論公路沿線土地開發(fā)對橋涵的影響

沈艷紅

（漳州市先行交通建設(shè)有限公司）

論公路沿線土地開發(fā)對橋涵的影響

沈艷紅

（漳州市先行交通建設(shè)有限公司）

土地開發(fā)改變地形地貌，破壞地表植被，從而改變現(xiàn)有橋涵的技術(shù)參數(shù)，繼而危及橋涵安全，或致橋涵水毀，或致流域內(nèi)澇成災(zāi)。本文提醒開發(fā)項目法人采取預(yù)防措施，避免災(zāi)害。

土地開發(fā)改變地形地貌；危及現(xiàn)有橋涵安全

1　前言

我國改革開放以來，基礎(chǔ)建設(shè)全面鋪開，城市化進程的加速，促進了土地功能的綜合開發(fā)。尤其原有公路沿線兩側(cè)，城鎮(zhèn)周邊人口密集區(qū)域，各種名目的土地開發(fā)工程遍地開花。土地功能優(yōu)化轉(zhuǎn)換的趨勢銳不可當(dāng)。

土地開發(fā)改變了原來的地形地貌，也改變了開發(fā)區(qū)域的水文，原有公路橋涵的技術(shù)參數(shù)隨之改變；水土保持的滯后導(dǎo)致河溝淤積，行洪不暢。若想知道這種人與自然不和諧的后果，必先了解與橋涵技術(shù)相關(guān)的知識，爾后才能對開發(fā)土地將危及原有橋涵，造成災(zāi)害的可能性作出科學(xué)的、客觀的判斷，進而采取必要措施避災(zāi)。

2　橋涵技術(shù)分析小流域洪峰流量的主要因素

建設(shè)公路橋涵必須滿足安全排泄小流域洪峰流量的要求。小流域洪峰流量的形成與大中河流流域洪峰流量的形成是不相同的。小流域的洪峰流量比較突出地或靈敏地反映于各單項因素的影響。小橋涵技術(shù)計算洪峰流量，一般是從小流域洪峰流量的形成入手，重點分析以下三個方面的影響：

2.1暴雨強度

影響暴雨強度的因素主要是地理氣候條件。不同的地理緯度，南北氣候差異很大；同一地理緯度，沿海與內(nèi)地，平原與山區(qū)，氣候明顯不同；不同的氣候分區(qū)，氣候也有差別。

2.2暴雨的損失

暴雨的特征對洪峰流量的大小和特征有著重要的影響。但是，暴雨并不是影響洪峰流量形成的唯一因素。植被對降水的攔蓄，農(nóng)田塘壩對徑流的攔截和地表水下滲與蒸發(fā)等因素，均造成暴雨的損失，對洪峰流量的形成產(chǎn)生重大影響。流域的植被與土壤或其他自然條件，可能在相隔很近的兩個流域上截然不同，而造成它們徑流強度的明顯差別。如暴雨落在透水性很強的砂土地面上，往往不會產(chǎn)生水流；而在不透水的石質(zhì)地面上，則會出現(xiàn)強度很大的水流。

2.3流域的匯流

影響洪峰流量形成的自然地理因素是多種多樣的。它們包括土質(zhì)、土壤、植被、地形地貌與氣候因素等等；還有人類改造自然尚有挖渠開溝，圍塘筑堰，修田筑埂等措施，也對洪峰流量的形成產(chǎn)生影響。

如果暴雨特征為某一定值，洪峰流量的形成就取決于地面自然地理條件，首先是暴雨在流域地面上的損失?？鄢龘p失后的凈雨，在重力作用下發(fā)生流動，形成徑流。徑流集合為匯流。影響匯流運動的因素也很多，如河槽與山坡流程長度、坡度，以及與糙率有關(guān)的特征參數(shù)等等。此外，流域面積和形狀等幾何特征，對洪峰流量的形成也有相當(dāng)大的影響。

我們把雨量與暴雨損失結(jié)合起來作為產(chǎn)流條件，其余與匯流有關(guān)的流域自然地理因素并為匯流條件，這樣凈雨與流域匯流運動兩個方面就是洪峰流量形成的主要矛盾。對小流域洪峰的形成而言，暴雨損失與洪峰流量此消彼長。

3　計算小流域暴雨洪峰流量的主要技術(shù)參數(shù)

（1）洪峰流量頻度。即同一流域出口達到一定流量的洪水發(fā)生的頻率。

（2）地貌系數(shù)。與地形、主河溝平均坡度和流域面積相關(guān)。

（3）徑流厚度。與流域的地理區(qū)位、土壤類別、匯流時間和洪水頻度相關(guān)。

（4）被植被或洼地攔蓄和滯留的徑流厚度。與地面特征（指植被類型、植物疏密、林木的郁閉度、耕地類型、泥沼阻塞等）相關(guān)。

（5）流域面積。流域的分水線和出口斷面（即橋位或涵位）所包圍的面積，稱為流域面積，或稱集水面積，與流域的開合類型有關(guān)。雨水落到地面，一部分下滲形成地下徑流，剩余的凈雨形成地面徑流，被高地、山嶺分隔而匯集到不同的河流中。分隔水流的高地、山嶺的山脊線，就是相鄰流域的分界線，或稱分水線。地面分水線與地下分水線相重合的流域稱為閉合流域；不相重合的，稱為非閉合流域。流域與出口斷面是一一對應(yīng)的。

（6）受洪水傳播影響的洪峰流量折減系數(shù)。與流域面積重心至橋位（涵位）的距離、流域的幾何特征（羽狀或扇狀）和地形特征（平地、丘陵、山地、山嶺）相關(guān)。流域面積大小直接影響匯集水量的多寡和徑流的形成過程。流域的幾何特征主要影響徑流匯集時間長短和徑流的過程狀態(tài)。如流域狹長而呈羽形，其出口斷面洪峰流量小，徑流過程歷時長、變化小；若流域?qū)掗煶噬刃危瑒t出口斷面洪峰流量大，徑流過程歷時短，變化大。流域的地形特征一般用流域的平均寬度和平均坡度來表示，主要影響徑流的產(chǎn)量、下滲、匯流時間與過程和土壤流失等。

（7）流域內(nèi)降雨不均勻影響洪峰流量的折減系數(shù)。與匯流時間；流域的長度或?qū)挾取⒘饔虻臍夂虻纫蛩叵嚓P(guān)。

（8）湖塘堰壩的調(diào)節(jié)作用影響洪峰流量的折減系數(shù)。與流域內(nèi)湖塘水庫的分布比例相關(guān)。

4　土地開發(fā)影響小流域洪峰流量，危及原有橋涵安全

土地開發(fā)鏟除植被，剝土露石，削丘填壑，填池筑路，護坡砌石，硬化地面，不同程度地改變區(qū)域水文和原有橋涵的主要技術(shù)參數(shù)，危及原有公路橋涵安全。主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

（1）改變小流域地形地貌，變遷相鄰流域分水線，合并擴大或分割縮小流域面積；改變地面坡度和坡面傾向，改變流域開合類型和徑流匯水流向；改變主河溝平均坡度，延長或縮短匯流時間，影響匯流過程。綜合上述，即改變地貌系數(shù)，影響洪峰流量。

（2）改變流域表面土壤類別。地表糙率、地表水入滲率和徑流速率以及匯流時間等參數(shù)隨之改變，徑流厚度相應(yīng)增減。

（3）改變流域植被類型和地面特征，削弱植被和洼地攔蓄徑流的作用，即改變攔蓄系數(shù)，影響暴雨損失和徑流厚度。

（4）變遷流域周界，擴大流域匯水面積，增大流域洪峰流量。

（5）拓寬或加長流域界面，改變流域幾何特征，改變洪水傳播折減系數(shù)。

（6）改變流域地形特征，縮小池塘泥沼洼地面積分布比例，影響徑流的產(chǎn)量、下滲、匯流時間與過程和土壤流失等，改變洪峰流量折減系數(shù)。

（7）水土保持措施滯后，泥沙沖積河溝，改變洪水流態(tài)，削弱橋涵泄洪能力。

5　為確保公路橋涵安全，土地開發(fā)可能采取的預(yù)防或補償措施

5.1工程前期調(diào)查階段

詳細調(diào)查現(xiàn)有橋涵的服役狀態(tài)，確定橋位（涵位）所控制的流域周界和面積，以及流域的地形地貌、幾何特征和自然地理特征，核定流域出口斷面洪峰流量和橋涵泄洪能力。

5.2規(guī)劃設(shè)計階段

按照“使流域水文狀況在土地開發(fā)前后維持相對平衡”的原則，采取如下措施：

（1）根據(jù)土地開發(fā)可能導(dǎo)致流域面積和地理特征改變的程度，重新核定計算洪峰流量諸參數(shù)，設(shè)計土地開發(fā)區(qū)域科學(xué)合理的排水系統(tǒng)，調(diào)整徑流匯水流向和流量，均衡橋涵泄洪壓力，確保土地開發(fā)后，流域出口洪峰流量不超過現(xiàn)有橋涵的泄洪能力。

（2）盡可能保留或改造利用原有湖塘水沼等洼地，使之在改善生態(tài)環(huán)境的同時發(fā)揮調(diào)洪作用。

（3）在落實水土保持國策的同時，盡可能增加綠地，多種樹木，提高開發(fā)區(qū)域綠化率，培育植被增強地表攔蓄雨水的能力。

5.3工程施工階段

（1）落實臨時排水措施，削弱地面徑流沖刷裸露地表和匯流攜砂挾石，減少土壤流失，減輕河溝淤積，避免流域出口堵塞造成橋涵水毀或開發(fā)區(qū)域內(nèi)澇；

（2）建設(shè)臨時防護設(shè)施，保護施工界面和已竣坡面穩(wěn)定，減少地面徑流拉溝切割，延長匯流時間，緩和河溝行洪過程；

（3）對于工期較長的開發(fā)項目，采取植樹種草、建設(shè)苗圃等綠化措施，落實水土保持?；驎毫敉莸?，圍堰筑堤，攔蓄降濁，減小流域洪峰流量。

5.4建設(shè)利用階段

（1）加速綠化或硬化裸露地面，逐步消滅赤地；

（2）完善開發(fā)區(qū)域排水系統(tǒng)，盡快恢復(fù)生態(tài)平衡；

（3）建設(shè)攔蓄利用雨水的容留設(shè)施，增強開發(fā)區(qū)域攔蓄暴雨徑流的能力。如日本國，是全世界最重視收集利用雨水資源的國家，幾乎每座工業(yè)或民用建筑均建有收集利用雨水的配套設(shè)施。

5.5當(dāng)上述措施未能解除橋涵水毀威脅時，應(yīng)安排重建或改建橋涵。

[1]小流域暴雨徑流研究組.小流域暴雨洪峰流量計算.北京：科學(xué)出版社，1978，3.

[2]邱大洪.工程水文學(xué).北京：人民交通出版社，1999，5.

[3]葉鎮(zhèn)國.水力學(xué)及橋涵水文.北京：人民交通出版社，1995，2.

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A

1673-0038（2015）02-0137-02

2014-12-26

沈艷紅，女，中級工程師，大專，主要從事路橋施工工作。