高寒區(qū)公路建設項目水土流失特點及治理措施

姚志杰，古力巴哈

(新疆水利水電科學研究院，新疆 烏魯木齊 830049)

0 引言

公路建設對新疆經(jīng)濟的快速發(fā)展提供了有力保障，但忽視公路建設中的水土流失問題會造成嚴重的環(huán)境破壞。公路建設中的水土流失問題已引起廣泛的關注，高寒區(qū)生態(tài)環(huán)境脆弱，一旦破壞需要更長的時間進行恢復，因此生產(chǎn)建設項目在施工中需要提出有針對性的水土保持措施并嚴格實施。為進一步了解新疆高寒區(qū)公路建設項目水土保持措施情況，以富蘊至可可托海公路工程建設為例，對高寒區(qū)公路建設水土流失特點及水土保持措施進行研究，以期為高寒區(qū)公路建設水土流失防治提供借鑒和參考。

1 高寒區(qū)公路建設水土流失特點分析

新疆高寒區(qū)公路主要分布于北疆及天山、昆侖山的高山區(qū)域，高寒區(qū)域的生態(tài)環(huán)境復雜脆弱，地面植被經(jīng)過長期的演化，地表生長有一定的植被，但土壤養(yǎng)分含量低，土壤結構不利于植被生長，植被的生長具有脆弱性，植被垂直帶譜明顯，海拔4 000 m以下為山地荒漠帶，海拔4 000～4 550 m為高寒荒漠帶，海拔4 550～4 650 m為高寒草原帶，海拔4 650 m以上為高山草甸帶，隨著海拔升高，植被逐漸退化，地表植被被施工擾動破壞以后的恢復需要極長的時間，工程跡地次生群落物種組成近10 a內仍以耐旱耐貧瘠植物為主，處于演替過程中一個較為穩(wěn)定的階段，短期以致較長時間內都難以恢復至頂級高寒草甸群落。

由于植被生長受限，地表土壤不發(fā)育，導致工程施工中易造成嚴重水土流失，且后期恢復困難，影響持續(xù)時間較長，因此工程施工中需要做好水土保持設計，同時嚴格按照設計實施，以避免無序施工嚴重破壞環(huán)境。

2 項目情況簡介

2.1 工程概況

S226線富蘊至可可托海公路工程是阿勒泰地區(qū)“五縱四橫”公路網(wǎng)主骨架之“第一橫”，是富蘊縣連通其轄區(qū)內鄉(xiāng)鎮(zhèn)的主干道，具有改善沿線區(qū)域鄉(xiāng)村居民交通出行條件，促進地區(qū)自然資源的開發(fā)利用功能，也是鞏固新疆北部邊境國防安全，維護民族團結和邊疆穩(wěn)定的需要。

項目全線位于新疆維吾爾自治區(qū)富蘊縣境內，主線起點位于G216線與S226線交叉口處(地理坐標為：E89°33′23″，N46°48′38″，樁號K0+000)；沿線有S226線改建23.25 km，于K33+435處右偏沿額爾齊斯河左岸逆流而上新建7.30 km，后于K44+200處右偏進入吐爾洪河，沿吐爾洪河兩岸逆流而上新建至野鴨湖，再沿Z842線向北進行改建，在K78+445～K79+265段新建全長820 m的可可托海隧道，之后進入可可托海鎮(zhèn)，沿礦山路、開拓路等布設，此間于K83+920處跨越額爾齊斯河，設置全長為160 m的可可托海鎮(zhèn)大橋，出可可托海鎮(zhèn)后沿Y235線行改建，終點止于額爾齊斯河大峽谷景區(qū)前(地理坐標為：E89°52′09″，N47°12′55″，終點樁號K88+340)，主線全長76.20 km，其中新建道路長度約31.50 km。項目另設置富蘊縣城連接線1.33 km，富蘊縣城南工業(yè)園區(qū)連接線18.98 km。

項目主要由路基工程、路面工程、橋涵工程、隧道(明洞)工程、交叉工程、連接線工程、取土(料)場、棄渣場、施工生產(chǎn)生活區(qū)和施工道路等組成。

2.2 工程分區(qū)

工程分區(qū)主要采取實地調查勘測、資料收集與分析相結合的方法，按照以下原則進行項目水土流失防治分區(qū)：①各分區(qū)之間具有顯著差異性；②相同分區(qū)內造成水土流失的主要因子相近或相似；③各級分區(qū)應層次分明，具有關聯(lián)性和系統(tǒng)性；④按照自然條件即氣候、地形地貌及植被類型等的差異劃分級分區(qū)；⑤按照占地性質、工程類型及功能劃分二級分區(qū)。

該項目的水土流失防治責任范圍劃分為微丘區(qū)和中低山區(qū)兩個一級分區(qū)，二級分區(qū)分為路基工程防治區(qū)、橋梁工程防治區(qū)、隧道工程防治區(qū)、附屬設施防治區(qū)、取棄土(料)場防治區(qū)、原取土場防治區(qū)、施工生產(chǎn)生活防治區(qū)和施工便道防治區(qū)等8個二級分區(qū)。

3 新疆高寒區(qū)公路建設項目防治措施體系

為處理工程建設與生態(tài)環(huán)境的關系，有效防治項目建設過程中的新增水土流失，保證主體工程安全平穩(wěn)運行，在分析評價主體工程及水土流失預測的基礎上，把水土保持工程措施、植物措施、臨時措施有機結合起來，形成完整、科學的水土流失防治措施體系?？紤]到本工程線路較長，主體工程設計階段深度與水土保持設計階段深度不銜接的問題，對不同水土流失防治分區(qū)內的典型路段進行典型設計，以代表該段的水土保持治理方向。

3.1 工程措施設計

設計中對路基工程防治區(qū)、橋梁工程防治區(qū)、隧道工程防治區(qū)、取棄土(料)場區(qū)、原取土場區(qū)作了較為詳細的工程措施，同時水保方案以補充、完善和細化主體工程水土流失防治措施為原則，將項目區(qū)臨時用地作為設計重點，對路基工程防治區(qū)補充表土剝離、回覆表土、土地平整等措施；對橋梁工程防治區(qū)和隧道工程防治區(qū)補充土地平整等措施；對取棄土(料)場防治區(qū)、原取土場防治區(qū)、施工生產(chǎn)生活防治區(qū)和施工便道防治區(qū)分別補充了土質排水溝、土地平整、表土剝離等措施。

3.2 植物措施設計

3.2.1 立地條件分析

項目區(qū)線路所經(jīng)大部分區(qū)域的土壤為棕鈣土、栗鈣土和鹽化棕漠土。棕鈣土其母質多為黃土狀沉積物，土層較厚，多為壤質，剖面分化比較明顯。表層土壤有機質平均含量1.67%，土壤速效磷、速效氮含量偏低。栗鈣土分布于中低山區(qū)成土母質多為黃土，次為坡積物，質地偏輕，多屬砂壤、輕壤與礫質砂壤，土層厚薄不一，表層土壤有機質含量2.50%左右，土壤速效養(yǎng)分含量不高。僅在微丘區(qū)洼地帶，以及降水及融雪水徑流滯緩區(qū)或匯集的洼地分布有鹽化棕漠土。

3.2.2 草種的選擇

根據(jù)工程所在區(qū)域氣候特征及不同施工區(qū)的立地條件，本著“適地適樹，適地適草”的原則，經(jīng)實地調查，優(yōu)選的樹草種植物學與生態(tài)學特性見表1。

表1 植物措施防治措施表

3.3 臨時措施設計

①開挖施工前應對工程占地進行清表，清表采用循序漸進的方式進行，避免增大侵蝕破壞。②施工期間，臨時堆土、清表土應集中堆放在公路永久占地一側，并對堆放場地采取臨時防護措施，減少水土流失?？紤]到投資，盡對中低山區(qū)采取了裝土編織袋攔擋和防塵網(wǎng)苫蓋相結合的防護措施，其余地段均只采取了防塵網(wǎng)苫蓋措施。③施工過程中應該嚴格限制臨時用地的擾動范圍，施工生產(chǎn)生活區(qū)要進行臨時圍擋，施工便道嚴格控制施工車輛的行駛路線，防止占壓占地范圍外的土地，在道路兩側設置限行標志。④施工過程中應對施工生產(chǎn)生活區(qū)就施工便道區(qū)域采用臨時灑水措施，減少揚塵從而起到水土保持效果。

4 新疆高寒區(qū)公路建設項目防治措施中的問題

根據(jù)驗收資料，該工程路基防護工程區(qū)的土壤侵蝕量最多，達到29 832 t，同時也是新增水土流失量最多的分區(qū)，達到19 456 t，因此重點防治分區(qū)應為路基防護工程區(qū)，從表2可知，方案設計相應防護措施達到8種，是平均3.80種防治措施的兩倍，可以從側面反映方案措施設計的合理性。

表2 水土保持防治措施表

工程實際建設防治面積為249.08 hm2，較方案設計面積的359.57 hm2減少了110.49 hm2，主要有3個原因：①工程施工未擾動及占壓《水保方案》擬定的直接影響區(qū)，新規(guī)中已取消直接影響區(qū)這一分區(qū)；②《水保方案》規(guī)劃1處石料場，5處土料場，5處棄渣場，實際施工中啟用土料場2處，棄渣場1處，方案設計的取料棄渣場與實際差異較大；③《水保方案》規(guī)劃施工道路28.60 km，實際建設施工道路6.20 km，方案設計明顯偏大。

5 結語

中國水土保持方案設計作為水土保持工作的重要組成部分，對治理工程建設水土流失問題提供了很大幫助，但仍然存在一些系統(tǒng)性問題，主要有：①主體工程設計階段深度與水土保持設計階段深度不銜接的問題。目前水土保持方案設計已不作為項目審批的前置條件，工程施工開始前完成方案設計即可，但實際中業(yè)主單位由于對相關情況不了解，往往要求提前做好方案設計，導致后期主體設計變化時，水土保持方案設計與實際情況不符的情況發(fā)生；②方案設計人員對工程施工情況掌握不夠系統(tǒng)，方案設計措施不夠符合工程實際施工情況，例如相關規(guī)范中規(guī)定臨時占地范圍內擾動深度<20 cm的表土可不剝離，宜采取鋪墊等保護措施，但實際方案設計中基本見不到鋪墊這一措施。