柴達(dá)木盆地當(dāng)金山至察爾汗公路水土保持措施

胡晉茹 王 潔

國家高速連云港至霍爾果斯公路柳格聯(lián)絡(luò)線當(dāng)金山至察爾汗段公路位于青海省海西蒙古族藏族自治州，屬于《國家高速公路網(wǎng)》中連云港至霍爾果斯(G30)柳格聯(lián)絡(luò)線(G3011)的一部分，同時也是國道215線的重要組成路段之一，是青海省北接甘肅敦煌，南接西藏的一條重要大通道，是青海省高速公路網(wǎng)主骨架“432”網(wǎng)中第一縱線(當(dāng)金山至格爾木)的組成部分，是青海省海西州地區(qū)的主要通道之一。國家高速柳格聯(lián)絡(luò)線是國家高速公路在西部的戰(zhàn)略通道，是連接新疆、甘肅、青海、西藏的陸路通道，國防戰(zhàn)略意義重大。

1 項目概況

路線走向由北向南，貫穿青海省柴達(dá)木盆地，北依當(dāng)金山，南鄰察爾汗鹽湖。起點位于柳格聯(lián)絡(luò)線(原國道215線)K275+000，終點位于察爾汗青海鹽湖工業(yè)集團(tuán)的發(fā)展大道處(K601+807)，與規(guī)劃的察爾汗—格爾木段公路對接。按一級公路設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，行車速度 80 km/h，雙向兩車道，路基寬度 13．0 m。全長326．81 km，設(shè)橋梁 21座，總長 1 351．86 m，涵洞 206道、通道46道、平面交叉14處，互通式立交4處，分離式立交5處，綜合服務(wù)區(qū)1處，停車港灣20處，轉(zhuǎn)彎聯(lián)絡(luò)線33處。占地1 732．33 hm2，其中永久占地 1 409．74 hm2。路線挖方 55．40萬 m3，填方895．77 萬 m3，利用方55．40 萬 m3，借方840．37 萬 m3。

項目區(qū)地形主要為由昆侖山、阿爾金山、當(dāng)金山、祁連山環(huán)抱的柴達(dá)木盆地，具有典型的內(nèi)陸湖盆特征，全線地勢北高南低，由起點海拔3 195 m向南降低到終點2 678 m，地貌由起點的花海子盆地，至大柴旦湖相地貌，向南翻越鐵石關(guān)山埡口，進(jìn)入小柴旦湖相地貌，再經(jīng)錫鐵山進(jìn)入察爾汗鹽湖地形地勢較為平坦的湖相區(qū)域，至終點達(dá)布遜東側(cè)的鹽湖地貌。生態(tài)功能區(qū)屬于柴達(dá)木盆地荒漠—鹽殼生態(tài)區(qū)。土壤主要有灰棕漠土、風(fēng)沙土、鹽土。屬于中國公路自然區(qū)劃中的青藏高原寒區(qū)(Ⅶ2區(qū))，是中亞荒漠的一個組成部分。降雨量稀少，年降水量僅在20 mm～143 mm，20年一遇最大24 h降水量為15 mm～25 mm，降水主要集中在5月～9月份，風(fēng)向以偏西風(fēng)為主，平均風(fēng)速5．0 m/s。項目所處的青藏高原寒區(qū)—柴達(dá)木荒漠過渡區(qū)，地表覆蓋植被稀少，以荒漠植被為主，植被類型可分為灌木和小喬木荒漠、小半灌木荒漠、草甸及沼澤4種，林草覆蓋率僅為5．88%。

2 水土流失的影響因子

水土流失的影響因素主要有自然因素和人為因素，自然因素主要是降雨、風(fēng)、地貌和地面組成物質(zhì)等(包括土壤和植被)。

2． 1 降雨

項目區(qū)年平均降水量在20 mm～143 mm，難以形成地表徑流，降雨對土壤的侵蝕影響不大。

2． 2 風(fēng)

項目區(qū)風(fēng)多風(fēng)大，多年平均風(fēng)速2．2 m/s～2．8 m/s，最大風(fēng)速24．3 m/s，年均大風(fēng)天數(shù)21．6 d，沙暴天數(shù)16 d，風(fēng)頻最高的風(fēng)向為西風(fēng)和西南風(fēng)。項目區(qū)土壤侵蝕以風(fēng)蝕為主。

2． 3 地貌

地貌因素中坡度和坡長與侵蝕量的大小最為密切。項目位于沖洪(湖)積平原，地勢平坦，土壤侵蝕主要受風(fēng)力影響較大。

2． 4 植被

植被是抑制水土流失的重要因素。植被減緩降雨打擊力，調(diào)節(jié)地表徑流，改良土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，提高土壤抗蝕力。項目區(qū)處于柴達(dá)木盆地，是自然區(qū)劃中的青藏高原寒區(qū)—柴達(dá)木荒漠過渡區(qū)，水量稀少，氣候干燥，地表所覆蓋的植被較稀少，水土保持功能較弱。

2． 5 土壤

沿線土壤主要有鹽土、灰棕漠土和風(fēng)沙土。鹽土含鹽量很高，水分蒸發(fā)量大且迅速，地表易形成結(jié)皮和堅硬的鹽殼，對風(fēng)蝕有良好的抑制效果，又因鹽漬區(qū)地勢平坦，降水量極少，也沒有明顯的水蝕現(xiàn)象，侵蝕強度為微度。而灰棕漠土、風(fēng)沙土受風(fēng)蝕影響較大。

2． 6 人為因素

水土流失作為一種自然現(xiàn)象，其成因除地貌、降水、土壤、植被等自然因素外，人類不合理的活動往往加劇這一現(xiàn)象在范圍上的擴(kuò)展和強度上的增加。根據(jù)本項目區(qū)的自然條件和社會經(jīng)濟(jì)特點，人為加速水土流失的原因主要有以下兩方面:1)沿線礦產(chǎn)資源豐富，對礦產(chǎn)資源的不合理開發(fā)和開發(fā)過程中礦渣的隨意排放加劇了水土流失;2)開發(fā)建設(shè)項目在施工過程中，如果監(jiān)督不力，施工單位無序地亂挖亂棄，破壞植被，形成大量棄渣流失，并加大原地貌土壤侵蝕強度。

3 可能造成的水土流失危害預(yù)測

根據(jù)水土保持方案技術(shù)規(guī)范要求，結(jié)合本項目水土流失影響因子分析，本工程施工期(含施工期和自然恢復(fù)期)可能產(chǎn)生的水土流失總量為40．33萬t，其中新增水土流失量為17．69萬t，背景流失量22．64萬t(見表1)。施工期產(chǎn)生新增水土流失最大的是:主體工程的邊坡占70．97%，其次是臨時占地中的取土場區(qū)占19．88%和料場區(qū)占7．6%，因此要注意施工期主體工程區(qū)和取土場區(qū)、料場區(qū)的臨時措施布設(shè)，同時這三個區(qū)域也是水土保持監(jiān)測的重點。項目建設(shè)過程中，工程擾動地表面積較大，大大降低了項目占地范圍內(nèi)的土壤抗侵蝕能力，若在施工過程中不加以治理和防護(hù)，遇風(fēng)季將風(fēng)沙蔓延，造成大氣污染，危害人畜健康，影響工農(nóng)林牧業(yè)生產(chǎn)，會使區(qū)域內(nèi)水土流失加劇，直接影響工程區(qū)及周邊區(qū)域的環(huán)境，對當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境帶來不利影響。

表1 工程水土流失量預(yù)測區(qū)域分析表

4 水土保持防治措施

本項目是線性工程，線路較長，周邊情況復(fù)雜。土質(zhì)以風(fēng)沙土為主，且降水量少，8級以上大風(fēng)年平均23 d～114 d，風(fēng)多，沙害嚴(yán)重，自然植被主要是荒漠植被，水土流失以風(fēng)蝕為主，雖然降水少，但由于降水較集中，有輕微的水蝕存在。經(jīng)多次外業(yè)調(diào)查，項目區(qū)水土流失防治分區(qū)分為戈壁荒漠區(qū)、山嶺重丘區(qū)、沙地風(fēng)沙區(qū)和鹽漬重度區(qū)四個水土流失類型區(qū)。

各區(qū)特點如下:鹽漬重度區(qū):由于地表土壤含鹽量很高、水分蒸發(fā)迅速，而且蒸發(fā)量大，地表易形成結(jié)皮和堅硬的鹽殼，對風(fēng)蝕有良好的抑制效果，又因鹽漬區(qū)地勢平坦，降水量少，沒有明顯的水蝕現(xiàn)象。沙地風(fēng)沙區(qū):該區(qū)幾乎沒有植被覆蓋、地表松散、沙粒粒徑小。戈壁荒漠區(qū):由于本項目結(jié)皮及地表礫石覆蓋達(dá)75%。山嶺重丘區(qū):本區(qū)土壤干燥，降雨量小，水蝕輕微。

4． 1 工程措施

公路工程建設(shè)項目水土保持工程措施主要包括排水措施。

排水措施是在坡頂和坡腳沿等高線開挖截水溝，坡面設(shè)排水溝，路基兩側(cè)建議設(shè)擋水埝，以減少路基外地表水下滲對路基的影響。沙地風(fēng)沙區(qū)設(shè)計方格網(wǎng)沙障，以有效抑制風(fēng)沙對路基的影響。根據(jù)蘭州大學(xué)的“礫石覆蓋對土壤的抑制效應(yīng)研究”表明:地表砂礫覆蓋度為75%時，對土壤侵蝕的抑制率約為82．94%。結(jié)合項目實際情況，工程完工后大量采用礫石壓蓋措施。鹽漬區(qū)施工過程中和施工結(jié)束后，注意灑鹵水，以形成地表結(jié)皮，防治侵蝕發(fā)生。

4． 2 植物措施

項目區(qū)自然條件差，林草植被覆蓋率為5．88%。氣溫降水等氣象條件也不適合植物生長，立地條件極為惡劣，主要通過回覆表土、礫石壓蓋防治水土流失，地表植被通過封禁進(jìn)行自然恢復(fù)。在有灌溉條件的地方撒播草籽。該地區(qū)可以采取的綠化物種有芨芨草、沙蒿、檉柳、梭梭、白刺、沙棘等。

4． 3 臨時措施

在一個公路工程施工的整個過程中，水土保持工程措施、植物措施施工所需要的時間遠(yuǎn)比臨時措施所占時間短，臨時措施占到總施工期3/4的時間。公路建設(shè)施工期較長，而且由于施工期的特殊條件，使得施工期間產(chǎn)生大量的水土流失。臨時措施布設(shè)在當(dāng)前水土保持方案是一個比較薄弱的環(huán)節(jié)，應(yīng)在水土保持方案編制中著重考慮水土保持的臨時措施體系。

在雨季施工的施工路段需設(shè)臨時攔擋和臨時排水措施，臨時攔擋采用裝土編織袋疊置壘砌。臨時排水溝采用土溝拍實。施工開挖裸露面、施工過程中臨時堆土用土工布進(jìn)行遮蓋，以減少揚塵，某些風(fēng)速較大地段土工布底部用裝土編織袋進(jìn)行壓護(hù)，編織袋中材料來源于工程施工中的廢棄方。

5 結(jié)語

項目區(qū)生態(tài)環(huán)境脆弱，項目建設(shè)過程中，工程擾動面積較大，大大降低了項目占地范圍內(nèi)的土壤抗侵蝕能力，若在施工過程中不加以治理和防護(hù)，遇風(fēng)季將風(fēng)沙蔓延，影響工農(nóng)林牧業(yè)生產(chǎn)。完工后如不及時恢復(fù)，容易對區(qū)域景觀產(chǎn)生較大影響。因此做好公路水土保持，加強公路路域的生態(tài)環(huán)境建設(shè)越來越引起相關(guān)領(lǐng)域研究者的關(guān)注。本文結(jié)合工程實際，對生態(tài)脆弱區(qū)公路建設(shè)的水土流失成因及形式，以及防治對策進(jìn)行了初步研究，布設(shè)了水土保持防治措施體系，對下一步生態(tài)脆弱區(qū)公路建設(shè)中的水土保持工作具有指導(dǎo)意義。

［1］ GB 50433-2008，開發(fā)建設(shè)項目水土保持技術(shù)規(guī)范［S］．

［2］ 青海省水利電力局水文總站．青海省水文手冊［Z］．1974:10．

［3］ 劉連友，劉玉璋．礫石覆蓋對土壤吹蝕的抑制效應(yīng)［J］．中國沙漠，1999(1):60-62．