德商高速公路水土保持監測及效果評價

謝 翔，于 苗，李 棟

（濟南綠軒工程咨詢有限公司，濟南250014）

1 工程概況

德商公路德州 （魯冀界）至夏津段工程全長63.911km，所經武城和夏津縣屬于黃泛平原風沙國家級水土流失重點預防區，項目區水土流失類型以風力侵蝕為主，兼有水蝕，侵蝕強度以輕度侵蝕為主，原地貌侵蝕模數為500t/（km2·a）。 根據工程總體布局、建設時序、水土流失強度等進行防治分區。通過對綜合擾動土地整治率，水土流失總治理度，攔渣率，土壤流失控制比，林草植被恢復率，林草覆蓋率6項防治目標值進行監測，考察施工方案的合理性[1]。

2 水土保持監測內容

2.1 監測點布置

本項目水土保持監測共12個固定監測點，根據監測實際沿途布設多處巡查監測點，如圖1。各取土場目前取土已基本完成，水土流失狀況無法進行得實地觀測，但將通過實地觀測定位各取土場經緯度，查閱資料獲取各取土場取土面積、深度及土方量[2]，如表1。

表1 固定監測點統計

2.2 監測設施設備

本項目水土保持監測設施設備主要包括：手持式GPS全球定位儀、手提風速儀、自動氣象站、激光測距儀、烘箱、環刀、土壤水分測定儀、數碼攝像機、數碼相機、電腦、打印機、掃描儀、皮尺、鋼尺、測高儀、羅盤等，這些設備保證了項目水土保持監測數據的采集、處理等工作的順利進行[3]。

3 監測內容和方法

3.1 擾動土地情況監測

擾動土地情況水土保持監測內容主要包括各防治分區擾動范圍、面積及土地利用類型變化情況等。目擾動土地情況監測方法主要采用實地量測、遙感監測和資料分析相結合的監測方法。對于擾動土地面積、取土場面積采用遙感監測和資料分析的方法，取土場邊坡坡度、高度等因子采用實地量測法。遙感監測：通過goole earth下載項目區施工前、施工中期和施工后的遙感影像數據，采用GIS軟件對影像進行分析對比，獲取工程施工后擾動面積[4]。

3.2 取土情況監測

取土情況監測內容主要包括取土場、臨時堆放場的數量、位置、方量、表土剝離、防治措施落實情況等。監測方法主要包括遙感監測、實地量測和資料分析的方法。對于取土場面積采用遙感監測和資料分析的方法，取土場邊坡坡度、高度等因子采用實地量測法。對于取土量等采用資料分析的方法進行監測。通過向工程建設單位、設計單位、監理單位、質量監督單位收集有關工程資料，從中提取出取土量。

3.3 水土保持措施監測

水土保持措施監測內容：對于工程防治措施，主要調查其實施數量、質量及進度；防護工程穩定性、完好程度、運行情況、措施的攔渣保土效果。植物措施主要調查其不同階段林草種植面積、成活率、生長情況及覆蓋度；擾動地表林草自然恢復情況；植物措施攔渣保土效果。對于臨時防護措施，主要調查其實施情況，如實施數量、質量、進度、運行情況和臨時措施的攔渣保土效果。主要采用實地量測和資料分析的方法進行。本項目水土保持措施的實施狀況監測方法主要采用實地量測和資料分析的監測方法。

3.4 水土流失情況監測

水土流失狀況監測內容包括水土流失量和水土流失危害監測。本項目水土流失量主要采用地面定點觀測、實地量測和遙感監測相結合的方法。水土流失面積監測采用實地量測、遙感監測相結合的方法；土壤流失量監測采用地面定點觀測法 （簡易徑流小區、測釬法、沉沙池法），在不同防治分區選擇典型代表區域布設徑流小區、測釬或沉沙池，根據實地量測結果，通過相似區域尺度放大的方法，得出不同分區的水土流失總量[4]。

3.4.1 簡易徑流小區

在公路堆填路基邊坡布設徑流小區，同時采用自記雨量計和雨量筒觀測降雨量和降雨強度。

3.4.2 沉沙池

在路基、橋涵、施工生產生活區排水溝出口處設沉沙池，通過沉沙池內水土流失量推算相應監測分區水土流失量。

3.4.3 測釬法

在路基邊坡、取土場開挖邊坡布設簡易水土流失觀測場。將直0.5cm、長20cm測釬相距0.20m×0.20m品字形布置，垂直方向打入坡面，量測測釬露出地面的長度并做記錄。每月觀測一次釘帽距地面高度，計算土壤侵蝕深度和土壤侵蝕量。計算公式為[5]：

式中 A為土壤侵蝕量（m3）；Z為土壤侵蝕厚度（mm）；S為水平投影面積（m2）；θ為斜坡坡度值。

4 水土保持防治監測指標統計

根據本工程水土保持監測數據，計算各防治分區6項防治目標值，并與水土保持方案設計的各防治分區六大防治目標值進行對比，分析各防治分區六大防治目標達標情況，如表2。

表2 各防治區防治目標 單位：%

德商公路德州（魯冀界）至夏津段工程在施工過程中擾動造成水土流失面積249.39hm2，各項水土保持措施治理面積242.27hm2，綜合水土流失總治理度為98.20%。

根據主體工程設計，結合查閱和分析項目實施過程資料，通過實地監測，本項目施工過程中棄方0.415萬m3，實際攔截棄渣量0.41萬m3，因此，攔渣率為98.6%。土壤流失控制指標是指項目建設區所處區域容許土壤流失量與項目建設區范圍內單位面積實際發生的水土流失量的比值。根據水土流失監測調查結果（施工期和試運行期），工程試運行期平均侵蝕模數為194t/km2·a。經計算，試運行期土壤流失控制比為1.03。工程可恢復林草植被面積175.76hm2，實施林草植被面積174.10hm2，綜合林草植被恢復率99.06%。

工程項目區總面積491.66hm2，林草植被面積174.10hm2，綜合林草覆蓋率為35.41%。

5 水土流失防治效果

通過實際監測，本工程綜合擾動土地整治率、水土流失總治理度、攔渣率、土壤流失控制比、林草植被恢復率、林草覆蓋率各項指標監測值均達到方案設計防治目標值。

表3 水土保持措施實施效果 單位：%

6 結語

（1）采用實地量測、遙感監測和資料分析相結合的監測方法。根據本工程水土保持監測數據，擾動造成水土流失面積249.39hm2，各項水土保持措施治理面積242.27hm2，綜合水土流失總治理度為98.20%。

（2）本項目施工過程中棄方0.415萬m3，實際攔截棄渣量0.41萬m3，攔渣率98.6%；土壤流失控制比1.03；可恢復林草植被面積175.76hm2，實施林草植被面積174.10hm2，綜合林草植被恢復率99.06%。

（3）項目區總面積491.66hm2，林草植被面積174.10hm2，綜合林草覆蓋率35.41%，各項指標監測值均達到方案設計防治目標值。