高寒區公路建設項目水土流失特點及治理措施

姚志杰，古力巴哈

(新疆水利水電科學研究院，新疆 烏魯木齊 830049)

0 引言

公路建設對新疆經濟的快速發展提供了有力保障，但忽視公路建設中的水土流失問題會造成嚴重的環境破壞。公路建設中的水土流失問題已引起廣泛的關注，高寒區生態環境脆弱，一旦破壞需要更長的時間進行恢復，因此生產建設項目在施工中需要提出有針對性的水土保持措施并嚴格實施。為進一步了解新疆高寒區公路建設項目水土保持措施情況，以富蘊至可可托海公路工程建設為例，對高寒區公路建設水土流失特點及水土保持措施進行研究，以期為高寒區公路建設水土流失防治提供借鑒和參考。

1 高寒區公路建設水土流失特點分析

新疆高寒區公路主要分布于北疆及天山、昆侖山的高山區域，高寒區域的生態環境復雜脆弱，地面植被經過長期的演化，地表生長有一定的植被，但土壤養分含量低，土壤結構不利于植被生長，植被的生長具有脆弱性，植被垂直帶譜明顯，海拔4 000 m以下為山地荒漠帶，海拔4 000～4 550 m為高寒荒漠帶，海拔4 550～4 650 m為高寒草原帶，海拔4 650 m以上為高山草甸帶，隨著海拔升高，植被逐漸退化，地表植被被施工擾動破壞以后的恢復需要極長的時間，工程跡地次生群落物種組成近10 a內仍以耐旱耐貧瘠植物為主，處于演替過程中一個較為穩定的階段，短期以致較長時間內都難以恢復至頂級高寒草甸群落。

由于植被生長受限，地表土壤不發育，導致工程施工中易造成嚴重水土流失，且后期恢復困難，影響持續時間較長，因此工程施工中需要做好水土保持設計，同時嚴格按照設計實施，以避免無序施工嚴重破壞環境。

2 項目情況簡介

2.1 工程概況

S226線富蘊至可可托海公路工程是阿勒泰地區“五縱四橫”公路網主骨架之“第一橫”，是富蘊縣連通其轄區內鄉鎮的主干道，具有改善沿線區域鄉村居民交通出行條件，促進地區自然資源的開發利用功能，也是鞏固新疆北部邊境國防安全，維護民族團結和邊疆穩定的需要。

項目全線位于新疆維吾爾自治區富蘊縣境內，主線起點位于G216線與S226線交叉口處(地理坐標為：E89°33′23″，N46°48′38″，樁號K0+000)；沿線有S226線改建23.25 km，于K33+435處右偏沿額爾齊斯河左岸逆流而上新建7.30 km，后于K44+200處右偏進入吐爾洪河，沿吐爾洪河兩岸逆流而上新建至野鴨湖，再沿Z842線向北進行改建，在K78+445～K79+265段新建全長820 m的可可托海隧道，之后進入可可托海鎮，沿礦山路、開拓路等布設，此間于K83+920處跨越額爾齊斯河，設置全長為160 m的可可托海鎮大橋，出可可托海鎮后沿Y235線行改建，終點止于額爾齊斯河大峽谷景區前(地理坐標為：E89°52′09″，N47°12′55″，終點樁號K88+340)，主線全長76.20 km，其中新建道路長度約31.50 km。項目另設置富蘊縣城連接線1.33 km，富蘊縣城南工業園區連接線18.98 km。

項目主要由路基工程、路面工程、橋涵工程、隧道(明洞)工程、交叉工程、連接線工程、取土(料)場、棄渣場、施工生產生活區和施工道路等組成。

2.2 工程分區

工程分區主要采取實地調查勘測、資料收集與分析相結合的方法，按照以下原則進行項目水土流失防治分區：①各分區之間具有顯著差異性；②相同分區內造成水土流失的主要因子相近或相似；③各級分區應層次分明，具有關聯性和系統性；④按照自然條件即氣候、地形地貌及植被類型等的差異劃分級分區；⑤按照占地性質、工程類型及功能劃分二級分區。

該項目的水土流失防治責任范圍劃分為微丘區和中低山區兩個一級分區，二級分區分為路基工程防治區、橋梁工程防治區、隧道工程防治區、附屬設施防治區、取棄土(料)場防治區、原取土場防治區、施工生產生活防治區和施工便道防治區等8個二級分區。

3 新疆高寒區公路建設項目防治措施體系

為處理工程建設與生態環境的關系，有效防治項目建設過程中的新增水土流失，保證主體工程安全平穩運行，在分析評價主體工程及水土流失預測的基礎上，把水土保持工程措施、植物措施、臨時措施有機結合起來，形成完整、科學的水土流失防治措施體系?？紤]到本工程線路較長，主體工程設計階段深度與水土保持設計階段深度不銜接的問題，對不同水土流失防治分區內的典型路段進行典型設計，以代表該段的水土保持治理方向。

3.1 工程措施設計

設計中對路基工程防治區、橋梁工程防治區、隧道工程防治區、取棄土(料)場區、原取土場區作了較為詳細的工程措施，同時水保方案以補充、完善和細化主體工程水土流失防治措施為原則，將項目區臨時用地作為設計重點，對路基工程防治區補充表土剝離、回覆表土、土地平整等措施；對橋梁工程防治區和隧道工程防治區補充土地平整等措施；對取棄土(料)場防治區、原取土場防治區、施工生產生活防治區和施工便道防治區分別補充了土質排水溝、土地平整、表土剝離等措施。

3.2 植物措施設計

3.2.1 立地條件分析

項目區線路所經大部分區域的土壤為棕鈣土、栗鈣土和鹽化棕漠土。棕鈣土其母質多為黃土狀沉積物，土層較厚，多為壤質，剖面分化比較明顯。表層土壤有機質平均含量1.67%，土壤速效磷、速效氮含量偏低。栗鈣土分布于中低山區成土母質多為黃土，次為坡積物，質地偏輕，多屬砂壤、輕壤與礫質砂壤，土層厚薄不一，表層土壤有機質含量2.50%左右，土壤速效養分含量不高。僅在微丘區洼地帶，以及降水及融雪水徑流滯緩區或匯集的洼地分布有鹽化棕漠土。

3.2.2 草種的選擇

根據工程所在區域氣候特征及不同施工區的立地條件，本著“適地適樹，適地適草”的原則，經實地調查，優選的樹草種植物學與生態學特性見表1。

表1 植物措施防治措施表

3.3 臨時措施設計

①開挖施工前應對工程占地進行清表，清表采用循序漸進的方式進行，避免增大侵蝕破壞。②施工期間，臨時堆土、清表土應集中堆放在公路永久占地一側，并對堆放場地采取臨時防護措施，減少水土流失?？紤]到投資，盡對中低山區采取了裝土編織袋攔擋和防塵網苫蓋相結合的防護措施，其余地段均只采取了防塵網苫蓋措施。③施工過程中應該嚴格限制臨時用地的擾動范圍，施工生產生活區要進行臨時圍擋，施工便道嚴格控制施工車輛的行駛路線，防止占壓占地范圍外的土地，在道路兩側設置限行標志。④施工過程中應對施工生產生活區就施工便道區域采用臨時灑水措施，減少揚塵從而起到水土保持效果。

4 新疆高寒區公路建設項目防治措施中的問題

根據驗收資料，該工程路基防護工程區的土壤侵蝕量最多，達到29 832 t，同時也是新增水土流失量最多的分區，達到19 456 t，因此重點防治分區應為路基防護工程區，從表2可知，方案設計相應防護措施達到8種，是平均3.80種防治措施的兩倍，可以從側面反映方案措施設計的合理性。

表2 水土保持防治措施表

工程實際建設防治面積為249.08 hm2，較方案設計面積的359.57 hm2減少了110.49 hm2，主要有3個原因：①工程施工未擾動及占壓《水保方案》擬定的直接影響區，新規中已取消直接影響區這一分區；②《水保方案》規劃1處石料場，5處土料場，5處棄渣場，實際施工中啟用土料場2處，棄渣場1處，方案設計的取料棄渣場與實際差異較大；③《水保方案》規劃施工道路28.60 km，實際建設施工道路6.20 km，方案設計明顯偏大。

5 結語

中國水土保持方案設計作為水土保持工作的重要組成部分，對治理工程建設水土流失問題提供了很大幫助，但仍然存在一些系統性問題，主要有：①主體工程設計階段深度與水土保持設計階段深度不銜接的問題。目前水土保持方案設計已不作為項目審批的前置條件，工程施工開始前完成方案設計即可，但實際中業主單位由于對相關情況不了解，往往要求提前做好方案設計，導致后期主體設計變化時，水土保持方案設計與實際情況不符的情況發生；②方案設計人員對工程施工情況掌握不夠系統，方案設計措施不夠符合工程實際施工情況，例如相關規范中規定臨時占地范圍內擾動深度<20 cm的表土可不剝離，宜采取鋪墊等保護措施，但實際方案設計中基本見不到鋪墊這一措施。