毛 旭，師利明

(1.貴州高速公路開發(fā)總公司，貴州貴陽550000;2.長安大學(xué) 公路水土保持研究所，陜西西安710061)

水土流失已成為一個世界性的環(huán)境問題，它不僅造成土地的嚴(yán)重退化，而且還會對河道安全造成威脅，不利于和諧社會的構(gòu)建、發(fā)展［1］。公路項目的建設(shè)作為人為擾動地表的一種形式，其造成的水土流失不容忽視。如何解決社會發(fā)展與生態(tài)系統(tǒng)退化的矛盾，有效解決生態(tài)系統(tǒng)退化導(dǎo)致的水土流失加劇、土地資源退化等問題，已成為公路建設(shè)項目水土保持工作的重點研究課題。筆者基于貴州省六盤水至盤縣高速公路(以下簡稱水盤公路)項目建設(shè)實踐，對其水土保持生態(tài)恢復(fù)進行探討。

1 水盤公路項目及項目區(qū)概況

水盤公路全長91.5 km，工程總投資71.2億元，全線共占用土地823.6 hm2，其中永久性占地約 560.3 hm2，臨時性占地約263.3 hm2。全線路基動用土石方2465.89萬m3，其中挖方1412.28萬 m3，填方1053.61 萬 m3;有特大橋10 座10911 m、大橋51座15479 m、中小橋8座662 m、涵洞239道、隧道24座19355 m，互通立交、分離式立交各5座，通道117處。于2007年年底開工建設(shè)，預(yù)計2013年年初竣工。

該公路是貴州省骨架公路規(guī)劃方案“三縱三橫八聯(lián)八支”公路網(wǎng)中畢節(jié)至安龍高速公路的一段。路線采用雙向四車道高速公路標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計行車速度80 km/h，整體式路基寬度為21.5 m。公路竣工通車后，六盤水至盤縣的公路里程較老路縮短了80多km，行車時間由原來的5 h減少到約1.5 h。

項目區(qū)地形地貌以中低山、臺地丘陵和峽谷為主，地勢總體西北高東南低，地形起伏大，地面標(biāo)高在830～2100 m之間。區(qū)內(nèi)發(fā)育有北盤江及其支流，水力侵蝕作用明顯，地表切割強烈、侵蝕地貌發(fā)育。由于水蝕及溶蝕作用強烈，溝谷縱橫，孤峰、峰叢林立，多見臺地、峭壁。屬亞熱帶云貴高原山地季風(fēng)濕潤氣候區(qū)，年均降水量1100～1500 mm，降水多集中在5—10月，期間降水量約占全年的76%。年均蒸發(fā)量1450 mm，年均氣溫 14.0℃，極端最高氣溫 36.7℃，極端最低氣溫 －11.7℃，年均風(fēng)速 2.1m/s。

2 工程建設(shè)對項目區(qū)水土流失的影響分析

根據(jù)公路工程的性質(zhì)、特點，可以將其時段標(biāo)準(zhǔn)分為施工期和營運期，施工期又可以分為施工前期(路基工程施工期)和施工后期(路面工程施工期)。在施工期由于施工活動會造成水土流失加劇;在營運期，因施工破壞而導(dǎo)致水土流失的各種因素在各項水土保持措施實施后逐漸消失，并且隨著時間的推移以及各項水土保持措施功能日益得到恢復(fù)和發(fā)揮，水土流失將逐漸減少，直至達到新的穩(wěn)定狀態(tài)。

2.1 施工期水土流失敏感單元分析

(1)高填深挖路段。路線走廊帶位于貴州省西部山區(qū)，云貴高原一、二級臺地斜坡上，為滿足線形的要求，在建設(shè)過程中形成了不少的高填深挖路段。由于填方高度和挖方深度較大，產(chǎn)生的裸露邊坡較長、較陡，所以高填深挖路段是水土流失發(fā)生和防治的重點單元。

(2)橋梁、隧道工程施工。本項目橋梁工程較多，橋梁工程的橋臺、橋墩施工及隧道洞門的開挖都對一定范圍內(nèi)的地表造成擾動，使地表植被和土壤結(jié)構(gòu)遭到嚴(yán)重破壞，抗侵蝕能力降低。同時開挖方的清運、堆置產(chǎn)生了大量的易侵蝕土(渣)源，為新水土流失的產(chǎn)生創(chuàng)造了條件，尤其是橋梁架設(shè)地段地形條件較差，坡面較陡，易導(dǎo)致嚴(yán)重的水土流失。

(3)取土、采料場。在施工過程中，筑路材料的開采對地表植被造成嚴(yán)重破壞，使底層土壤裸露，土壤結(jié)構(gòu)遭嚴(yán)重破壞，抗侵蝕能力變差，遇強降雨易遭徑流沖刷，進而產(chǎn)生大量的水土流失。

(4)棄渣場。由于項目區(qū)地形復(fù)雜，不便于棄渣的長距離調(diào)用，需要設(shè)立相對較多的棄渣場，根據(jù)調(diào)查，本項目的棄渣場一般都設(shè)置在溝道等低洼區(qū)域內(nèi)。在施工過程中，產(chǎn)生的棄渣一般都松散堆棄，如不及時實施防護措施，遇強降雨或上游匯水下泄時，易造成嚴(yán)重的水土流失。為此，必須做好棄渣場防護措施，避免汛期遭沖刷而形成嚴(yán)重的水土流失，危及沿線及下游地區(qū)的河道、農(nóng)田等。

(5)臨時占地。在該公路項目建設(shè)過程中要修筑大量施工便道，施工便道的開挖在很大程度上破壞了原有地表植被，此外本項目施工還需要設(shè)立臨時堆放場、預(yù)制場等，這些臨時占地也對占地范圍內(nèi)的植被和地表土壤造成一定程度的破壞。因此，在防治過程中不能忽視臨時占地，必須加以防護。

(6)不良地質(zhì)路段。沿線所經(jīng)區(qū)域內(nèi)的不良地質(zhì)主要為巖溶地段、煤礦采空區(qū)等，分別采用了回填夯實、灌注和設(shè)橋跨越的方法進行處理，在預(yù)測時分別按路基邊坡和橋臺邊坡進行。

(7)拆遷安置。本工程建設(shè)造成了一定數(shù)量原有設(shè)施的拆遷，限于當(dāng)?shù)氐牡匦魏推渌麠l件，在移民安置過程中，移民建房等人類活動對沿線的植被、土壤等環(huán)境因素有負面影響，會產(chǎn)生一定的水土流失。

2.2 營運期水土流失影響分析

公路營運期，路面全部硬化，不會產(chǎn)生土壤侵蝕。對于采取工程防護措施的重塑地貌單元，如各類邊坡等，由于砌石或預(yù)制塊護坡直接將土壤侵蝕源與侵蝕動力分隔開來，所以一般不會產(chǎn)生新的水土流失;對于采用生物措施進行防護的一些工程單元，自然恢復(fù)期在生物措施完全發(fā)揮水土保持功能前，受降雨和徑流沖刷，仍會有輕度的水土流失發(fā)生。

本項目區(qū)水分和光熱條件較好，植被恢復(fù)迅速，隨著植物的生長，覆蓋度增加，水土流失將會逐漸得到控制，并降低到允許土壤流失量或以下。另外，不良地質(zhì)路段在采取了防治措施以后，水土流失基本可以得到控制。

2.3 土壤流失形式和特征

在該公路項目建設(shè)和運營過程中，土壤侵蝕以水力侵蝕為主，少數(shù)路段兼有重力侵蝕等其他侵蝕形式。具體表現(xiàn)為:①面蝕。工程建設(shè)過程中產(chǎn)生了一系列的重塑坡面單元，這些坡面在防護工程實施前處于全裸狀態(tài)，抗侵蝕能力非常差，坡面在雨滴的擊濺和徑流的沖擊作用下，易發(fā)生表層土壤的面狀侵蝕。面蝕的強度和總量與降雨強度、坡度、地表土壤特性密切相關(guān)。②溝蝕。對于填方邊坡和棄渣坡面來說，坡面地表土壤極其松散，抗沖性很差，當(dāng)坡頂有股流下泄到坡面時，易在坡面形成溝狀侵蝕，其中棄渣場因棄渣堆積松散而溝蝕狀況最為嚴(yán)重，有些挖方邊坡表面也會出現(xiàn)細溝或淺細溝狀侵蝕。③滑坡、崩塌和泥石流。對于大挖方路段和可能產(chǎn)生崩塌、滑坡災(zāi)害的路段來說，施工過程中的人為擾動往往會使山體的穩(wěn)定性變差，從而加大項目區(qū)內(nèi)滑坡和崩塌災(zāi)害的發(fā)生幾率，此外棄土棄渣在高強度降雨條件下極易形成泥石流。

3 水土保持措施設(shè)計及生態(tài)恢復(fù)探討

根據(jù)公路建設(shè)項目水土流失特點、危害程度和防治目標(biāo)、水土流失預(yù)測結(jié)果和劃定的防治責(zé)任范圍，以及水土流失防治分區(qū)和防治內(nèi)容，確定不同的防治區(qū)應(yīng)采用不同的防治措施及布局，以形成防治措施體系。在不同類型的防治措施布局中，以臨時防護措施、工程措施和植物措施相結(jié)合的方式，力求使本項目建設(shè)造成的水土流失得以集中治理。在發(fā)揮工程措施控制性和速效性特點的同時，充分發(fā)揮植物措施的長效性和景觀效果，形成工程措施和植物措施相結(jié)合并互為補充的防治形式，能達到主體工程建設(shè)順利進行、公路建成后安全運營、沿線生態(tài)環(huán)境明顯改善和帶動地方經(jīng)濟持續(xù)發(fā)展的目的。水盤公路防治分區(qū)劃分結(jié)果見表1。

表1 水盤公路防治分區(qū)

根據(jù)防治分區(qū)劃分結(jié)果，設(shè)計的水土保持措施主要包括:

(1)主體工程防治(表2)。

表2 主體工程具有水土保持功能的工程量和投資

(2)棄渣場防治。根據(jù)初步設(shè)計中間成果，沿線共設(shè)置棄渣場34處，共計占地58.33 hm2。根據(jù)棄渣場利用方向規(guī)劃及臨時工程設(shè)計，計算得到水盤公路沿線棄渣場水土保持工程措施、植物措施及臨時措施的數(shù)量，分別見表3—5。

表3 棄渣場防護工程措施數(shù)量

表4 棄渣場植物措施工程量

表5 棄渣場表土剝離及臨時擋護工程量

(3)取土場防治。取土場占地面積11.21 hm2。根據(jù)項目區(qū)的地形和氣象條件，取土場區(qū)主要采取以下預(yù)防保護措施:①表土剝離。剝離的表土，集中臨時堆放，以備復(fù)墾之用。②防護和削坡開級。由于坡地取土場邊坡高差不是很大，平均為4 m，取土后平整坡面，進行植被恢復(fù)，以保水保土，并防止上方來水直接下泄造成水土流失。③土地整治。根據(jù)貴州省耕地較少的情況，建議條件允許時，首選改造為耕地，在取土場的生土上覆蓋公路施工時剝離的熟土，以縮短土地生產(chǎn)能力恢復(fù)所需時間，使取土場區(qū)與周圍環(huán)境相協(xié)調(diào)和融合。④截排水措施。對位于坡面的取土場，取土前應(yīng)在開挖線外側(cè)設(shè)置截排水溝，以防止降雨徑流對取土場施工造成影響。取土場地上游匯水面積不大，周邊截排水溝的斷面采用梯形斷面設(shè)計，底寬50 cm、深50 cm，邊坡坡率1∶0.3，用混凝土修筑。⑤植物措施。土地整治后的料場平臺，可以采取兩種方式進行植物防護:一種是全面采取植物措施(植樹種草);另一種是先種樹，再交地方政府進行復(fù)墾。對于土崗坡頂面取土后形成的各級邊坡，可在邊坡坡腳種植攀緣植物進行美化，在坡面種草綠化。取土場防治措施工程量分別見表6—8。

表6 取土場表土剝離及臨時擋護工程量

表7 取土場防護工程措施數(shù)量

表8 取土場植物措施工程量

(4)施工便道防治區(qū)。施工便道占地面積66.58 hm2。對于在開辟施工便道過程中產(chǎn)生的新的廢渣必須及時清除，并運至棄渣場統(tǒng)一處置，避免隨處亂棄。由于施工便道路面一般不做硬化處理，易造成路面土壤的侵蝕，因此施工便道線形應(yīng)具有一定的曲率，避免出現(xiàn)較長的順直線路，以降低地表徑流下泄的速度。同時，施工期間應(yīng)做好施工便道的防、排水措施，如臨時土質(zhì)邊溝(必要時需鋪砌石塊以減少溝底和溝岸土壤的沖刷)等。另外，為防止施工期施工車輛隨意碾壓，在施工過程中應(yīng)嚴(yán)格規(guī)定行車通道，避免破壞施工便道沿線的植被和生態(tài)。施工結(jié)束后，應(yīng)根據(jù)施工便道占地的后期規(guī)劃利用方向，及時進行土地整治和植被恢復(fù)工作。

對于需要植被恢復(fù)或復(fù)耕的施工便道占地區(qū)域，施工結(jié)束后，應(yīng)及時進行分級分塊處理，使每小塊土地呈水平或1%～2%的倒坡，地塊的大小視原施工便道縱坡的大小而定，每個地塊的邊緣修建一條擋水土埂。分好的地塊還需進行覆土處理，以備復(fù)耕或植被恢復(fù)，覆土設(shè)計可參照取土場進行。

對于整治后的土地，如需復(fù)耕的，可先撒草籽進行初步植被恢復(fù)，然后由地方政府進行復(fù)耕;不復(fù)耕的，則進行全面的植被恢復(fù)，行狀栽植喬、灌木等，其間再撒播草籽，以增加地表的植被覆蓋。具體可參照取土場植物措施典型設(shè)計進行。工程中新開辟的施工道路全部按植樹種草措施進行防護工程量的計算，結(jié)果見表9。

表9 施工便道防護措施工程量

(5)施工生產(chǎn)生活區(qū)(占地面積127.18 hm2)。①前期防護措施。對于設(shè)在坡地且下游有水域的施工場地，在進行場地平整和建設(shè)使用之前，應(yīng)先建設(shè)下方攔渣措施和上游的截排水工程，具體設(shè)計可參照棄渣場攔渣工程和截排水工程進行。②施工中的管理措施。施工單位應(yīng)盡量避開雨季安排動土工程，場地平整盡量做到挖、填平衡，減少棄渣、棄土量。應(yīng)嚴(yán)格控制施工過程中料、渣的堆放和處置，禁止亂堆亂排。及時清除截、排水溝中的沖淤物，以保障排水系統(tǒng)的通暢。③后期防護措施。施工結(jié)束后，施工單位須將不需要保留的地表建筑物及硬化地面全部拆除，廢棄物及時運至附近棄渣場，按照施工場地后期使用規(guī)劃，做好場地的土地整治，以備綠化。具體的土地整治方式可參照取土場進行。首先，根據(jù)場地的地形、坡度，適當(dāng)?shù)貙ζ溥M行分級分塊，盡量使每級和每塊土地?zé)o順向坡。其次，對每塊土地進行整平，并利用先期剝離的表土進行覆土，覆土的規(guī)格可參照取土場覆土設(shè)計進行。對本區(qū)采取復(fù)耕或植被恢復(fù)措施，既可防治水土流失，又能達到綠化美化環(huán)境的目的。根據(jù)“適地適樹”的原則，考慮本區(qū)內(nèi)水土保持和環(huán)境功能要求，選擇馬尾松和響葉楊混交、地面種植三葉草進行綠化。根據(jù)上述布置，施工生產(chǎn)生活區(qū)水保防護措施工程量見表10。

表10 施工生產(chǎn)生活區(qū)防護措施工程量

4 結(jié)語

在公路項目建設(shè)過程中如不開展必要的水土保持和生態(tài)保護工作，將會引起嚴(yán)重的水土流失，造成區(qū)域生態(tài)環(huán)境的退化和破壞。另外，新形勢對水土保持工作和開發(fā)建設(shè)項目區(qū)的生態(tài)恢復(fù)提出了更高的要求，所以我們必須重視公路建設(shè)項目水土保持和生態(tài)恢復(fù)工作。

［1］唐克麗.中國水土保持［M］.北京:科學(xué)出版社，2004:125－129.