高速公路項(xiàng)目建設(shè)引起水土流失的原因及水土保持對策

周淼

(江西省水土保持科學(xué)研究院，南昌330000)

0 前言

高速公路工程施工周期較長、面積較大、范圍較廣，所以，施工工程會對周邊環(huán)境造成較大影響。在施工中，保持施工周圍的水土穩(wěn)固是工作的重中之重。修建公路時，常常因?yàn)橹脖辉獾狡茐?，使得地形和土壤結(jié)構(gòu)被迫改變;另外，施工中不可避免的會出現(xiàn)長期雨季，若在此時施工，將會在很大程度上加重水土流。因此，為了保持水土，減輕水土流失造成的危害，公路工程需要在修建公路時做出相應(yīng)的施工措施，結(jié)合施工地的生態(tài)環(huán)境，做科學(xué)合理的安排，有效控制水土流失。

1 高速公路施工中水土流失的原因分析

水土流失的原因主要有以下4個方面:

1.1 植被遭至破壞

植被具有保持水土的功能，其覆蓋面積越廣，水土流失的情況就越少發(fā)生。植被不僅具有穩(wěn)固土壤，吸收水分的功能，而且能夠使土壤保持在恒定狀態(tài)，有效控制水土流失［1］。高速公路在建筑過程中，需要占用一定面積的土地，其占用的土地包括農(nóng)田、山地、森林等，若在施工過程中，施工人員缺乏環(huán)境保護(hù)意識，不注重對周邊生態(tài)環(huán)境加以保護(hù)，而是以犧牲生態(tài)環(huán)境作為手段，濫砍濫伐，就會使建筑地段周圍的植被遭至嚴(yán)重破壞，造成沙、石、土等暴露于地表，使植被與土壤失衡。此外，在地表徑流的沖擊及風(fēng)蝕作用的影響下，極容易在雨季出現(xiàn)水土流失的現(xiàn)象，造成交通中斷，給人們的生活帶來諸多不便。

1.2 雨季進(jìn)行施工

因高速公路的施工周期較長，所以在施工過程中，難免會遇到一些無法預(yù)測、難以避免的自然因素。施工中，遭遇長期雨季就是阻礙施工進(jìn)程的重要因素。若在高溫、多雨的情況下進(jìn)行施工，會導(dǎo)致土壤的母質(zhì)遭受風(fēng)化，使土壤結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定、土層變薄、抗沖擊能力減弱，在這個時候，地面很容易受到風(fēng)沙或雨水的沖擊，當(dāng)遭遇連續(xù)的降雨天氣時，土地?zé)o法承受這種強(qiáng)大沖擊力，且土質(zhì)結(jié)構(gòu)在短時間內(nèi)不容易恢復(fù)，就會造成嚴(yán)重的水土流失現(xiàn)象［2］。

1.3 挖方、填方施工

在高速公路的施工過程中，挖方、填方的施工在很大一定程度上會使土地原有坡度受到改變，并使一些地方形成較大的溝壑或堆成較高的土坡。在這些人為的深溝及土坡中，會形成小量的侵蝕地貌，而正是這些人為的小量侵蝕地貌，成為加劇水土流失的重要原因。

1.4 棄渣、取土因素

公路施工中，就地取材、利用周邊環(huán)境的土石等現(xiàn)象在所難免。取土?xí)r需要取黏土作為填筑路堤，黏土一般在植物的生長腐殖土下方，因此取土后，會破壞原有的土石平衡，致使開挖的坡面和溝壑極容易在外力的作用下，形成滑坡、泥石流。

另外，在高速公路施工過程中，常會產(chǎn)生一些棄渣、棄土，施工隊(duì)若沒有對這些棄渣、棄土進(jìn)行合理的處理，會因?yàn)槠渌赏凛^多，加之無植被覆蓋，在地表徑流及雨水的沖刷下，很容易導(dǎo)致水土流失。

2 水土流失的危害

水土流失對生態(tài)環(huán)境、氣候條件、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等造成了較大危害，其危害具體如圖1所示:

氧化鉍為一次性投入，可長期使用，長期運(yùn)行后除氯效果有所下降，這是因?yàn)橛衅渌s質(zhì)超標(biāo)所致，經(jīng)過除雜工序可進(jìn)行回收再次投入系統(tǒng)，效果依然很好。

圖1 水土流失危害圖

2.1 對生態(tài)環(huán)境的影響

高速公路施工的目的是為了修筑出便捷、安全、方便的公路，為人們創(chuàng)建便捷的交通條件，加快經(jīng)濟(jì)發(fā)展。因此，在修建高速公路時，必然會出現(xiàn)遇山鉆洞、逢溝架橋、高填深挖的現(xiàn)象，這就使得原有生態(tài)環(huán)境和植被遭到破壞。

另外，施工中的棄土、棄渣在風(fēng)力的作用下極容易發(fā)生沙塵暴、楊塵等天氣，加大了此類災(zāi)害性天氣的危害程度和發(fā)生率，對施工周邊的生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重破壞，在短時間內(nèi)難以恢復(fù)生態(tài)平衡。

2.2 對水質(zhì)的影響

高速公路施工常使用瀝青或混泥土，因此，在雨季出現(xiàn)時，植被不能對其表層水進(jìn)行很好的滲透而形成地表徑流。加之，公路施工改變了部分原有的水循環(huán)，使得地下水銳減，加大了附近河道壓力易形成決堤［3］。

此外，施工中出現(xiàn)的廢土、廢渣若沒有進(jìn)行有效、科學(xué)處理，在降雨或出現(xiàn)地表徑流時，就會產(chǎn)生大量泥沙，并隨著地表徑流一同流入附近的江河;而泥沙會在流速較緩的地方或港灣、河口附近乘積，形成河道淤積，增大河水含沙量，造成水質(zhì)污染。

2.3 對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響

高速公路施工中，施工路線的大量動土，在一定程度上破壞了地表植被，使地表土直接裸露，失去了原有保護(hù)，改變了土壤的層次結(jié)構(gòu)。在發(fā)生降雨或地表徑流時，土壤中的有機(jī)含量、腐殖質(zhì)、土壤肥力大量下降，不利于農(nóng)作物的生長。

高速公路建設(shè)中引發(fā)的水土流失，會使大量的泥沙沉積到農(nóng)田，使田地土壤養(yǎng)分大量流失，致使肥力下降，擴(kuò)大荒地和低產(chǎn)田面積，并改變了土壤性質(zhì)和結(jié)構(gòu)，降低了農(nóng)田的生產(chǎn)力，對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成較大危害［4］。

2.4 高速公路施工中，水土流失的防治措施

水土保持措施主要以植被保護(hù)和水土保持工程為主，其中:

1)植被保護(hù)措施是在綠化美化區(qū)及重點(diǎn)防護(hù)區(qū)建立中央分隔帶綠化、路基邊坡綠化、隔離棚綠化、互通式立交綠化、服務(wù)區(qū)綠化、渣面種草造林綠化、棄渣場植被綠化、施工便道植被護(hù)坡、取土場植被護(hù)坡為主。

2)工程措施主要是對綠化美化區(qū)及重點(diǎn)防護(hù)區(qū)的路基防護(hù)工程、取土場整治利用區(qū)的土地整治工程、棄渣場重點(diǎn)防治區(qū)的攔渣筑壩工程。改善水土流失是一項(xiàng)重大的工程，施工時要注意結(jié)合水土流失的預(yù)防體系，做好防治工作。

2.5 水土保持工程措施

高速公路選址及工程設(shè)計(jì)中，要選擇合適的施工路線，充分考慮水土保持的重要性，并滿足公路工程的安全性、環(huán)保性、美觀性的要求，做好水土流失防治措施。依據(jù)施工占地及工程單元的特征，將水土流失防治體系分為主體工程防治區(qū)及土料場防護(hù)、棄渣場防護(hù)、施工場地防護(hù)、施工便道防護(hù)幾個部分。另外，施工過程中出現(xiàn)水土流失是因?yàn)榫G化工程、水保工程、路基防護(hù)措施在此時都均為完全建好，主體工程設(shè)計(jì)并未對施工期路基邊坡單元，特別是填方邊坡進(jìn)行有效的臨時防護(hù)措施，使得施工過程中易發(fā)生水土流失現(xiàn)象。

因此，針對這部分內(nèi)容，提出相關(guān)措施:

2.5.1 高速公路的施工要著重考慮主體工程的施工方式

1)主體工程施工中，因開挖和回填造成的水土流失，因此施工前，要在路基特別是回填路段及單側(cè)開挖路段順著先前設(shè)計(jì)的路基排水溝，開挖出一條臨時排水溝，并注意在路基回填前開挖。

2)挖排水溝時，沿著所挖軌跡，每隔一段距離就設(shè)置一個塵沙凼，并在塵沙凼下游設(shè)置濾網(wǎng)，以阻擋沙土，定期清理淤積物。

3)此外，路基填筑時，在坡腳的地方可設(shè)置土工布來阻擋沙塵。

2.5.2 水土流失的來源包括了施工中出現(xiàn)的棄土、棄渣

1)公路施工是一種線性分布工程，其施工需要經(jīng)歷多種地貌，且隨著地貌形態(tài)的變化，棄土、棄渣的類型和數(shù)量也隨之改變。

2)設(shè)置的棄渣場地和工程措施也必然不同，在棄渣場選址中，要合理選擇并科學(xué)防護(hù);一般將棄渣置于溝道中填平或是置于溝口、溝中、溝頭，是丘陵或山區(qū)采用的主要方法。需注意的是，棄渣場地不可凸出河岸，以免河道的水流形態(tài)發(fā)生改變形成沖頂。

3)棄渣時，可將棄渣置于凹岸，在較大的河流凹岸中，選擇洪水流速緩慢、發(fā)生頻率小的凹岸，盡量保證洪水能沖刷到棄土、棄渣。

2.5.3 高速公路選址和設(shè)計(jì)施工時，要選擇合理路線

1)盡量用貧瘠土地或荒地代替林地、農(nóng)田，施工時要少砍伐樹林，合理堆放施工材料。

2)此外，在設(shè)置排水系統(tǒng)中，要結(jié)合不同路段的地形特征綜合考慮，與自然溝渠、橋涵構(gòu)造物等相結(jié)合，形成完善的排水系統(tǒng)，以排除路基周圍地表徑流。

3)設(shè)置的排水系統(tǒng)包括:邊溝、截水溝、排水溝、平臺截水溝、蒸發(fā)池、急流槽等。

2.5.4 依據(jù)公路施工的護(hù)坡方法防止水土流失

1)一般采用削坡開級、混泥土預(yù)制塊護(hù)坡、錨固、噴漿護(hù)坡等綜合護(hù)坡措施防止水土流失，以達(dá)到美化公路景觀、保護(hù)生態(tài)環(huán)境的目的。

2)綜合護(hù)坡措施有:砌石護(hù)坡及草皮護(hù)坡、格狀框條護(hù)坡等，其中，格狀框條護(hù)坡是一種將漿砌石骨架與草皮植被相結(jié)合的護(hù)坡形式。

2.6 水土保持植被措施

為了減小高速公路在施工過程中造成的生態(tài)環(huán)境破壞，防治水土流失，在高速公路施工完成后需及時對周邊植被進(jìn)行恢復(fù)處理。在恢復(fù)植被時，首先要采用平整壓實(shí)、覆蓋地表等工程措施，對植被進(jìn)行恢復(fù)，此后根據(jù)不同的地表形態(tài)采用不同的植被恢復(fù)措施。植被的恢復(fù)不僅再造了工程施工中被破壞的生態(tài)環(huán)境，保護(hù)地基邊緣，防治水土流失，而且起到了美化環(huán)境的作用［5］。如下措施在路墊邊坡設(shè)置一定高度的路墊擋土墻，并種植三維植被網(wǎng);立交區(qū)一般采用全部覆蓋沿線種植形式;在旱地棄土場的坡面種植灌木、植被、草皮等;在山地棄土場的頂面要種植喬木、草皮。高速路施工工程中占用的植被地，若地勢平坦可建議種植喬木或草，利于復(fù)墾，及時恢復(fù)植被。

總之，在植被措施防止水土流失災(zāi)害中，要根據(jù)地形以及生態(tài)的特點(diǎn)選擇合適的植被，確保其生長旺盛，根系發(fā)達(dá)，有利于水土保持，而且滿足高速公路沿線的美化要求，實(shí)現(xiàn)其雙重作用。

3 結(jié)語

1)水土流失是一種較為嚴(yán)重的自然災(zāi)害，近年來因高速公路施工不當(dāng)引起的水土流失現(xiàn)象越來越多。

2)在施工過程中，要對施工周邊的生態(tài)環(huán)境進(jìn)行保護(hù)，運(yùn)用科學(xué)、合理的方法，保持水土，防治水土流失。

3)要盡量避免雨季施工，對施工場地及廢渣、廢土堆放進(jìn)行合理規(guī)劃，在施工完成后及時恢復(fù)周圍植被，以免造成水土流失，破壞生態(tài)平衡。

［1］張崢，陳吉虎.高速公路項(xiàng)目水土流失影響指數(shù)的應(yīng)用研究［J］.水土保持通報(bào)，2014，34(02):116－119.

［2］崔巍.高速公路建設(shè)與水土保持研究［J］.科學(xué)中國人，2015，25(07):14.

［3］紀(jì)瑛.高速公路建設(shè)水土流失分析及水土保持研究［J］.河南科技，2013，25(01):163.

［4］張紅梅.臨合高速公路水土流失防治方案分析［J］.公路交通科技(應(yīng)用技術(shù)版)，2015，126(06):29－30.

［5］酈建鋒，錢愛國.關(guān)于高速公路、鐵路石渣社會化利用環(huán)節(jié)水土流失防治思考［J］.中國水土保持，2014，11(05): 32－33.