摘要：隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，公路工程作為我國(guó)基礎(chǔ)交通設(shè)施，國(guó)家從政策、資金等方面給予強(qiáng)有力的支撐，公路工程施工數(shù)量不斷增加。公路工程施工作為一項(xiàng)綜合性、長(zhǎng)期性工作，一定程度上破壞了沿線原有地貌植被和水土保持設(shè)施，導(dǎo)致地表出現(xiàn)裸露，土體自身疏松，可侵蝕性增加，進(jìn)而出現(xiàn)水土流失。此種水土流失對(duì)公路建設(shè)周圍農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境、水文特性等構(gòu)成嚴(yán)重的危害，增加各類地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)。因此，需高度重視公路工程施工引發(fā)的水土流失，明晰水土流失相關(guān)機(jī)理，做好水土流失精準(zhǔn)性預(yù)測(cè)，提供強(qiáng)有力的防治策略。

關(guān)鍵詞：公路工程 水土流失 預(yù)測(cè) 防治策略

Abstract： With the rapid development of my country's economy， highway engineering as my country's basic transportation facilities， the state provides strong support from the policy， capital and other aspects， the number of highway engineering construction is increasing. As a comprehensive and long-term work， highway engineering construction has damaged the original landform， vegetation and water and soil conservation facilities along the line to a certain extent， resulting in bare surface， loose soil itself， increased erodibility， and then water and soil loss. Such water and soil loss poses serious harm to the agricultural production environment and hydrological characteristics around the highway construction， and increases the risk of various geological disasters. Therefore， it is necessary to attach great importance to water and soil loss caused by highway engineering construction， clarify the relevant mechanism of water and soil loss， make accurate prediction of water and soil loss， and provide strong prevention and control strategies.

Key Words： Highway engineering; Soil erosion; Prediction; Prevention strategy

1公路工程水土流失機(jī)理及其危害

1.1公路水土流失機(jī)理

水土流失作為一種在土壤處于水浸濕和較大沖擊下，內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生變更，隨水流動(dòng)而散失的現(xiàn)象，其形成因素和特征規(guī)律較為復(fù)雜。宏觀層面分析主要包含兩大類別，即自然因素、人為因素，前者主要局限于地形、土壤、氣候等作用下產(chǎn)生的水土流失;后者主要特指人類實(shí)施各項(xiàng)活動(dòng)，促使原有植被自身受損傷，土壤內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生變更產(chǎn)生水土流失。公路工程正式建設(shè)過(guò)程中，包含多個(gè)環(huán)節(jié)，如路基開挖、填筑、取土場(chǎng)等，均對(duì)周圍環(huán)境產(chǎn)生損壞，導(dǎo)致水土流失較為嚴(yán)重。充分結(jié)合公路工程水土流失核心表現(xiàn)，以水土流失外營(yíng)力的不同作為基準(zhǔn)點(diǎn)，其水土流失主要因素體現(xiàn)在以下幾方面。（1）水力侵蝕。公路工程實(shí)際建設(shè)過(guò)程中，施工工作面、料場(chǎng)等產(chǎn)生相應(yīng)的渣土，受外界雨水沖擊可造成水土流失;降水對(duì)裸露的邊坡、開挖面等部分區(qū)域內(nèi)土壤造成侵蝕，促使其發(fā)生流失。（2）風(fēng)力侵蝕。公路施工過(guò)程中各類臨時(shí)堆放渣土，受外界風(fēng)力作用下產(chǎn)生表土流失，施工全過(guò)程及結(jié)束一段時(shí)間內(nèi)，因植被自身并未全面恢復(fù)，地表長(zhǎng)周期處于裸露狀態(tài)，外界風(fēng)力作用下一定程度上促使表土流失。（3）重力侵蝕。由于公路工程建設(shè)過(guò)程中土石方開挖，將原有地形、地貌變更，重力作用下發(fā)生滑塌，進(jìn)而產(chǎn)生水土流失。（4）混合侵蝕。水力和重力協(xié)同作用下產(chǎn)生侵蝕，施工所使用的原材料受雨水侵蝕，破壞原有穩(wěn)固平衡，增加塌落的風(fēng)險(xiǎn)[1]。

1.2公路工程水土流失危害

公路建設(shè)對(duì)水土流失會(huì)造成多方面的危害，具體體現(xiàn)在以下幾方面。（1）水土流失造成大量泥沙入侵于農(nóng)田中，進(jìn)一步促使農(nóng)田肥力、結(jié)構(gòu)和特性發(fā)生變化，從本質(zhì)層面破壞農(nóng)田原有機(jī)質(zhì)，一定程度上影響農(nóng)田生產(chǎn)能力。（2）水土流失產(chǎn)生的泥沙，有可能隨著雨徑流一同進(jìn)入河道內(nèi)，尤其針對(duì)坡度較為緩和的河口、水庫(kù)等區(qū)域內(nèi)，便會(huì)產(chǎn)生泥沙淤泥，進(jìn)而抬高河床，影響防洪能力，產(chǎn)生水質(zhì)污染，對(duì)下游生態(tài)環(huán)境和局部景觀產(chǎn)生干擾。（3）水土流失也是影響施工進(jìn)度、質(zhì)量的關(guān)鍵因素，公路后續(xù)運(yùn)行過(guò)程中可能發(fā)生滑坡等災(zāi)害，不利于保證行車安全性及可靠性，加大后續(xù)維護(hù)成本造價(jià)。

2公路工程水土流失預(yù)測(cè)方法

公路工程水土流失預(yù)測(cè)主要是人們通過(guò)相關(guān)信息資料，掌握水土流失的認(rèn)識(shí)及其相關(guān)特征規(guī)律，結(jié)合項(xiàng)目整體規(guī)劃布局、施工工藝，進(jìn)行系統(tǒng)性分析，對(duì)可能發(fā)生的水土流失量做好精準(zhǔn)性估測(cè)?？茖W(xué)、合理估測(cè)公路工程建設(shè)產(chǎn)生水土流失量，為后續(xù)增設(shè)強(qiáng)有力的防治措施，從源頭減少對(duì)原有地貌的損傷，保證公路未來(lái)運(yùn)行可靠性及生態(tài)環(huán)境處于良性循環(huán)，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)良好發(fā)展。當(dāng)下用于預(yù)測(cè)公路工程水土流失的預(yù)測(cè)方法較多，需結(jié)合項(xiàng)目實(shí)際狀況合理選取，包含以下幾種類型。

2.1數(shù)學(xué)模型法

充分利用各區(qū)域內(nèi)水土保持試驗(yàn)站、研究所等長(zhǎng)周期匯集的相關(guān)成果和資料，主要是降雨、地形、植被等與水土流失自身關(guān)聯(lián)性，以此為基礎(chǔ)構(gòu)建完善的數(shù)學(xué)模型做好未來(lái)預(yù)測(cè)。數(shù)學(xué)模型法最為典型、最具影響力的便是美國(guó)通用土壤流失方程，計(jì)算公式如下：

A=R*K*LS*C*P

式中：A為土壤實(shí)際流失量;R為降雨侵蝕因子;K為土壤可侵蝕性因子;LS坡長(zhǎng)坡度因子;C為作物管理因子;P為水土保持措施因子。

2.2實(shí)地測(cè)試法

實(shí)地測(cè)試法作為水土流失預(yù)測(cè)最直接、最有效的方法之一，其通常與其他預(yù)測(cè)方法相融合進(jìn)行應(yīng)用，一般實(shí)際選用方法包含以下幾種類型。（1）體積估算法。處于順坡上布設(shè)相應(yīng)的水準(zhǔn)測(cè)量斷面，以此為核心基礎(chǔ)估測(cè)整個(gè)坡面水土流失量，一般正常狀況下需處于坡面上以25～100m為間隔單位進(jìn)行測(cè)量，換算為其實(shí)際體積，最終轉(zhuǎn)變?yōu)槠椒焦飮崝?shù)，獲取水土流失量。（2）徑流場(chǎng)法。作為野外直接測(cè)量徑流、土壤流失量最具可靠性的方法。（3）集水區(qū)法。充分以一個(gè)匯水流域?yàn)榛締卧?，?duì)其內(nèi)部降雨、徑流等進(jìn)行動(dòng)態(tài)化觀測(cè)，預(yù)測(cè)該區(qū)域內(nèi)年土壤流失量。

2.3物理模型法

充分利用物理理論基礎(chǔ)知識(shí)構(gòu)建完整的模型，預(yù)測(cè)水土流失量，一般常用的物理模型包含神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型、混沌理論模型、協(xié)同論模型等，當(dāng)下已經(jīng)開發(fā)出混沌動(dòng)力學(xué)預(yù)測(cè)法、混沌情景預(yù)測(cè)法、分形預(yù)測(cè)法等，其中發(fā)展具有一定成熟性便為小波分析、分形預(yù)測(cè)，其具有較強(qiáng)的適應(yīng)性[2]。

3公路工程水土流失防治策略

公路工程水土流失防治應(yīng)結(jié)合不同區(qū)域內(nèi)水土流失特征及其原因，采取針對(duì)性防治策略，保證獲取較佳的成效。

3.1主體工程水土保持措施

（1）路基路面排水工程。需積極完善路基路面排水基礎(chǔ)設(shè)施，將其下方地下水自行排放干凈，以免長(zhǎng)周期水對(duì)其結(jié)構(gòu)侵蝕，影響其自身結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。可選取邊溝、截水溝等基礎(chǔ)設(shè)施，因勢(shì)利導(dǎo)，保證排水工作可靠性。

（2）路基防護(hù)、泥水流等防治需充分建議選取合理結(jié)構(gòu)，一般選取剛性和柔性相銜接的結(jié)構(gòu)，多層防護(hù)與植被防護(hù)聯(lián)動(dòng)方法，達(dá)成綜合性防治目標(biāo)。填方路基需結(jié)合當(dāng)?shù)厥┕さ匦巍⑦吰赂叨鹊仍鲈O(shè)擋土墻，始終保證路基結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性及可靠性，并處于路基兩側(cè)增設(shè)相應(yīng)的排水溝，避免坡面產(chǎn)生水土流失。

（3）綠化工程、防風(fēng)固沙等工程。結(jié)合當(dāng)?shù)貐^(qū)域內(nèi)土壤實(shí)際狀況，選取適應(yīng)本地的花草進(jìn)行種植，建議優(yōu)先選取本地植物，提高成活率，保證水土保持效果。為從源頭避免公路兩側(cè)水土流失，需積極做好綠化工程。

（4）橋涵工程中橋臺(tái)形式及部位選取過(guò)程中，不建議對(duì)河床斷面產(chǎn)生壓縮，其自身導(dǎo)流基礎(chǔ)設(shè)施需始終與河岸保持自然銜接。

3.2取土場(chǎng)水土保持措施

（1）合理選取取土場(chǎng)部位。取土場(chǎng)場(chǎng)地選取與后續(xù)水土維護(hù)工作密切相關(guān)，取土場(chǎng)盡量布設(shè)于沿線周圍，進(jìn)一步減少實(shí)際運(yùn)輸路徑，取土過(guò)程中對(duì)原有地形、地貌產(chǎn)生一定的損傷，開采過(guò)程中布設(shè)水土保持基礎(chǔ)設(shè)施難度較大，需進(jìn)一步將重點(diǎn)用于上攔和下截方面。一般建議選取在植被稀疏的丘陵、山包等荒地，不建議處于農(nóng)田區(qū)、林地等區(qū)域內(nèi)。棄土場(chǎng)應(yīng)布設(shè)于存儲(chǔ)體量大、地形較低，不易受水流侵蝕沖刷的干擾的荒地。

（2）適當(dāng)選用防護(hù)措施。取土場(chǎng)自身形成邊坡缺乏穩(wěn)定性，需積極采取相應(yīng)的防護(hù)措施加以穩(wěn)固，如支護(hù)防護(hù)、工程防護(hù)等，保證其自身可靠性及安全性。取土場(chǎng)自身高度超過(guò)4m，坡比超過(guò)1：1.5，建議選取削坡措施，其形成的裸露邊坡，應(yīng)在保證做好現(xiàn)場(chǎng)工程防護(hù)的基礎(chǔ)上，力爭(zhēng)創(chuàng)設(shè)強(qiáng)有力的條件恢復(fù)植被。取土場(chǎng)腳坡易受外界水流沖刷侵蝕區(qū)域，建議選取干砌石護(hù)坡、漿砌片石護(hù)坡等。

（3）取土場(chǎng)排水工程應(yīng)結(jié)合取土實(shí)際狀況布設(shè)。為避免取土場(chǎng)裸露受水流沖刷，需在其外側(cè)布設(shè)相應(yīng)的擋水基礎(chǔ)設(shè)施，內(nèi)部增設(shè)排水溝，排水坡面徑流。處于山坡地取土場(chǎng)，建議在內(nèi)部和坡腳增設(shè)排水溝[3]。

（4）取土場(chǎng)的整治。為從本質(zhì)層面提高土地資源利用率，做好植被恢復(fù)工作，公路工程施工結(jié)束之后，需對(duì)取土場(chǎng)進(jìn)行綜合性整治。正式取土之前，將其面層厚度為25cm熟化土予以匯集，堆放于取土場(chǎng)旁邊，待取土工作完成之后應(yīng)做好平整工作。整治之后的土地應(yīng)結(jié)合其自身質(zhì)量、用途及規(guī)劃明確其使用方向。

3.3棄土場(chǎng)水土保持措施

棄土棄渣水土流失一般主要匯聚于坡面上，通常發(fā)生水土流失頻次較高的形式包含溝地、滑坡和坍塌。從影響棄土棄渣水土流失原因角度分析，其與地理部位、地形條件等密切相關(guān)，其實(shí)際水土保持措施如下。

（1）棄土場(chǎng)護(hù)坡工程。護(hù)坡工程主要取決于棄土堆放實(shí)際部位、高度等，其邊坡應(yīng)利用植物做好防護(hù)工作，不僅具有固土保水作用，而且還可進(jìn)一步恢復(fù)地力，針對(duì)地形坡度較大的棄土場(chǎng)，需修建相應(yīng)的攔截大壩，避免棄土場(chǎng)底部發(fā)生嚴(yán)重的水土流失。棄土場(chǎng)自身產(chǎn)生不穩(wěn)定邊坡可建議選取工程防護(hù)措施，選取漿砌片石護(hù)坡[4]。

（2）棄土場(chǎng)排水系統(tǒng)需充分結(jié)合當(dāng)?shù)氐匦?、地質(zhì)等基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行布設(shè)，以免水流嚴(yán)重沖刷造成農(nóng)田等損傷;處于溝谷內(nèi)部棄土場(chǎng)需布設(shè)相應(yīng)的排水基礎(chǔ)設(shè)施，若其周圍存在匯流條件時(shí)，可建議選取相應(yīng)的排水措施，及時(shí)排放內(nèi)部水流。

（3）棄土場(chǎng)改造。棄土場(chǎng)滿足設(shè)計(jì)高程之后，考量后續(xù)土地資源應(yīng)用，需積極做好整治工作，待整治工作完成之后需充分種植相應(yīng)的樹木，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)改良土壤，作為農(nóng)業(yè)或林業(yè)用地[5]。

3.4臨時(shí)工程水土保持措施

首先，針對(duì)施工營(yíng)地和場(chǎng)地。施工場(chǎng)地在正式投入使用之前，需在下游一側(cè)布設(shè)相應(yīng)的臨時(shí)排水溝，其布設(shè)尺寸應(yīng)與主體工程施工期臨時(shí)水保工程相吻合;施工單位動(dòng)土工程一般需避免處于雨季，場(chǎng)地平整需盡量做到挖與填保持均衡，嚴(yán)控施工中料和渣的堆放和處理。其次，施工便道。公路工程建設(shè)過(guò)程中便道較多，且施工過(guò)程中不采取路面硬化措施，需積極布設(shè)相應(yīng)的水土保持措施，如施工便道線形應(yīng)保持一定的曲率，以免產(chǎn)生較長(zhǎng)的順直線路，降低地表徑流下泄實(shí)際速度。最后，料、渣場(chǎng)臨時(shí)堆置用地。堆料和堆渣之前需做好場(chǎng)地排水設(shè)施，有助于將其上游坡面水流予以疏導(dǎo)，減少水流沖擊及侵蝕[6]。

4結(jié)語(yǔ)

公路工程建設(shè)過(guò)程中，大量土方開挖等操作，促使周圍水土流失較為嚴(yán)重。應(yīng)充分掌握水土流失機(jī)理及其危害，合理化選取預(yù)測(cè)方法，對(duì)施工區(qū)域內(nèi)水土流失做好精準(zhǔn)性預(yù)測(cè)，結(jié)合實(shí)際狀況采取強(qiáng)有力的措施，減少水土流失，在保證公路良好建設(shè)的同時(shí)，保護(hù)周圍生態(tài)環(huán)境。

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作者簡(jiǎn)介：陳清泉（1984—），男，本科，工程師，研究方向?yàn)樗帘３帧?/p>

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