàn)研究成果,2003年國家立項(xiàng)實(shí)施塔里木公路防護(hù)林生態(tài)工程,2005年工程完工。塔里木公路防護(hù)林生態(tài)工程全長436km,林帶寬度72～78m,林帶面積3128hm1草地、地下水條件塔里木公路基本沿84°E呈南北向穿越塔克拉瑪干沙漠,沿線氣候干旱多風(fēng),地表植被稀疏,以流動(dòng)性沙丘占絕對(duì)優(yōu)勢(shì),地表水匱乏,地下水礦化度高。1.1沙壟排沙類型對(duì)公路沿線土地的影響塔里木公路沿線氣候特征表現(xiàn)為降水稀少、蒸發(fā)量大、氣溫較差大、風(fēng)沙活動(dòng)強(qiáng)烈。年均降水量10.7mm,年蒸發(fā)量3806.4mm,年平均氣溫12.7℃:,50a一遇最大凍土深度88cm,大風(fēng)日數(shù)6d/a,主導(dǎo)風(fēng)向以N,NNE,NE,ENE,E等風(fēng)向?yàn)橹魉锬竟费鼐€的沙丘類型以復(fù)合型縱向沙壟占絕對(duì)優(yōu)勢(shì),沙壟高度多在20～50m,寬度1km左右,覆蓋其上的次級(jí)沙丘及沙丘鏈高3～10m,壟間相對(duì)平坦開闊,分布其上沙丘高度多不足3m,沙丘疏密度在60%左右塔里木公路沿線缺乏地表徑流,但地下水儲(chǔ)存量較大。據(jù)估算,公路沿線地下水基礎(chǔ)儲(chǔ)存量為1.63×10塔里木公路沿線土壤類型極為簡單,以形成過程極為微弱的風(fēng)沙土為主體,有機(jī)質(zhì)小于1%。,鹽分含量不超過2‰,pH值為9左右,土壤水分含量不足0.5%,難以滋養(yǎng)植物。塔里木公路沿線動(dòng)植物種類組成簡單,數(shù)量極少1.2塔里木公路沿線立地類型劃分塔里木公路沿線自然條件惡劣,并存在一定的差異性,依據(jù)地形、地貌、風(fēng)況、地下水埋深的差異,并結(jié)合塔里木公路防護(hù)林生態(tài)工程建設(shè)的需要,塔里木公路沿線可以劃分為6大立地類型區(qū)、21個(gè)立地類型(詳見表1)。2林帶建設(shè)2.1沙區(qū)“兩側(cè)”、沙區(qū)“兩側(cè)三帶”整體布局模式依據(jù)塔里木公路的沿線地貌特征和風(fēng)沙危害狀況,塔里木防護(hù)林生態(tài)工程的林帶總體布局采取3種模式,即壟間和小沙丘分布區(qū)“兩側(cè)四帶”布局模式、高大復(fù)合沙丘沙壟區(qū)“兩側(cè)兩帶”布局模式以及高大復(fù)合沙壟與壟間結(jié)合區(qū)“兩側(cè)三帶”布局模式,林帶總體寬度72～78m。塔里木公路防護(hù)林生態(tài)工程的林帶布局及寬度見表2。2.2植物種類的選擇基于塔里木公路沿線的特殊環(huán)境條件,防護(hù)林生態(tài)工程所選用的植物種應(yīng)具有耐鹽、耐旱、耐寒、耐高溫、耐風(fēng)蝕沙埋等特性。根據(jù)前期的研究成果2.3混交結(jié)構(gòu)配置綜合考慮到塔里木公路防護(hù)林生態(tài)工程的防護(hù)效益、穩(wěn)定性及景觀效益,阻沙林帶結(jié)構(gòu)采用帶狀混交配置,株行距分別為1m×2m和1m×1m;固沙林帶結(jié)構(gòu)采用行間混交,株行距為1m×2m;固沙林帶靠近路邊的兩行為檉柳,株行距為1m×1m。3灌溉依據(jù)試驗(yàn)研究結(jié)果表明3.1需要水的計(jì)算依據(jù)在塔克拉瑪干沙漠腹地造林試驗(yàn)研究成果3.2護(hù)林生態(tài)工程綜合考慮塔里木公路沿線水資源狀況、工程建設(shè)需水量以及工程技術(shù)難度等方面,塔里木公路防護(hù)林生態(tài)工程采用就地利用地下水并相對(duì)均勻布井的供水方案。整個(gè)436km長的公路防護(hù)林生態(tài)工程共需水井114眼,平均井間距4km。井位選擇在公路沿線地形相對(duì)高程較高的復(fù)合型沙壟頂部(公路的上風(fēng)側(cè)),分2個(gè)方向公路兩側(cè)供水,井位距公路路肩約25m以上。3.3灌溉系統(tǒng)滴灌系統(tǒng)以井為單元,各成獨(dú)立灌溉體系。系統(tǒng)由首部和管網(wǎng)系統(tǒng)及附屬設(shè)施組成。4防護(hù)林造林后防沙林帶植物配置構(gòu)成分析塔里木公路沿線自然條件惡劣并存在一定的差異性,依據(jù)地形、地貌、風(fēng)況、地下水的差異,并結(jié)合塔里木公路防護(hù)林生態(tài)工程建設(shè)的需要,沿線可劃分為6大立地類型區(qū)、21個(gè)立地類型。根據(jù)立地條件,塔里木公路防護(hù)林生態(tài)工程的林帶總體布局采取三種模式,即壟間和小沙丘分布區(qū)“兩側(cè)四帶”布局模式、高大復(fù)合沙丘沙壟區(qū)“兩側(cè)兩帶”布局模式以及高大復(fù)合沙壟與壟間結(jié)合區(qū)“兩側(cè)三帶”布局模式,林帶寬度72～78m,防護(hù)體系寬度為92～102m不等;根據(jù)樹種的適應(yīng)性和防護(hù)效益,防護(hù)林生態(tài)工程所選用的植物種以沙拐棗、檉柳和梭梭為主體,植物配置在阻沙林帶結(jié)構(gòu)采用帶狀混交配置,株行距分別為1m×2m和1m×1m,在固沙林帶結(jié)構(gòu)采用行間混交,株行距1m×2m。觀測(cè)表明,防護(hù)林建設(shè)后防護(hù)效益明顯,除極少數(shù)的懸浮顆粒外,防沙體系外的風(fēng)沙流絕大部分被攔截在防沙林帶內(nèi)。壟間平沙地觀測(cè)結(jié)果表明[6],當(dāng)防沙林帶外流動(dòng)沙面5min平均風(fēng)速(1m高)為6.6m/s,地表20cm的輸沙率為0.51g/(min·cm)時(shí),而在防沙林帶內(nèi)部,風(fēng)速降至1.5～3.3m/s,為原始地面的22.73%～50.00%,輸沙率也降至0.005～0.064g/(min·cm),僅為原始地面的0.98%～12.55%,其中在固沙林帶中部,輸沙率降至最低,較對(duì)照降低了99.02%。除強(qiáng)沙塵暴天氣有輕微的路面積沙外,一般風(fēng)沙天氣基本不形成路肩、路面大量積沙和沙丘遷移上路現(xiàn)象,保證了公路的安全暢通。隨著林齡的增加,林帶的高度和植被蓋度也逐漸增加,林帶的防沙效益將更加明顯。塔里木公路護(hù)林生態(tài)工程擬采用就地利用地下水并相對(duì)均勻布井的供水方案,灌溉方式選用滴灌,灌溉定額為20L/(株·次),平均灌溉周期不宜超過15d,年總需水量約為5.50×103.3.1第一部是一部電梯首部包括水源井、井房、動(dòng)力系統(tǒng)、過濾系統(tǒng)、施肥罐及配套設(shè)施等組成。過濾系統(tǒng)采用離心過濾和網(wǎng)式2級(jí)過濾方式,設(shè)備輸水量≥20m3.3.2沙拐棗等3種綠化模式,年4月2月5日生林分生長特性分析結(jié)果2.管網(wǎng)系統(tǒng)由干管、支管和毛管3部分組成。干管沿公路兩側(cè)并距公路路肩7m平行敷設(shè),埋深90～100cm,管材選用DN90的UPVC管,耐壓強(qiáng)度0.63～1.00MPa;支管垂直于干管敷設(shè),間隔80～100m,埋設(shè)深度15～20cm,管材選用抗老化的DN50PE管;毛管垂直于支管與公路平行、沿林帶規(guī)劃線布設(shè),滴頭間距1m。滴頭選用水量大于3L/h的壓力補(bǔ)償式毛管滴頭。沙拐棗、檉柳和梭梭3類灌木的根系分布及生長特性存在較大差異,梭梭、檉柳根系較深,而沙拐棗根系分布較淺,在保證植物正常生長的情況下,梭梭、檉柳的灌溉周期可以延長30d以上,