榆林市某高速公路水土保持監(jiān)測分析

白進(jìn)文

(榆林市水利信息與水文勘測中心，陜西 榆林 719000 )

1 概 況

工程主要包括主體工程(路基工程、路面工程、橋涵工程、附屬設(shè)施工程及交叉工程)和施工臨時(shí)工程(棄土場、施工生產(chǎn)生活區(qū)、施工便道區(qū))兩部分。按工程防治區(qū)劃分為路基橋梁區(qū)(路基工程區(qū)、橋隧工程區(qū)、附屬設(shè)施工程區(qū))、互通立交區(qū)、取土場、棄渣場、施工生產(chǎn)生活區(qū)、施工道路，主要分布在工程沿線。 主體工程：線路全長 32.08 km，全線共設(shè)大橋 10 座，中小橋 72 座，蓋板涵 52道，圓管涵 36 道，互通立交 1 處，分離式立交 5 處。 施工臨時(shí)工程：設(shè)施工生產(chǎn)生活區(qū) 11 處，棄渣場 1 處，施工便道長度 4628 m，寬 4 m。工程占地類型為荒草地、耕地。土壤類型主要以灰鈣土及新積土為主，局部區(qū)域分布有粗骨土、潮土及鹽土。項(xiàng)目區(qū)林草覆蓋率 25%左右。項(xiàng)目區(qū)土壤侵蝕類型以風(fēng)力侵蝕為主，土壤侵蝕模數(shù) 3500 t/km2·a，屬中度侵蝕。工程防治措施：土地整治面積 105.15 hm2，排水溝 80 250 m，拱形骨架護(hù)坡 32 522 m，六棱磚護(hù)坡20 759 m，礫石覆蓋 3.75 hm2。植物措施：栽植喬木 17 482 株，灌木 257 540 株，種草 105.15 hm2。 臨時(shí)措施：灑水降塵 60 624 m3，纖維網(wǎng)覆蓋 0.78 hm2，土袋攔擋 535 m，泥漿池 45 座[1]。

2 監(jiān)測內(nèi)容與方法

2.1 監(jiān)測內(nèi)容

水土保持監(jiān)測主要對整個(gè)項(xiàng)目建設(shè)區(qū)內(nèi)各項(xiàng)工程建設(shè)進(jìn)度、工程建設(shè)擾動(dòng)土地面積及植被占壓情況、水土流失及造成的危害、水土保持工程建設(shè)情況、水土流失防治效果，以 及水土保持工程設(shè)計(jì)、水土保持管理等方面的情況進(jìn)行監(jiān)測，可有效掌握工程水保措施實(shí)施情況、水保方案落實(shí)情況，為工程驗(yàn)收提供科學(xué)依據(jù)。

2.2 監(jiān)測點(diǎn)布設(shè)

根據(jù)工程水土流失防治責(zé)任范圍，水土保持監(jiān)測范圍涉及工程項(xiàng)目建設(shè)區(qū)及其可能的直接影響區(qū)，包括項(xiàng)目區(qū)永久占地，以及可能的水土流失對周邊影響范圍。共布設(shè) 9 個(gè)測點(diǎn)，其中路基橋梁 工程區(qū)設(shè) 3 個(gè)監(jiān)測點(diǎn)，互通立交工程區(qū)設(shè) 1 個(gè)監(jiān)測點(diǎn)，平吉堡互通處設(shè) 1 個(gè)；棄渣場 處設(shè) 1 個(gè)；施工生產(chǎn)生活區(qū)設(shè) 1 個(gè)監(jiān)測點(diǎn)，施工便道處設(shè) 1 個(gè)，原地貌對照點(diǎn) 1 個(gè)，各監(jiān)測點(diǎn)分別設(shè)在施工區(qū)，重點(diǎn)對工程施工和棄渣進(jìn)行監(jiān)測。

2.3 監(jiān)測方法

主體工程建設(shè)進(jìn)度通過查閱建設(shè)單位工程簡報(bào)、施工單位施工月報(bào)和監(jiān)理單位監(jiān)理月報(bào)；水土流失防治責(zé)任范圍、擾動(dòng)土地面積及破壞植被面積以實(shí)地量測為主，資料分析和遙感監(jiān)測為輔的方法監(jiān)測；取土(石、料)棄土(石、渣)監(jiān)測采取實(shí)地量測、遙感監(jiān)測、資料分析的方法，水土流失因子通過查閱施工資料和調(diào)查監(jiān)測獲??；水土流失面積采用查閱施工資料進(jìn)行監(jiān)測；土壤侵蝕量以查閱附近項(xiàng)目資料為主，測釬法、降塵缸法為輔進(jìn)行監(jiān)測；水土保持工程建設(shè)情況主要通過場地巡查和資料分析的方法進(jìn)行監(jiān)測；水土保持工程設(shè)計(jì)通過資料分析的方法進(jìn)行監(jiān)測；施工過程中，定期收集初步設(shè) 計(jì)水土保持部分、水土保持施工圖設(shè)計(jì)文件、水土保持變更設(shè)計(jì)文件等資料；分部分項(xiàng)工程完成時(shí)，收集水土保持措施竣工圖文件。將后續(xù)設(shè)計(jì)文件與水土保持方案進(jìn)行對比，判斷設(shè)計(jì)是否發(fā)生變化并分析變化原因。

3 監(jiān)測結(jié)果分析

3.1 防治責(zé)任范圍監(jiān)測

根據(jù)公路工程水土保持方案的批復(fù)，本項(xiàng)目水 土流失防治責(zé)任范圍 301.96 hm2，其中項(xiàng)目建設(shè)區(qū)面積 258.26 hm2，直接影響區(qū)面積 43.70 hm2。根據(jù)工程總平面布置圖及現(xiàn)場監(jiān)測查勘，本工程的建設(shè)區(qū)實(shí)際占地面積為 198.71 hm2， 其中永久占地 179.41 hm2，臨時(shí)占地 19.30 hm2。工程建設(shè)過程中擾動(dòng)面積控制在批復(fù)范圍內(nèi)，直接影響區(qū)計(jì)為 0。本工程水土流失防治責(zé)任范圍變化情況見表 1。

從表1看出，實(shí)際防治責(zé)任范圍與水土保持方案批復(fù)防治責(zé)任范圍有以下幾點(diǎn)變化：

(1)路基工程區(qū)。根據(jù)主體工程資料，工程實(shí)際道路長度 32.08 km，道路長度增 加 0.67 km，占地面積增加 2.976 hm2，2013 年新增建治超站、停車區(qū)、失控車輛自救車 道等內(nèi)容，增建部分占地 3.13 hm2，因此路基工程區(qū)較方案設(shè)計(jì)面積增加。

(2)互通立交區(qū)?；ネ⒔挥煞桨冈O(shè)計(jì) 2 處減少為 1 處，占地面積減少。

(3)取土場。工程土方借方來源為德龍農(nóng)場泄洪道開挖多余土方和政府修建蓄水池開挖多余土方，無取土場。

(4)棄渣場。工程根據(jù)土方實(shí)際調(diào)用情況，對棄渣場位置進(jìn)行調(diào)整，實(shí)際棄渣量減少，堆渣面積減少。

(5)施工生產(chǎn)生活區(qū)。根據(jù)工程實(shí)際需要，一處布設(shè)在互通立交區(qū)，在工程完工后，拆除土地整治綠化，一處布設(shè)在棄渣場區(qū)，將棄渣場礫石覆蓋后作為施工營地使用，工程完工后拆除，占地面積減少。

(6)施工道路。部分道路利用已有鄉(xiāng)村道路，減少了占地面積。

(7)直接影響區(qū)。工程建設(shè)過程中擾動(dòng)面積控制在批復(fù)范圍內(nèi)，直接影響區(qū)計(jì)為 0 hm2[2]。

表1 防治責(zé)任范圍監(jiān)測情況 hm2

3.2 土石方量監(jiān)測

根據(jù)批復(fù)的水土保持方案，本工程建設(shè)期總挖方 58.12 萬 m3，填方 300.46萬 m3，借方 260.78 萬 m3，棄方 18.44 萬 m3。根據(jù)查閱主體工程資料和實(shí)際監(jiān)測結(jié)果，本工程建設(shè)期實(shí)際挖方 85.36 萬 m3，填方 375.60 萬 m3，借方 300.00 萬 m3，棄方 9.76 萬m3。借方來源為德龍農(nóng)場泄洪道開挖多余土方和政府修建水庫多余土方，沒有取土場。工程施工過程中，土石方盡可能利用，減少了棄渣量，棄渣面積減小。

3.3 防治措施監(jiān)測

根據(jù)現(xiàn)場監(jiān)測結(jié)果顯示，項(xiàng)目建設(shè)區(qū)內(nèi)分階段實(shí)施各項(xiàng)水土保持工程措施、植物措施和臨時(shí)措施，較好地起到了防治水土流失的效果，減輕了項(xiàng)目建設(shè)區(qū)土壤侵蝕。實(shí)際完成水土保持措施與水保方案設(shè)計(jì)措施對比情況見表 2。

表2 水土保持措施對比情況

3.4 土壤侵蝕量監(jiān)測

根據(jù)對各監(jiān)測點(diǎn)位土壤流失量監(jiān)測結(jié)果，結(jié)合工程區(qū)降雨量情況，通過對土壤流失量監(jiān)測結(jié)果的分析、計(jì)算，得出監(jiān)測點(diǎn)位所代表的地表擾動(dòng)區(qū)域的土壤侵蝕模數(shù)，并將得出的土壤侵蝕模數(shù)應(yīng)用于工程區(qū)范圍內(nèi)，結(jié)合工程區(qū)擾動(dòng)地表面積變化情況監(jiān)測結(jié)果，最終計(jì)算各階段土壤流失量。土壤流失量按以下公式計(jì)算：流失量=∑侵蝕單元面積×侵蝕強(qiáng)度×侵蝕時(shí)間。 根據(jù)計(jì)算，工程水土流失量見表 3。

從表3中可以看出，監(jiān)測期內(nèi)項(xiàng)目建設(shè)共造成土壤流失 23 872.19 t，新增水土流失量 11 038.02 t，其中建設(shè)期共造成土壤流失 18 682.17 t，是產(chǎn)生土壤流失最多時(shí)段，水土流失主要發(fā)生在路基工程區(qū)。根據(jù)現(xiàn)場監(jiān)測結(jié)果顯示，本工程取土(石、料)場或棄土(石、渣)場未發(fā)生潛在土壤流失情況。施工期內(nèi)，本工程施工活動(dòng)未發(fā)生水土流失事件，未對周邊環(huán)境造成明顯不利影響。

表3 工程監(jiān)測水土流失總量計(jì)算結(jié)果 t

3.5 防治效果監(jiān)測

3.5.1 擾動(dòng)土地整治率

在工程施工期間，水土流失防治責(zé)任范圍內(nèi)的地表均受到了不同程度的擾動(dòng)和占壓，施工期間主要采取工程措施、植物措施以及臨時(shí)措施等方式予以治理。根據(jù)監(jiān)測結(jié)果，本工程擾動(dòng)土地面積 198.71 hm2，各監(jiān)測分區(qū)構(gòu)建(構(gòu))筑物占地、硬化等占地 81.13 hm2；完成工程措施、植物措施等各類水土保持措施面積 114.30 hm2，擾動(dòng)土地總整治面積達(dá)到 195.43 hm2，項(xiàng)目建設(shè)區(qū)平均擾動(dòng)土地治理率 98.35%，達(dá)到水土保持方案設(shè)計(jì)的土地整治率目標(biāo)[3]。

3.5.2 水土流失總治理度

通過監(jiān)測和現(xiàn)場調(diào)查及查閱施工資料，施工區(qū)內(nèi)實(shí)際擾動(dòng)土地面積除去建(構(gòu))筑物及硬 化占地面積，實(shí)際造成的水土流失面積為 117.58 hm2，各項(xiàng)水土保持措施總治理面積 114.30 hm2，項(xiàng)目區(qū)平均水土流失總治理度為 97.21%，達(dá)到水土保持方案設(shè) 計(jì)防治標(biāo)準(zhǔn)(見表4)。

表4 各監(jiān)測分區(qū)擾動(dòng)土地整治情況統(tǒng)計(jì)情況

3.5.3 土壤流失控制比

依據(jù)《土壤侵蝕分類分級標(biāo)準(zhǔn)》，工程建設(shè)區(qū)土壤容許流失量1000 t/km2·a。由于植物措施尚未完全發(fā)揮效益，保持水土的能力不強(qiáng)，但隨著植物措施逐漸發(fā)揮作用，經(jīng)過 1～3 a的恢復(fù)，項(xiàng)目區(qū)擾動(dòng)后的 侵蝕模數(shù)會(huì)呈逐年下降趨勢，通過水土流失監(jiān)測數(shù)據(jù)預(yù)測，當(dāng)植物措施發(fā)揮效益時(shí)，土壤流失強(qiáng)度將減小為 1045.37 t/km2·a，項(xiàng)目區(qū)土壤流失控制比為 0.96， 達(dá)到了水土保持方案的設(shè)計(jì)要求。

3.5.4 林草植被恢復(fù)率

通過監(jiān)測分析，項(xiàng)目建設(shè)區(qū)內(nèi)可恢復(fù)植被面積 108.43 hm2，工程建設(shè)中可恢復(fù)植被的區(qū)域基本實(shí)施了植物措施，林草植被面積達(dá)到105.15 hm2，計(jì)算的林草植被恢復(fù)率達(dá) 到 96.98%。項(xiàng)目建設(shè)區(qū)面積為 198.71 hm2，工程完工后實(shí)際保存 植被面積 73.61 hm2，建設(shè)區(qū)林草覆蓋率達(dá)到 37.04%。植被恢復(fù)了和林草覆蓋率均達(dá)到水土保持方案確定的 目標(biāo)值。

3.5.5 攔渣率

本工程施工過程中產(chǎn)生的臨時(shí)棄土棄渣，均用于土方回填。經(jīng)監(jiān)測，填方平面穩(wěn) 定。因此，工程總的施工土方基本平衡，不產(chǎn)生棄土(石、渣)流失，但考慮到在就 近平攤碾壓過程中，受風(fēng)等因素影響，建設(shè)期攔渣率估算為 97%以上。

3.5.6 林草覆蓋率

通過監(jiān)測分析，項(xiàng)目建設(shè)區(qū)內(nèi)林草面積73.61 hm2，總占地面積198.71 hm2，林草覆蓋率達(dá)37.04%，大于目標(biāo)值16%。

上述分析表明，水土流失防治6項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到了水土保持方案設(shè)計(jì)的目標(biāo)值。監(jiān)測結(jié)果表見 5。

表5 水土流失防治效果動(dòng)態(tài)監(jiān)測結(jié)果

4 結(jié) 論

公路建設(shè)土方量大，線長面廣，造成水土流失量較大，通過對榆林某公路水土流失監(jiān)測結(jié)果分析探討可知，施工建設(shè)者嚴(yán)格按照項(xiàng)目水保方案要求進(jìn)行施工，各項(xiàng)水保措施到位，為恢復(fù)項(xiàng)目區(qū)的生態(tài)環(huán)境創(chuàng)造了有利條件。水保項(xiàng)目監(jiān)測在項(xiàng)目開發(fā)水保建設(shè)中起到了有效的監(jiān)督作用，為項(xiàng)目水保監(jiān)管提供了科學(xué)依據(jù)。