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黄土地区油气开发边坡绿化治理的探讨
  发布单位: 《国土绿化》杂志社 发布时间: 2018.05.07

  摘要:长庆油田是我国目前最大的油气田,在黄土地区的油气开发建设过程中,形成大量的黄土回填边坡,与周围环境不协调,易发生水土流失等地质灾害。本文遵循工程措施和植物措施相结合,以植物措施为主的原则,制定了因害设防、分类治理的典型设计方案,对黄土地区油气开发边坡的绿化和水土流失、地质灾害防治具有一定的应用价值。

  主题词:黄土区;油气田;开发;边坡;绿化

  长庆油田是我国目前陆地最大的油气田,其勘探开发区域位于我国第二大沉积盆地鄂尔多斯盆地,横跨陕、甘、宁、蒙、晋5省区;而其中10个储量一亿吨以上的油田、2个储量一千亿立方米以上的气田集中连片分布黄土高原中部、长城沿线以南的陕北、陇东、宁夏东部的油、气区。该地区属典型的梁、峁、坡、塬等黄土地貌,70%以上的土地为黄土坡地,沟壑纵横,地形起伏较大,地表支离破碎。该地区属大陆性季风气候,冬春寒冷多风沙,夏秋炎热多暴雨,其余时间干旱少雨,降雨主要集中在7、8、9三个月,多以暴雨的形式出现,突发性强,极易致灾。由于自然及历史原因,该地区植被覆盖率较低,生态环境脆弱,水土流失严重。

  1 油气开发黄土边坡现状

  长庆油田在黄土地区的油、气开发建设过程中,在修建生产站所(增压点、计量站、转油站、原油脱水站、集气站等)、员工生活点(倒班点、办公区等)、井场、道路等地面工程时,受地形所限,只要有土方的开挖和填筑,便不可避免地形成人工开挖边坡和回填边坡,平均每年新增各类边坡约3000公里,其中回填边坡约1200公里。这些边坡分布在黄土高原的山山峁峁,由于坡度陡,立地条件差;加之黄土透水性强、蓄水性差、有机质含量低、不利于植物生长,自然植被难以恢复。黄土还具有疏松多孔、抗冲蚀性能弱、遇水易崩解、湿陷的不良工程地质特性,对裸露的黄土边坡如果不加以治理,在夏秋季节降雨天气,极易发生湿陷变形及崩塌、滑坡、泻溜、泥流等地质灾害,影响生产安全,加剧水土流失;在冬春季节,为沙尘暴提供沙源,加剧扬尘和空气污染。因此,黄土边坡的绿化和治理,成为长庆油田黄土区油、气开发生态建设的难点和重点。按黄土地区通行的作法,挖方边坡因是原状土,按坡率法施工土体比较稳定,一般不进行坡面绿化,而必须要进行绿化治理的主要是黄土回填边坡,本文以此类边坡为研究对象。

  2 油气开发边坡绿化治理的原则

  2.1工程措施和植物措施相结合,以植物措施为主

  工程措施既要满足主体工程的安全防护需要,又要符合生态学原理,有利于植物生长,还要有一定的美感和景观性。植物措施的应用要优先引入适应黄土陡坡裸地立地条件的先锋树种、草种,在绿化的同时发挥植被的水土保持生态功能。

  2.2 因害设防,防护标准与功能价值相匹配

  要针对影响边坡稳定的关键问题,因害设防,科学布设工程措施和植物措施。防护标准要与生产、生活设施的功能价值相匹配,首先解决防治标准过低的问题,同时避免功能过剩。

  2.3 因地制宜、经济适用

  工程措施布设要结合生产、生活功能区现场实际情况,充分考虑地形、地貌和原材料供应情况,选择简便易行、经济适度、适宜野外复杂地形的施工作业方法。

  2.4 与周围景观环境相协调

  工程措施不应破坏周围的景观环境,并与之融为一体。植物措施要和工程措施相得益彰,相互补充,并与地下管线、相邻构建物相互协调,互不影响。

  3  油气开发边坡的绿化治理措施

  3.1工程措施

  骨架支护 目前在黄土地区常用的骨架支护材料以片石、砖砌、混凝土、砼预制件骨架等为主。支护结构形式有拱形、窗孔式、正方形、菱形、人字形、六边形等。油气开发应用较多的支护方式主要有砖砌拱形、窗孔式和砼预制件支护结构。骨架支护主要应用于有一定安全防护要求的小型生产站所、生活点等坡比缓于1:0.75,且单级坡高小于8米的边坡。

  草袋护面 草袋护面护坡采取草袋装填素土砌护,每级坡高通常控制在5米以内,超过5m应分级。草袋与坡体之间的空隙应分层夯实,护坡顶面应做截水、排水和防水处理。草袋护坡通常为临时或应急措施,常用于地形条件较复杂,坡度较大,不具备骨架支护工程施工条件的站所边坡,陡坡地段的管道边坡防护,以及道路抢险等。

  工程整地 以植物措施为主防护治理的边坡,工程措施以工程整地为主。根据坡度情况采取不同整地方式:5º—25º边坡宜采取水平沟、水平阶、反坡梯田、块状等方式;25º—45º边坡宜采取鱼鳞坑方式;坡度大于45º边坡宜采取小规格鱼鳞坑和穴状方式。工程整地具有改善微地形,拦挡径流,蓄水保墒,以及防止水土流失的多重功效。

  坡顶截水、排水、防水综合治理 回填边坡应在坡顶进行拦、蓄水综合治理,布设截水墙、导排水沟,并做好与自然沟道的顺接,防止坡顶雨水渗漏、沿坡面下泻。

  3.2 植物措施

  植物选择 乔木树种:延安—庆阳一线以南森林地带,坡度小于30º的黄土边坡,适宜的乔木树种主要有刺槐、旱柳、小叶杨、火炬树等,宜用幼苗剪枝栽植。总体而言,边坡绿化不宜使用树形高大的乔木和樟子松、油松、侧柏等生长缓慢的常绿树种。

  灌木树种:黄土边坡绿化治理总体宜采用根系发达的耐旱灌木。目前生态护坡应用比较成功的主要有柽柳、紫穗槐、沙棘、柠条、荆条、狼牙刺等。景观护坡应用较多的花灌木主要有黄刺玫、丁香、珍珠梅、连翘、醉鱼木等,常绿灌木为沙地柏。

  草本植物:黄土边坡绿化治理总体宜采用的草本植物主要为禾本科、菊科、豆科植物。其中能适应恶劣环境的先锋草种有狗尾草、猪毛蒿、白茎盐生草,茵陈蒿等;种群较稳定的有铁杆蒿、茭蒿、沙蒿、油蒿、冰草等。目前草本植物应用存在的主要问题有两个方面:一是人们对草本植物的生态功能重视不够,二是生态草、先锋草商品种子短缺,应有推广受限。牧草商品草种市场供应充足,但不宜在油气田边坡使用。比较而言,冰草在黄土区边坡具有较高的应用推广价值,马蔺、萱草、蜀葵等耐旱宿根花卉在较平缓边坡应用具有较好的景观和生态效果。

  植被结构 黄土边坡绿化治理的植被宜采取以草为先,草、灌、乔复合混交结构。延安—庆城一线以南森林地带,宜采用草、灌、乔混交;延安—庆城一线以北,长城沿线以南森林草原过渡地带,宜采取草、灌混交。在边坡绿化治理的当年或次年,依靠先锋草本植物快速形成一定的植被覆盖率,减少坡面侵蚀,循序渐进,逐步向草、灌、乔复合群落演替过渡,形成植被覆盖率和水土保持功能的续接过渡。

  3.3 工程措施、植物措施的配置

  从目前边坡的绿化治理效果来看,工程护坡具有见效快、防护等级高的特点,但成本较高,和周围景观环境不够协调。黄土地区遍布黄土,石材短缺,工程护坡难以大面积实施;而单一植物护坡防护强度较低,不能满足生产站所等功能区的安全要求。只有采用工程措施和植物措施相结合,以植物措施为主,因害设防,分类绿化治理的方案,才能取得绿化美化的景观效果和水土流失治理、地质灾害预防的综合生态效果。依照这一思路,本文设计了骨架支护生态护坡、骨架支护景观护坡、草袋护面植物护坡、植物护坡等 4类边坡绿化治理典型方案(见表1),适用于黄土区油气开发不同生产、生活功能区边坡的绿化及综合治理。

表1  黄土区油气开发回填土边坡绿化治理典型方案表

序号

护坡类型

护坡名称

工程措施

植物配置

适用条件及功能区

1

骨架支护生态护坡

骨架支护植草皮护坡

坡顶:混凝土或砖砌截排水沟。坡面:片石、砖砌、混凝土、砼预制件等骨架材料,拱形、窗孔式、正方形、菱形、人字形、六边形等骨架

平铺冷季型混播草皮

坡度较缓,需要快速绿化治理的小型生产站所及生活区边坡

骨架支护种草护坡

狗尾草、冰草、白三叶、白羊草、红豆草等两到三种混播

坡高5m以下,坡比1:1以内的小型生产站所、生活区边坡。

骨架支护草、灌护坡

栽植柽柳、柠条、紫穗槐、沙地柏等灌木,并在树穴(孔)周围点播或撒播冰草、狗尾草等先锋草种

生产站所、生活点边坡

2

骨架支护景观护坡

骨架支护植草景观护坡

栽植马蔺、萱草、蜀葵等耐旱宿根花卉,或爬山虎、五叶地锦等滕本植物

坡高5m以下,坡比1:1以内的小型生产站所、生活区门口周围边坡

骨架支护花灌景观护坡

栽植黄刺玫、连翘、丁香、沙地柏等灌木,树穴外撒播狗尾草等先锋草种

生产站所、生活点门口周围边坡

3

草袋护面护坡

草袋护面植草护坡

坡顶:设挡水墙、排水沟。坡面:素土填充草袋堆砌护面

草袋内拌种冰草等先锋草种

不具备护坡工程施工条件或边坡回填土需要沉降的生产站所边坡,坡度25º以上管道护面植被恢复

草袋护面草、灌护坡

用旱柳、红柳压枝,或在草袋内拌种柠条、紫穗槐等树种和先锋草种

4

植物护坡

植草护坡

不整地

在坡面撒种冰草、狗尾草、猪毛蒿等先锋草种。宜两种以上草种混播

主要用于钻前工程、站场工程建设期边坡临时植被恢复、绿化,管道线路植被恢复和坡度大于45º以上边坡绿化

植草护坡

小鱼鳞坑整地

宜用狗尾草、冰草等先锋生态草种和沙蒿、达乌里胡枝子等半草、半灌木种混播

草、灌植物护坡

5º~25º边坡宜采取水平沟、水平阶、反坡梯田等整地,25º~45º边坡,鱼鳞坑整地

栽植或播种红柳、柠条、沙棘、紫穗槐、达乌里胡枝子等、树穴周围播种狗尾草、冰草等先锋草种

油气井场边坡,主干线道路边坡

红柳扦插植物护坡

不整地

采用长度25cm左右红柳枝条扦插,平缓处可点播冰草等

难以实施整地工程的原始欠稳定边坡

  4 总结和建议

  4.1黄土区油气开发边坡的绿化治理是系统工程,必须从产能建设全过程实施有效管理。植树种草的极限坡比为1:1,土方工程施工要严格控制坡比、坡面平整度,从源头上预防隐患,为后期的绿化治理创造条件。

  4.2油气开发工程建设周期较长,应在土方工程完工的同时,及时采取种草为主的植被恢复措施,避免边坡长期裸露。

  4.3要转变把边坡绿化等同于种乔木树的传统观念。植被对边坡的防护作用、水土保持功能由植被覆盖率决定。只有当植被覆盖率超过40%的临界值时,植被才能发挥水土保持功能;而要达到此覆盖率,必须在边坡绿化时优先引入先锋草种,解决林下无草的问题,建设草、灌、乔结合的混交植被,在边坡绿化的同时,综合防治水土流失及其它地质灾害。

 作者:中国石油长庆油田分公司 李新杰 窦忖学 杨大为

 

 

 

   
 
   
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