某高速公路項目水土流失分析

劉亞坤

金龍水利工程（河南）有限公司，河南 商丘 476000

1 工程規模

某高速公路項目位于河南省西南部，線路整體呈南北走向，起點位于西峽縣老灌河西4 km 吳家莊附近，起點順接鄭西高速雙西段，下穿滬陜高速，并設置西峽樞紐互通與其相接，終點淅川縣馬蹬鎮西北3.90 km 處的寇樓村，設馬蹬互通，與S 335 相連，順接澠池至淅川高速公路馬蹬鎮至豫鄂交界段，路線全長52.76 km，其中西峽縣境內長15.60 km，淅川縣境內長37.16 km。

工程全線采用雙向四車道高速公路建設標準，時速100 km/h，整體式路基寬度26 m，分離式路基寬度13 m。橋梁設計荷載采用公路-I 級，路基設計洪水頻率1/100，橋涵設計洪水頻率特大橋1/300，其他1/100。全線設特大橋5 475.74 m/3 座、大橋10 518.25 m/45 座，中、小橋81 m/1 座，隧道8 866 m/6 座，樞紐立交1 處，服務型立交4 處，涵洞32 道，通道15 道；天橋15座；匝道收費站4 處，服務區1 處，養護工區1 處（與賈溝收費站合建）、監控中心1 處（與淅川收費站合建）。

2 水土流失影響因素

2.1 擾動地表面積

根據工程施工圖設計文件、臨時占地協議等相關資料，工程沿線實際總占地面積452.79 hm2，其中永久占地面積330.70 hm2，臨時占地面積122.09 hm2；按占地類型分，耕地220.76 hm2、園地6.74 hm2、林地205.75 hm2，住宅用地6.58 hm2、交通運輸用地7.12 hm2、水域及水利設施用地6.01 hm2；按工程類型分，路基工程占地168.16 hm2，橋涵工程占地39.51 hm2，交叉工程占地100.76 hm2，隧道工程6.19 hm2，附屬設施占地16.08 hm2，取土場占地0.46 hm2，棄渣場占地49.64 hm2，臨時堆土（石）場占地10.63 hm2，施工生產生活區占地29.15 hm2，施工道路占地32.21 hm2。

2.2 損毀植被面積

結合項目主體設計文件，外業勘察情況，工程建設過程中將損毀植被面積積433.25 hm2，其中耕地220.76 hm2、園地6.74 hm2、林地205.75 hm2。

2.3 棄土、棄渣量

根據主體工程施工圖設計及其他相關施工統計資料，經水土保持土石方平衡分析復核，挖填平衡后綜合利用后，永久棄渣471.71 萬m3（棄于全線25 處棄渣場內）。

3 土壤流失量調查

3.1 擾動單元

3.1.1 單元劃分原則

①地形地貌、擾動地表的物質組成相近。②土地利用現狀基本相同。③擾動地表方式、形態相似，時段相同。④流失成因、強度基本一致，類型相同。⑤同一單元集中連片，形成一個或幾個集中的區域。

3.1.2 擾動、預測單元及面積

本著上述原則將工程劃分為路基工程區、橋涵工程區、隧道工程區、交叉工程區、附屬設施區、取土場、棄渣場、臨時堆土（石）場、施工道路、施工生產生活區共10 個水土流失擾動單元。項目水土流失擾動范圍為永久征占地范圍和臨時征占地范圍，擾動總面積452.79 hm2。其中，調查時段內施工期擾動面積452.79 hm2；預測時段施工期擾動面積扣除建筑物占壓、地面硬化面積、工程措施面積后為259.31 hm2，施工期擾動面積扣除建筑物占壓、地面硬化面積、工程措施面積后為244.86 hm2。具體工程調查、預測時段各擾動單元擾動面積匯總見表1。

表1 工程調查、預測時段各擾動單元擾動面積匯總表 單位：hm2

3.1.3 各單元擾動時間

各防治分區預測時段按以下原則確定：施工期預測時間應按連續12 個月為一年計；不足12 個月，達到一個雨（風）季長度的，按一年計；不足一個雨（風）季長度的，按占雨（風）季長度的比例計算進行預測。工程預測時段內水土流失擾動單元及擾動時間見表2。

表2 工程預測時段內水土流失擾動單元及擾動時間表

3.2 土壤侵蝕模數

項目區土壤侵蝕類型屬西南紫色土區，土壤侵蝕強度主要以輕度侵蝕為主。根據《土壤侵蝕分類分級標準》，結合現場實際勘查情況，綜合確定沿線原地貌土壤侵蝕模數為1 000 t/（km2·a）。擾動后土壤侵蝕模數確定，工程調查時段內土壤流失情況根據水土保持監測季報獲取；預測時段施工期及自然恢復期土壤侵蝕模數結合工程實際情況，并參考類似工程侵蝕模數綜合確定各防治區侵蝕模數值。

3.3 調查結果分析預測

3.3.1 調查時段土壤流失量分析

根據水土保持監測季報情況，水土保持監測單位實際布設監測點44 處，通過采用實地測量、調查監測、資料分析及遙感監測相結合的監測方法獲取相關監測數據，并按各個防治責任分區進行分類、匯總、整理，利用水土流失面積、侵蝕模數和侵蝕時段計算出各分區水土流失量。結合各階段水土流失面積（即地表擾動面積），計算得出原地貌侵蝕單元、擾動地表侵蝕單元的水土流失量。

根據水土保持監測季報，調查時段內原地貌水土流失量為14 715.68 t，已造成水土流失總量為37 217.73 t，新增水土流失量22 502.06 t。

3.3.2 預測時段土壤流失量預測

預測時段為主線植物措施提升治理施工期、取棄渣場整治施工期及自然恢復期期間。根據各單元土壤侵蝕模數、面積和各時段擾動時間，預測時段可能產生土壤流失量，經分析計算，工程預測時段施工期造成土壤流失總量6 448.08 t，自然恢復期土壤流失量6 258.78 t，施工期新增土壤流失量3 854.98 t，自然恢復期新增土壤流失量1 361.66 t。

3.3.3 項目水土流失總量分析

經分析，項目調查時段和預測時段原地貌土壤流失總量為22 205.89 t，擾動后可能造成土壤流失量49 924.59 t，新增土壤流失量27 718.70 t。

4 結語

工程建設造成的水土流失危害：①加劇項目及周邊地區的水土流失，項目建設可能造成新增土壤流失量27 718.70 t，相當于原地貌土壤流失量22 205.89 t 的1.20 倍。②對主體工程安全造成影響，施工中土石方開挖、填筑等活動改變了征占地范圍內小地貌，破壞土體結構，造成地表裸露，影響工程安全。③可能引起的水土流失，工程在建設過程中，由于土方開挖、場地平整，破壞了原有植被，使侵蝕度增加，區域水土流失加重。若不及時采取有效的水保措施，一遇暴雨，易造成水土流失，增加地表水及地下水的含泥沙量，甚至使土地沙化，導致土地生產力降低。④已造成的水土流失現狀，工程現建設過程中，已進行臨時圍擋、部分地面硬化、防塵網覆蓋等措施，但還有部分裸露地表未進行防護，易發生水土流失，完善水土保持防護措施。