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浙江岙山石油儲備庫生態治理

2016-07-27 08:44華,辜
中國水土保持 2016年1期
關鍵詞:生態治理

吳 華,辜 彬

(四川大學 生命科學學院,四川 成都 610065)

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浙江岙山石油儲備庫生態治理

吳華,辜彬

(四川大學 生命科學學院,四川 成都 610065)

[摘要]石油儲備庫建設對生態環境造成極大的干擾和破壞,而石油儲備庫選址的戰略特殊性和石油物資易燃易爆有毒等特殊性,對生態治理提出了更高的要求。以浙江岙山石油儲備庫生態治理為例,闡述了在庫區治理中針對邊坡采取工程防護與生態防護相結合的治理措施和針對場地進行土壤改良與綠化的治理方法;根據岙山石油儲備庫的生態治理情況,提出了石油儲備庫生態治理的制約條件和治理原則與對策,旨在為類似建設項目的生態治理提供借鑒。

石油作為關乎國計民生的重要消費品在國家戰略儲備中占有重要地位,石油儲備是穩定供求關系、平抑市場價格、應對自然災害、區域戰爭等突發事件,保障國家經濟安全的重要措施和有效手段,更是特定條件下對石油禁運和投機起威懾作用的必要工具。目前,我國石油年消費量超過5億t,并逐年增加,預測到2040年,我國石油年消費量將達8.1億~8.7億t的消費峰值[1]。如此高速增長的消費需求使石油對外依存度持續高位運行,2014年我國石油對外依存度接近60%,其伴隨的隱憂毋庸置疑,建立健全多層次的石油儲備體系具有重要意義。截至2013年底,我國戰略原油儲備能力為1.41億桶,按2013年每天消耗石油139萬t的規模靜態計算,我國戰略原油儲備量只夠使用8.9天,商業原油儲備量可用13.8天,全國原油儲備靜態能力總共約22.7天。這一數字遠低于國際能源署建議的90天的安全標準,更低于其凈進口成員國平均172天的現有水平[2]。由此可見,在未來很長一段時間內,石油儲備項目建設將是國家的重點建設內容。

由于石油物資易燃、易爆、有毒,所以我國的石油儲備庫多建于鄰近港口、運輸便利的東南沿海地區,采用劈山填海方式構建庫區場地?,F有的庫區建設方式,形成了大規模形態各異的人工創面(坡度55°~75°的邊坡)和人造陸地(場地),庫區原有植被和土壤環境、生態景觀遭到完全破壞,山體滑坡等一系列生態環境問題和地質災害接踵而至[3]。因此,在建設石油儲備庫的同時,對造成的生態破壞進行有效治理顯得尤為必要。本研究通過對浙江岙山石油儲備庫的生態環境治理及后續多年的追蹤監測,探究適應其特殊生境特點的生態治理原則與對策,為后續石油儲備庫建設項目生態治理提供借鑒。

1研究地概況

岙山石油儲備庫位于浙江省舟山市某島。該島地處舟山群島,屬北亞熱帶南緣季風海洋性氣候區,四季分明,光照充足,季風顯著,災害性天氣較多。年平均氣溫16.3 ℃, 年平均降水量1 279.4 mm,多年平均相對濕度80%,年平均日照時數2 143.3 h。全島植被資源豐富,從南向北常綠闊葉林、常綠落葉闊葉混交林、落葉闊葉林呈梯度變化。

庫區地形起伏較大,南部和東部直面大海,鄰峙頭洋水道,以巖質海岸為主,海岸線曲折。西部為海積平原;后側為丘陵山體,總體呈北東向,坡度25°~30°,坡面較平順。在場地西南側有采石場分布,開采坡度大于60°,坡面殘存滾石及松散巖土,坡面大小不一,呈不規則形狀。

2生態治理措施

岙山石油儲備庫的生態治理主要包括庫區邊坡和庫區場地生態環境治理兩部分。庫區邊坡由東西兩側坡體構成,西側邊坡長約970 m,最大高度近100 m,東側邊坡長度約315 m,最大高度約60 m。兩側邊坡坡高較大,邊坡巖體大多存在不利節理面或節理面組合,極易發生小規模崩落或掉塊。庫區場地主要通過開山填海、回填造陸構建,場地性狀不規則,總規劃用地面積(含遠期)約46萬m2。

2.1邊坡生態治理

鑒于東西兩側邊坡不同坡面、不同位置有較大差異,先對庫區邊坡進行微地形區域劃分(見表1),再有針對性地采用工程防護與生態防護相結合的方法,對不同微地形區域選用個性化工藝(見表2)和不同的植物配置(見表3),營建邊坡生態恢復后錯落有致的植物群落景觀。

表1 岙山石油儲備庫邊坡區域微地形區域劃分

表2 岙山石油儲備庫邊坡治理工藝

2.1.1工程防護

根據庫區邊坡巖體性質和坡面特征,結合場地現狀及施工條件,東西兩側邊坡不穩定區段采用錨桿加固掛網、錨索加固、擋土墻等工程防護措施進行防護,在各級平臺及坡腳下方修筑排水溝渠以減弱水體徑流

對巖體的沖擊。施工工藝主要有修建擋土翼、加掛PVC鍍鋅網、噴附客土或厚層有機基材、安置植缽、鋪放防草保水墊等,以改善生境條件。

2.1.2生態防護

考慮到庫區特殊的生境條件,分三個階段對庫區邊坡進行植物群落營建。首先選用抗性強且繁殖擴展能力強的草本植物作為先鋒植物迅速覆蓋地表;其次選用耐旱耐貧瘠耐侵蝕、固氮能力好的豆科植物作為過渡植物改良土壤,以減少后期追肥、促進周圍樹木生長并迅速成林;最后選擇耐旱耐貧瘠耐鹽堿抗風能力強且形態美觀的喬木建成目標植物群落。

2.2場地生態治理

庫區場地生態治理目標主要是通過場地的綠化、潔化、美化,創建安全舒適的生產工作環境。按照建筑物的分布格局及工藝操作流程特點,可將庫區場地分為儲運罐區、污水處理區和辦公區3個區域,在完成場

表3 岙山石油儲備庫邊坡植物配置

地土壤改良后,根據每個區域的特殊環境要求,選用針對性的治理辦法。儲運罐區面積大、運輸管線地上地下縱橫交錯,是庫區消防安全等級最高的防護區,應選用含水量高的植物,并考慮消防要求,不能選用彩葉植物或觀花植物,以綠色觀葉植物為宜,例如冬青、海桐、小葉女貞、桃葉珊瑚、麥冬等。污水處理區污水排放量大且有害氣體較濃,應選用吸收有害氣體能力強,可凈化空氣及水體的低矮植物如黃楊、夾竹桃、杜鵑等,疏植以利于氣體流通。辦公區遠離生產區,相對獨立,人員往來密集且停留時間較長,該區域生態治理重在植物美化造景和特色景觀營建,可選用觀賞價值高的鄉土樹種,如普陀樟、海濱木槿、山茶、梔子等,突顯地域特色與企業文化。

3結果

3.1邊坡治理恢復情況

岙山石油儲備庫的生態治理從2009年開始逐步實施,2010—2011年進行邊坡工程防護治理,以增強邊坡穩定性。對經過固穩的邊坡噴附厚層基材進行先鋒植被群落營建,先期種植植物主要有紫花苜蓿、百喜草、麥冬、高羊茅等草本地被和爬藤植物。由于這些植物抗性強,繁殖能力強,在邊坡上迅速生長,邊坡初步復綠,且較好地改良了土壤的理化性狀,為后期灌木層及喬木層的群落營建打下了良好的基礎。2012—2013年,灌木層及喬木層植物逐層種植完成,邊坡基本復綠。2014年8月,岙山石油儲備庫庫區邊坡全面復綠,人工創面實現全面生態恢復,形成了以抗性強的鄉土樹種為特色的穩定植物群落,主要有青岡、黑松、舟山新木姜子、女貞、烏桕、普陀樟、柃木、黃連木、鹽膚木等,且長勢良好,增強了山體景觀的連續性和效果。

3.2場地環境治理情況

治理初期,根據庫區各工作區域的布局及環境監測情況,依照各區域特點進行雜草清理及土壤改良,并種植了耐貧瘠、繁殖擴張能力強、具有較強抗污吸附能力的小葉女貞、大葉黃楊等植物。治理后期,在保障場區消防安全、生態效益的前提下,增強了場地綠化美化景觀效果,注重植物配置的層次感和色彩搭配,管理養護科學合理,形成了具有場區特色的植物景觀小品。目前,庫區場地內已形成“紫薇+龍柏+紅葉石楠+臺灣草”和“木槿+山茶+金葉女貞+臺灣草”的復合植物群落結構。

4討論

4.1石油儲備庫生態治理制約條件

岙山石油儲備庫一面環海一面背山,人工創面邊坡和建設場地的生態特點各異,其生態治理過程中的環境制約條件也不相同。

4.1.1邊坡治理制約條件

邊坡治理的首要制約條件是邊坡生境。岙山石油儲備庫的人工創面邊坡屬于海島巖質邊坡,巖石硬度大,植物扎根難,植物生長受到限制[4]。坡度、坡長、坡面位置也影響著植被恢復情況,坡度越大,植被恢復難度越大;同一坡度下,坡面越長位置越高,雨季坡面匯水對坡面沖刷強度越大,基材流失隨之加劇,對坡面植被恢復越不利。在庫區邊坡形成的過程中,山體破壞強烈地改變了原有的景觀格局,形成了許多相互割裂的生態斑塊,造成了原有山體景觀的阻斷。而邊坡裸露的山體呈現出新的巖石肌理,與周邊自然景觀極不協調,增強了坡體景觀的生態異質性。同時,生態系統各要素間相互作用與聯系維系著整個生態系統的連續性,邊坡的形成使得原有的土壤、植被、水、巖石等生態要素發生重大改變,形成了復雜的生境條件,限制了邊坡恢復植被的選擇,而為了改變生境條件而采取的工程措施又在一定空間環境上形成了物理隔離,造成景觀破碎化,嚴重阻礙了生態系統的連續性,成為制約邊坡生態恢復的重要因素。

石油儲備庫具有的危險性是制約庫區邊坡恢復治理的又一重要因素。由于石油儲備庫具有易燃、易爆、有毒等特性,容易引發火災、爆炸或環境污染,對植被選擇提出了更高要求及更多限制,如耐貧瘠、耐鹽堿、抗污染、吸附力強、抗風阻燃、不能干擾消防預警等,增加了庫區邊坡生態恢復治理的工作難度。

4.1.2場地治理制約條件

岙山石油儲備庫通過填海造陸工程形成庫區場地,場地基礎90%以上為鄰旁山體石塊,以風化土為主的土壤成分不足10%,植生條件極差。在場地生態治理過程中場地土壤、場地植被、場地設施和場地環境成了重要的制約條件。

(1)場地土壤。庫區場地建設時,土石方工程嚴重破壞了地表植被,造成了土壤植被平衡關系失調,導致土壤干旱板結。受運輸條件所限,場地建設過程中產生的大量棄土和渣石通常就近填凹、堆山,場地內的土壤多為由塊石、渣石、風化土和壤土組成的混合土,土質較差,植物難以扎根生長。

(2) 場地植被。庫區場地在建設過程中,一些場外植物種子會通過工程運輸車輛、風或鳥類傳播到庫區內。適應能力強的遷入物種在群落定居后會與原有物種爭奪有限的環境資源,造成原有物種退化或消失,對場地生態恢復形成了極大的阻礙。

(3) 場地設施。由于庫區場地內設備多、地上地下管線管架錯綜復雜且占地面積大,因此對綠化設計和樹木栽植空間均有所限制。此外,場地內工藝流程較為復雜,各階段工藝條件變化大,各類工藝設備對環境要求均有差異,使得生態治理過程中植物的選擇和配置受到了相應的制約。

(4) 場地環境的特殊性。石油儲備庫在庫區運營過程中產生的有害氣體、液體、固體、粉塵和噪音等均不同程度地破壞場地內的生態環境。因此,在場地生態治理過程中關鍵的任務是抗污染。同時,石油儲備庫的安全防火工作特別重要,部分區域不能種植枯枝落葉較多的樹種甚至不能種植喬灌木,特別在油罐及管架集中分布的安全等級要求高的防火重點區域,不能栽植彩葉植物特別是紅葉植物。因此,場地環境的特殊性嚴重制約著其生態治理。

4.2石油儲備庫生態治理原則與對策

4.2.1生態治理原則

石油儲備庫的生態治理應以尊重自然、恢復自然的生態設計理念為指導,結合庫區生境特征、兼顧環境美化。在治理過程中可遵循以下原則:

(1) 區域性原則。即根據治理區域的地形、地質、地貌、氣候、水文等自然環境特征和社會經濟特征,選擇與治理區域相適宜的治理方法和適應當地地形、氣候、土壤條件的地帶性植被,并根據植物的生理特性,因地制宜、適地適樹、科學種植,兼顧生態景觀效應。

(2)抗性原則。不同植物的抗性存在較大差異,石油儲備庫的特殊生境條件需要選擇抗逆性強、水肥光熱利用率高的植物如小葉女貞、夾竹桃、含笑、海桐等,以創造群落營建的基礎條件。

(3)防火原則。庫區環境和行業要求的特殊性要求治理所選植物要具有一定的防火性能,可選擇火棘、冬青、女貞、楊梅、珊瑚等植物,并盡量避免種植枯枝落葉多、含油率高的植物。

(4)物種多樣性原則。植物種類多、生物學特性差異大,有利于穩定的植物生態系統建立和自然生態恢復,因此在滿足植被順利生長的前提下,適當引種適于本地生長條件的野生物種和外地物種,并注重淺根植物和深根植物結合、豆科植物和非豆科植物結合[5],從而形成與周邊環境相協調的自然生態環境。

4.2.2邊坡生態治理對策

邊坡生態治理要做到工程措施與植物措施有機結合,從而形成穩固且具有生態景觀效益的防護體系。在工程防護過程中結合邊坡巖體性質、結構面發育裂隙、坡面特征、施工現場狀況,選擇適宜的工程防護工法以增強坡體穩定性;在植被防護中,根據邊坡所在區域的植被類型和植被生境采用適宜的技術工藝進行復綠,使邊坡植被小環境與當地植被大環境相協調并增強總體景觀效果,使邊坡與周邊環境相協調。

4.2.3場地生態治理對策

場地生態治理以土壤改良與場地綠化為核心,目標是創造安全、生態、美觀且造價合理的景觀環境,實現生態效益的最大化。在場地綠化之前需要采取相應的土壤改良措施。首先,深耕土壤或在原有薄層土壤上鋪種植土,以疏松土壤,增加土壤孔隙度,提高土壤保水保肥耐干旱耐貧瘠能力,為植物根系發育創造良好條件。其次,通過增施有機肥來增加土壤有機質和養分含量,提高土壤肥力。最后,添加腐殖酸類、纖維素類、沼渣等天然土壤改良劑促進土壤團粒形成,改良土壤結構,保護土壤層;添加土壤保水劑,提高土壤保水的能力,防止土壤干旱板結;添加化學土壤改良劑(如石灰、石膏、磷石膏等),防止土壤受環境污染而過度酸堿化。

在場地綠化方面,由于場地面積有限,為了增加場地內的綠地面積,在不能種植喬灌木的管道周圍應采用藤本與草本植物結合的栽植方式提高綠化率。通過營建喬灌草藤本復合群落結構提高葉面積指數,盡量選用葉面積大、葉片寬厚、光合效率高的植物,以創造適宜的小氣候環境。因場地設施對生態治理存在嚴重制約,所以綠化設計要體現安全第一的原則,以便服務整個場地的生產與運營。在受較大制約的區域,植物的選擇除具有較強的抗耐性外,還要具有非易燃性、非油脂性且枯枝落葉少、果實種子不易擴散等特性,在配置上應減少單一群落集中分布。植物造景投資少、效益高,場地綠化時可在充分綠化的基礎上進行適度美化,但不能栽植影響火情判斷的紅葉植物。

5結語

岙山石油儲備庫經過多年的生態治理,生態環境得到了有效恢復,邊坡山體已全面復綠,場地內景觀效果大有改善。岙山石油儲備庫具有目前中國石油儲備庫建設項目的典型性:選址于鄰近港口、運輸便利、遠離人居的海島或海邊,場地一面靠山一面傍海,建設過程中形成坡度較大的人工創面巖質邊坡,坡面及周邊植被遭徹底破壞;場地多為填海造陸且基本沒有植生條件;原有自然山體景觀出現斷裂,景觀連續性遭到破壞,生態系統組成受到干擾,并且與運營過程中石油產品的特殊危險性存在著交互干擾風險,對生態環境造成了極大的破壞。因此,在制定生態治理對策時應以生態設計理念為指導,將儲備庫建設運營與邊坡場地生態環境作為一個整體系統,結合具體分區的特殊性采取相適應的工程措施與生態措施進行治理修復。要充分考慮石油儲備庫易燃易爆的安全防火要求,因地制宜選擇配置抗風防火抗污染的植物物種并與周邊生態環境相協調。在保證項目成功建設運營的同時,營建優美的邊坡、場地生態景觀。

我國的國家石油戰略物資儲備項目尚在起步階段,儲備容量遠不及國家安全儲備要求。隨著我國一期石油儲備庫項目的投產,二期、三期工程陸續上馬,商業石油儲備庫項目建設政策放寬,未來若干年各類型石油儲備庫項目將逐步建設。而不同生態環境背景下石油儲備庫建設所帶來的生態問題也會隨之而來,不同地域條件下的生態治理對策亟待提出。因此,未來可以進一步針對人工環境與自然環境之間的相互作用規律和作用機理進行調查研究,探究適應各類型石油儲備庫等建設項目的生態治理依據、條件、特點和策略,為其生態治理規范的制定提供參考和依據。

[參考文獻]

[1] 王新新.我國石油儲備發展的審視與對策分析[J].技術經濟與管理,2013(2):102-106.

[2] 嚴麗蓓.論我國石油儲備的必要性及其發展[J].現代商貿工業,2010,19(10):31-32.

[3] 朱凱華,尹金珠,許小娟,等.石油儲備庫等特殊建設項目區的生境特點及生態治理對策[J].水土保持通報,2012,32(6):177-181.

[4] Akhil Garg,Ankit Garg,K Tai,et al.Estimation of factor of safety of rooted slope using an evolutionary approach[J].Ecological Engineering,2014,64:314-324.

[5] Normaniza Osman,S S Barakbah.The effect of plant succession on slope stability[J].Ecological Engineering,2011,37:139-147.

(責任編輯孫占鋒)

[中圖分類號]S157.2

[文獻標識碼]C

[文章編號]1000-0941(2016)01-0029-05

[作者簡介]吳華(1989—),女,遼寧錦州市人,碩士研究生,研究方向為園林規劃設計與生態工程 ;通信作者辜彬(1959—),男,重慶市人,教授,博士,主要從事恢復生態學研究。

[收稿日期]2015-05-05

[關鍵詞]石油儲備庫;生態治理;邊坡治理;場地綠化;浙江岙山

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