李 杰，鄭珉姣，羅 強，周 全

(1.湖北省水利水電規(guī)劃勘測設(shè)計院，湖北武漢 430064;2.武漢大學(xué)水利水電學(xué)院，湖北武漢 410007)

過去，交通不便是藏北地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展相對緩慢的主要限制因素。近年來，公路建設(shè)的高速發(fā)展極大地改善了西藏高原地區(qū)的交通條件，有效解決了高原地區(qū)自然資源、勞動力、生產(chǎn)設(shè)施等生產(chǎn)要素相互分離的矛盾，為實現(xiàn)共同富裕和可持續(xù)發(fā)展發(fā)揮著重要的作用。2011年，西藏交通運輸部門編制了“十二五”公路交通發(fā)展規(guī)劃，計劃在“十二五”期間開展總里程為2.7萬km的公路工程建設(shè)，力爭實現(xiàn)西藏自治區(qū)公路交通的跨越式發(fā)展。規(guī)劃公路中有15.16%的路段分布在水力侵蝕區(qū)，有1%的路段穿越沙漠、高寒荒漠和各類荒地，有5.42%的路段分布在多年凍土區(qū)［1］。公路建設(shè)不可避免地會對公路通過地區(qū)的生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生影響，極易加劇沿線土地沙化現(xiàn)象，并給沿線脆弱的生態(tài)環(huán)境帶來不可逆轉(zhuǎn)的破壞。

1 S203線雄梅—申扎段公路工程簡介

擬改建的S203線雄梅—申扎段公路工程位于藏北那曲地區(qū)申扎縣境內(nèi)，該項目是S203線的重要路段，與S301線在申扎縣城北部的雄梅鎮(zhèn)相交，是西藏自治區(qū)“十二五”公路交通發(fā)展規(guī)劃中重點建設(shè)的通縣油路之一。目前，S203線雄梅—申扎段公路為四級砂石路，道路等級較低，現(xiàn)狀路寬5.5～6.5 m，路況較差，不能滿足經(jīng)濟社會發(fā)展的需要。

擬建線路全長88.81 km，按三級公路標(biāo)準(zhǔn)進行改建，設(shè)計行車速度40 km/h，路基設(shè)計寬度8.5 m。項目由路基工程、橋梁工程、附屬設(shè)施、草甸表土堆放場、料場(砂礫料場、石料場)、施工生產(chǎn)生活區(qū)、施工便道、施工力能供應(yīng)區(qū)組成。工程總占地273.21 hm2，其中永久占地188.06 hm2、臨時占地85.15 hm2。工程開挖土石方83.38萬m3，回填土石方195.27萬m3，借方150.24萬m3，取料來源于8處砂礫料場和3處片塊石料場，產(chǎn)生棄方38.35萬m3(含表土臨時棄渣25.53萬m3，不良地質(zhì)換填、橋梁基礎(chǔ)及硬化層清除產(chǎn)生的永久棄渣12.82萬m3)，全線不另設(shè)棄渣場，施工期內(nèi)把棄渣堆置于沿線布置的7處草甸表土堆放場，施工完畢后，將臨時棄渣回覆至路基邊坡及施工場地利用，永久棄渣回填料場。根據(jù)需要，沿線布設(shè)施工便道20 952 m、施工生產(chǎn)生活區(qū)16處。

2 項目區(qū)自然環(huán)境概況

項目區(qū)地處藏北羌塘高原中南部，岡底斯山和西藏第二大湖色林錯之間，屬典型高原湖盆地貌區(qū)。區(qū)內(nèi)地勢較緩，丘陵、高山與盆地相間，沿線平均海拔4 720 m，丘頂與山地的相對高差一般在300～500 m。項目區(qū)屬典型的高原亞寒帶半干旱氣候區(qū)，氣候寒冷，空氣稀薄，長冬無夏，多風(fēng)雪天氣。多年平均氣溫-0.4℃，最高氣溫21.8℃、最低氣溫-36.8℃，年平均降水量298 mm，年均蒸發(fā)量2 181.1 mm，年均日照時數(shù)2 916 h，年均風(fēng)速3.8 m/s，最大凍土深2.9 m，全年有霜。項目區(qū)土壤類型主要為高山草原土，由于區(qū)域內(nèi)氣候干旱、風(fēng)大、土壤凍結(jié)期長，土壤腐殖質(zhì)累積和凍融過程非常弱，出現(xiàn)鈣化現(xiàn)象。生長有高寒草原植物，因草根少，故不能形成草氈層，腐殖質(zhì)層較薄，呈灰棕或灰黃色，土體富含礫石，石礫背面有石灰膜，有機質(zhì)含量低。局部豐水路段生長有高山草甸，草層較厚，生長土土壤為高山草甸土，腐殖質(zhì)含量高。區(qū)內(nèi)植物屬高寒草甸、草原植被，由于項目區(qū)氣候條件惡劣，生長的植被主要以耐寒中生莎草科植物高山嵩草為建群種，屬藏北草場區(qū)，主要生長針茅、羊茅等天然牧草，但產(chǎn)量不高，植被覆蓋率在35%以下。此外，項目起點位于色林錯黑頸鶴國家級自然保護區(qū)實驗區(qū)附近，項目區(qū)野生動物種類較豐富，主要有藏羚羊、藏原羚、高原野驢、黑頸鶴、赤麻鴨等。

3 項目特點及水土流失特點

3.1 項目特點

由于項目所處的地理位置特殊，海拔高，氣候寒冷干旱，植被稀少，所以相比常見類型區(qū)公路工程，該區(qū)公路改建工程有以下特點：①項目區(qū)屬藏北高原半干旱生態(tài)脆弱區(qū)，地表植被一旦被擾動破壞，則很難恢復(fù);②項目沿線廣泛分布有積雪、凍土層，分散分布有泥石流、水毀及軟弱路基路段，不良地質(zhì)災(zāi)害整治也是項目改建的主要任務(wù)之一;③對于填方路基，設(shè)計填高高于內(nèi)地一般填方公路(取公路設(shè)計規(guī)范中的高值)，主要目的是為了防風(fēng)吹積雪和凍土等不良地質(zhì)災(zāi)害，導(dǎo)致借方相對增加，沿線料場布置較多;④可施工時間短，每年11月至次年3月初，項目區(qū)氣溫在冰點以下，不宜施工，可施工期集中在每年3月中下旬至10月。

3.2 項目區(qū)水土流失特點

項目區(qū)水土流失以輕度凍融侵蝕和風(fēng)力侵蝕為主，伴有水力侵蝕。另外，根據(jù)調(diào)查，沿線生態(tài)極其脆弱，并且局部有過度放牧現(xiàn)象，導(dǎo)致植被稀少甚至完全裸露，且土壤主要為砂性土。項目區(qū)水土流失特點有：①主要侵蝕類型為凍融侵蝕及風(fēng)力侵蝕，其中凍融侵蝕主要對土壤及下部巖層中飽含水分的部分起作用，受結(jié)冰過程以及冰夾層的作用體積增大，融化后體積又縮小，地表呈季節(jié)性升降，造成土層松動、崩解，一遇暴雨水蝕嚴(yán)重［2］。因此，凍融侵蝕往往與水力侵蝕疊加造成較嚴(yán)重的水土流失危害。②項目建設(shè)過程中的風(fēng)蝕屬工程型風(fēng)蝕，由于項目建設(shè)對地表植被和土壤層的破壞，使得下覆風(fēng)化殼裸露，在強風(fēng)場的作用下，風(fēng)蝕劇烈，地表細顆粒物質(zhì)在短時間內(nèi)被吹蝕殆盡，這種侵蝕的特點是土地表面的石礫化，而不是沙化［3］。③雖然項目區(qū)多年平均降水量較小，但瞬時降雨極易給沿線植被覆蓋較低的砂性土造成嚴(yán)重的水力侵蝕。

3.3 工程建設(shè)對水土流失的影響

(1)凍融及水力侵蝕混合水土流失影響分析。在多年凍土區(qū)的公路兩側(cè)和路基部分，在局部地下水或地表水富集區(qū)域，容易形成冰錐和凍脹丘，從而產(chǎn)生崩塌和滑坡;公路路基和邊坡由于熱脹冷縮，常常形成垮塌，從而造成邊坡水土流失。根據(jù)有關(guān)學(xué)者研究，在公路、河床兩側(cè)的斜坡上，當(dāng)凍土融化和濕潤軟化后，可沿凍土層或地下水層順坡滑塌，這種滑塌發(fā)育速度驚人，有時2～3年就可以從坡腳溯源發(fā)育至坡頂。這種混合型水土流失造成的影響在藏北地區(qū)的S203線及S301線沿線隨處可見，特別是在道路利用橋梁或涵洞跨越地表水系時，橋涵與路基的連接處常常受凍融及水力侵蝕的交互作用而損毀嚴(yán)重。

(2)風(fēng)力侵蝕的水土流失影響分析。藏北高原內(nèi)陸湖密布，屬于湖積平原區(qū)，風(fēng)力侵蝕的結(jié)果就是形成石礫化土地。由于許多湖泊處于匯水型封閉系統(tǒng)，湖泊往往位于盆地的中心，所以來自四周的沖積和洪積物向湖盆遷移。離湖泊越近，沉積物顆粒越細，在靠近湖泊的灘地，沉積物在水流的分選作用下結(jié)構(gòu)單一化，在強風(fēng)場的作用下逐漸形成砂礫地。湖泊則伴隨著氣候波動而發(fā)生明顯縮小和擴展變化，伴隨著湖泊水位的下降，湖泊面積縮小，湖泊趨于封閉，原來的湖底暴露而發(fā)生石礫化或鹽堿化。S203沿線的色林錯、格仁錯、錯鄂錯等湖泊受風(fēng)力侵蝕影響正沿著該趨勢演變。

4 防治思路及措施布局

4.1 水土流失防治思路

根據(jù)項目特點及水土流失特點，提出藏北高寒地區(qū)公路建設(shè)過程中的水土流失防治思路。

(1)保護為主，減少擾動。控制并減少對周邊的擾動，就是對土地資源最大的保護，如將沿線產(chǎn)生的永久棄渣回填料場，不另設(shè)棄渣場，減少臨時占地面積;在施工便道及生產(chǎn)生活區(qū)周邊設(shè)置鐵絲網(wǎng)防護欄，減少施工機械對周邊的擾動。

(2)保草甸表土。對于藏北高原生態(tài)脆弱地區(qū)，表土一旦被破壞，生態(tài)也就沒有恢復(fù)的可能。特別是對有機質(zhì)含量相對較高的草甸表土，保護和利用好就顯得尤為重要。因此，施工期對路基擴寬部分草甸表土進行剝離，存放于沿線的草甸表土堆放場，后期回覆到路基邊坡或施工生產(chǎn)生活區(qū)，用于植被恢復(fù)。

(3)生態(tài)優(yōu)先。一是對現(xiàn)有植被的保護，施工期保護沿線長勢較好的高原草甸，草皮剝離后要專門存放并進行養(yǎng)護，等土方工程完成后覆蓋到路基邊坡坡腳豐水處，增加林草覆蓋率。二是水保措施設(shè)計要考慮對野生動物的保護，如適當(dāng)放緩取料場開挖邊坡，控制開挖深度，保證野生動物掉入后能自行爬出;施工便道及生產(chǎn)生活區(qū)周邊設(shè)置防護欄，防止野生動物誤入施工區(qū)。

(4)有針對性地分區(qū)補充防凍融侵蝕、水蝕、風(fēng)蝕措施。針對凍融侵蝕及水力侵蝕，主要措施為增加林草覆蓋率，從而減少土壤凍結(jié)的深度，同時結(jié)合傳統(tǒng)的排水、沉沙及攔擋措施實施綜合防治;針對工程型風(fēng)力侵蝕，以施工期臨時苫蓋措施及后期增加林草覆蓋率措施為主;此外，在干旱缺水地區(qū)從事生產(chǎn)建設(shè)活動，應(yīng)設(shè)置降水蓄滲設(shè)施，充分利用降水資源。

4.2 防治措施布局

(1)路基工程防治區(qū)。施工期剝離草甸表土，并在沿線表土堆放場集中堆放，對臨時開挖堆土用防塵網(wǎng)苫蓋，在路基兩側(cè)設(shè)邊溝、截水溝及急流槽。施工結(jié)束后，將表土及草皮回覆至路基邊坡，并撒播草籽恢復(fù)植被，城鎮(zhèn)過境段要綠化美化。

(2)橋梁工程防治區(qū)。施工期間，橋臺沿河側(cè)布設(shè)臨時攔擋措施;施工結(jié)束后，拆除臨時攔擋措施，進行土地整治，撒播草籽恢復(fù)植被。

(3)附屬設(shè)施防治區(qū)。施工期間，對臨時堆土(料)采取防塵網(wǎng)苫蓋;在養(yǎng)護工區(qū)周邊設(shè)排水溝，場內(nèi)設(shè)蓄水池，并布設(shè)順接排水措施。施工結(jié)束后，在空地種植灌草恢復(fù)植被。

(4)草甸表土堆放防治區(qū)。施工期，對臨時堆放的表土采取周邊攔擋及防塵網(wǎng)苫蓋措施，對草皮灑水養(yǎng)護。施工結(jié)束后，將表土及草皮回覆，對擾動跡地進行土地整治，撒播草籽恢復(fù)植被。

(5)料場(含棄渣場)防治區(qū)。施工前剝離表土，與工程產(chǎn)生的永久棄渣集中堆放在場地一側(cè)，并采取臨時攔擋和防塵網(wǎng)苫蓋措施;在場區(qū)周邊布設(shè)截排水溝、沉沙池。施工結(jié)束后，進行土地整治，回覆棄渣及表土，撒播草籽恢復(fù)植被。

(6)施工便道防治區(qū)。施工期間，在道路兩側(cè)設(shè)鐵絲防護欄;施工結(jié)束后，疏松壓實層，撒播草籽恢復(fù)植被。

(7)施工生產(chǎn)生活防治區(qū)。施工期間，在場區(qū)四周設(shè)鐵絲防護欄;施工結(jié)束后，剝離硬化層，進行土地整治，撒播草籽恢復(fù)植被。

各防治分區(qū)措施體系見圖1。

5 結(jié)語

藏北地區(qū)公路建設(shè)過程中的土壤侵蝕以凍融侵蝕及風(fēng)力侵蝕為主，且凍融侵蝕往往與水力侵蝕疊加造成水土流失危害，風(fēng)蝕屬于工程型風(fēng)蝕，易造成土地表面石礫化。筆者通過分析該類公路建設(shè)項目水土流失特點，提出了保護為主、保草甸表土、生態(tài)優(yōu)先等有針對性布設(shè)防治措施的總體防治思路，如增加林草覆蓋率以減少土壤凍結(jié)的深度，同時結(jié)合傳統(tǒng)的排水、沉沙及攔擋措施綜合防治凍融侵蝕及水蝕，補充苫蓋、降水蓄滲措施及綠化措施防治風(fēng)力侵蝕等，并分區(qū)進行了措施布置。此外，還應(yīng)根據(jù)工程沿線土壤及鄉(xiāng)土樹草種等情況，充分聽取施工單位和建設(shè)單位的意見，以進一步確定更合理、可操作性更強的防護措施。

圖1 防治措施體系

［1］陳書雪，路瑞鎖，劉寶雙.西藏“十二五”公路規(guī)劃水土流失影響分析［J］.交通建設(shè)與管理，2011(9)：102-103.

［2］景國臣.凍融侵蝕的類型及其特征研究［J］.中國水土保持，2003(10)：17-18.

［3］張國平，劉紀(jì)遠，張增祥.西藏自治區(qū)土壤風(fēng)力侵蝕與沙地變化研究［J］.水土保持學(xué)報，2003，17(1)：158-161.