安徽省高速公路建設水土流失動態監測研究

張仕華 胡 瑾

安徽省高速公路建設水土流失動態監測研究

張仕華 胡 瑾

一、材料與方法

（一）項目建設概況

合寧高速公路大蜀山至隴西立交段擴建工程位于安徽省合肥市南郊，地理坐標在北緯31°30′～32°37′、東經116°40′～117°52′之間。全長42.64km。工程采用“兩側直接拼寬為主，局部分離”的擴建方式，全線采用八車道高速公路標準，瀝青混凝土路面結構，整體式路基寬42.0m，設計行車速度120km/h，工程總投資19.65億元。主要工程單元包括路基工程、交通工程、沿線設施、線外工程、取土場、施工場和施工便道等。

（二）監測內容

根據合寧高速公路大蜀山至隴西立交段擴建工程的具體情況，按照《水土保持監測技術規程》（SL277-2002）和水利部文件《關于規范生產建設項目水土保持監測工作的意見》（水保〔2009〕187號）的具體要求，該工程水土保持監測內容主要包括主體工程建設進度、工程建設擾動土地面積、水土流失災害隱患、水土流失及造成的危害、水土保持工程建設情況、水土流失防治效果以及水土保持工程設計、水土保持管理等方面的情況。監測重點為水土保持方案落實情況，棄渣場使用情況及安全要求落實情況，擾動土地及植被占壓情況，水土保持措施（含臨時防護措施）實施狀況，水土保持責任制度落實情況等。

（三）監測方法

按照相關標準和規范的具體要求，監測單位對該工程進行了駐點監測，監測過程中對擾動土地面積、棄土（渣）量、水土保持措施實施情況等內容以實地量測為主，監測方法主要采用地面觀測法和調查監測法。

此次監測采用實地調查方法進行水土保持監測的內容，包括項目區水土流失面積、水土保持設施數量、土方挖填量、棄渣量、各防治措施的效果及生態環境變化等。對效益效果如植物覆蓋度及林草生長情況采用標準地樣方法；對水土保持設施的保存情況采用巡測、觀察、記錄的方法，確定防護效果及穩定性。

雨量監測采用直接收集項目區臨近區域氣象站的氣象觀測資料數據的方法。

水土流失量監測采用簡易坡面量測法和簡易水土流失觀測場法。

二、結果與分析

（一）擾動土地面積監測結果與分析

由于該項目已于2009年9月主體工程施工結束，因此現階段工程擾動面積已基本確定，根據《開發建設項目水土保持技術規范》（GB50433-2008）和《開發建設項目水土流失防治標準》（GB50434-2008）的規定，該工程擾動土地是指開發建設項目在生產建設活動中形成的各類挖損、占壓、堆棄用地，均以垂直投影面積計算。通過查閱技術資料和設計圖紙，結合實地監測，分別對主體工程區、取土場、施工場地和施工便道等工程建設區擾動地表、占壓土地和損壞林草植被的面積進行測算。擾動土地面積監測結果見表1。

從表1可以看出該工程擾動土地面積總計為502.62hm2，其中主體工程區424.93hm2，比水保方案設計減少4.43hm2；取土場區62.65hm2，比水保方案設計減少4.48 hm2；施工場地區6.27hm2，比水保方案設計減少1.44hm2；施工便道區8.77hm2，比水保方案設計增加7.59 hm2。

（二）取（棄）土監測結果與分析

1.取土監測結果與分析

該項目設計取土場13個，主要分布在路線兩側，總占地總面積67.03hm2，總取土量378.63萬m3。根據現場監測情況，全線實際共使用取土場36個，其中外部調運取土場27個，自征土地取土場9個，主要分布在路線兩側，占地總面積62.65hm2，比設計占地減少4.38hm2，共取土387.27萬m3，比設計增加土方量8.64萬m3。

表1 擾動土地面積監測表

2.棄土監測結果與分析

該工程在設計階段沒有設置單獨的棄渣場，公路主線路基填筑前需剝離表層的耕植土，路基剝離耕植土和互通剝離耕植土共計8.02萬m3（沿線設施和立交范圍剝離的表土需就地存放，以備本單元覆土用）。路基填筑結束后，剝離的耕植土用作路基邊坡、中央分隔帶和互通區的綠化用土。耕植土的臨時堆放場設置從轉運便利、減少對地表擾動和破壞的角度出發，盡量集中堆置，利用互通樞紐和服務區等已征用的土地。工程拆遷設計產生棄渣3.96萬m3，按城市管理部門的要求拉運至垃圾填埋場集中堆放。設計棄渣總量11.98 m3。根據現場的監測情況，此次工程共監測到棄土（渣）6.92萬m3，比設計減少5.06萬m3，其中工程沿線和拆遷棄渣共產生1.3萬m3。

（三）水土保持措施監測結果與分析

1.工程措施

該工程實際采取的工程防護措施有排水工程、護坡防護工程、土地整治等，主要工程量有排水工程66km，拱形護坡5210m3，漿砌片石護坡5987 m3，混凝土防護7896 m3，空心預制塊培土植草868564 m3，擋土墻2821m，表土剝離17.16萬 m3，土地整治面積15.04hm2，工程措施實施在開工前期主要是表土剝離、排水溝等，2007年第四節度開始各種防護施工，基本在2009年9月底完成所有措施布置。

2.植物措施

植物措施主要有路基邊坡植草種樹、服務區及互通立交綠化美化，隔離帶綠化，取土場后期的綠化等。主要工程量有撒播狗牙根38.71 hm2，噴播植草53.47 hm2，喬灌木種植79219株，植物措施面積133.72hm2；植樹種草密度達到設計要求，采用了保土能力強的優良草種，當年成活率在93%以上，超過設計80%以上指標。植物措施最早施工是互通工程部分移植從2007年第二季度初開始，全部綠化2009年9月底基本結束。

3.臨時措施

臨時防護措施有土坎填筑、臨時排水和臨時覆蓋等，主要工程量有土埂填筑37.3km，臨時土質排水溝60km，臨時覆蓋45678 m2。

（四）土壤流失量監測結果與分析

根據現場監測情況，施工期擾動面造成的水土流失量為95835t，平均土壤侵蝕模數達到7742t/km2·a，原地貌監測平均土壤侵蝕模數為569t/km2·a，施工造成的擾動侵蝕模數是原地貌侵蝕模數的13.61倍。運行期有部分工程措施和植物措施已經實施，監測單位對部分工程運行初期的水土流失狀況進行了監測。監測發現，實施了水土保持措施的工程區域，平均土壤侵蝕模數降到200 t/km2·a，侵蝕強度大大降低。

（五）水土流失防治效果監測結果與分析

1.擾動土地整治率

擾動土地整治率是已實施的水土保持措施面積監測值、路面面積監測值、永久建筑物面積監測值的和與工程施工擾動地表面積監測值之比，根據現場監測情況，已經實施的水土流失防治面積（水土保持措施面積＋路面面積+永久建筑物面積）491.56hm2，擾動地表面積502.62hm2，該項目實際監測擾動土地治理率為97.8%。

2.水土流失治理度

水土流失治理度是已實施的水土保持措施面積監測值與建設區造成的水土流失總面積監測值之比，根據現場監測情況，已實施的水土保持措施面積201.27hm2，建設區造成的水土流失面積211.20hm2，本項目實際監測水土流失治理度為95.3%。

3.土壤流失控制比

土壤流失控制比是土壤侵蝕模數容許值與土壤侵蝕模數監測值之比，根據現場監測情況，運行期土壤侵蝕模數監測值為200t/km2·a，土壤侵蝕模數容許值為200 t/km2·a，本項目實際監測土壤流失控制比1.0。

4.攔渣率

攔渣率是實際采取攔擋措施的棄渣量監測值與項目總棄渣量監測值之比，根據現場監測情況，監測期共監測到總棄渣量6.92萬m3，其中少量的公路沿線臨時棄土渣石0.15萬m3未清理，其余棄土渣均按照設計回填就近的取土場或垃圾填埋場，監測期結束時有效攔渣率達到97.83%。

5.植被恢復系數

植被恢復系數是工程運行初期已實施的植物措施面積監測值與工程建設區可恢復植被面積監測值之比，根據現場監測情況，本工程運行初期已經完成植物措施面積133.72hm2，可恢復林草植被面積134.21hm2，植被恢復系數99.63%。

6.林草覆蓋率

林草覆蓋率是已實施的植物措施面積監測值與擾動地表面積監測值之比，根據現場監測情況，工程運行初期已完成林草植被建設面積133.72hm2，擾動地表面積502.62hm2，林草覆蓋率為26.60%。

三、結論

本文以合寧高速公路大蜀山至隴西立交段擴建工程為例介紹了在高速公路建設過程中進行水土保持監測的內容、方法，并將監測結果進行了統計與分析，從上述結果分析可以看出，該項目在施工期會造成嚴重的水土流失，平均侵蝕模數達到7742t/km2·a之多，相對于原地貌土壤侵蝕模數569 t/km2·a的13.61倍，因此在高速公路建設過程中，應當加強對施工期的水土流失防治，通過對該項目運行期的水土保持監測，土壤侵蝕模數降低到原地貌土壤侵蝕模數之下為200t/km2·a，可見高速公路建設在施工擾動結束后，水土保持植物措施的作用逐步增強，水土流失逐漸減小。

從上文還可以看出，水土流失防治6項指標監測值均達到綜合防治目標值，部分未達到水土保持方案六項指標設計值，符合水土保持專項驗收的標準

（專欄編輯：張 帆）

安徽省水利水電勘測設計院 233000 淮河流域水環境監測中心 233000）