蔡文軍

(貴州路橋集團(tuán)有限公司)

1 概 述

近些年來，我國對于高速公路建設(shè)投入了大量的人力和物力，不僅要建成同時也要建設(shè)一個環(huán)境友好型的高速公路網(wǎng)絡(luò)。隨著現(xiàn)在生態(tài)環(huán)境問題逐漸引起人們的注意，高速公路兩旁的水土流失也變得凸顯出來，一些工程學(xué)手段和生態(tài)學(xué)技術(shù)也逐漸應(yīng)用到監(jiān)測和治理水土流失以及水土保持中來。這些治理的理論和方法尚在實(shí)驗人員的進(jìn)一步摸索之中，在公路建造過程中也沒少有監(jiān)管部門進(jìn)行有效監(jiān)測，在運(yùn)行階段也沒有進(jìn)行相關(guān)的維護(hù)措施，同時還缺乏反饋工程，因而這些理論的實(shí)際成果不能有效的評價這些措施采取之后所引起的水土變化情形。

2 水土流失成因

水土流失是指在水力、重力、風(fēng)力等外力作用下，水土資源和土地生產(chǎn)力的破壞和損失，包括土地表層侵蝕和水土損失，亦稱水土損失。在自然狀況下，土壤基本能保持水土，有一定的涵養(yǎng)水土的能力，而人類不合理的建設(shè)和使用過程中，破換土壤的平衡狀態(tài)，導(dǎo)致水土加速流失。我國不同時期水土流失面積如表1。

表1 全國不同時期水土流失面積 hm2

3 高速公路水土檢測的目的

高速公路水土檢測是以保護(hù)水土為第一要素，通過記錄和分析在建造過程中和投入運(yùn)行中水土流失的范圍和強(qiáng)度等數(shù)據(jù)，了解公路周邊水土流失的具體情況和變化規(guī)律，是否和原預(yù)定的質(zhì)量方案相吻合，及時隨地調(diào)整防治方案，并為以后同類型的高速公路建造提供科學(xué)有效的依據(jù)。通過水土監(jiān)測可以達(dá)到以下目的。

(1)為水土生態(tài)建設(shè)工程設(shè)計提供實(shí)踐支持，為新建公路建設(shè)的水土保持工程提供防治依據(jù)。

(2)為監(jiān)管部門提供一個完整的監(jiān)測手段和系統(tǒng)，更好的監(jiān)管高速公路的生態(tài)環(huán)境變化。

(3)通過對不同類型的水土流失分析，建立不同的模型，長久的運(yùn)用這些模型為以后的防治工作做好基礎(chǔ)。

4 水土監(jiān)測方法

水土保持監(jiān)測是運(yùn)用遙感、調(diào)查和地面觀測等技術(shù)，對水土流失發(fā)生、發(fā)展、危害及水土保持效益進(jìn)行的調(diào)查、觀測和分析工作。

4.1 遙感監(jiān)測

在高速公路沿線科學(xué)布置高分辨率的遙感儀捕捉遙感影像數(shù)據(jù)，或者結(jié)婚GPS 對公路動態(tài)監(jiān)測。為土壤流失信息提取而利用遙感技術(shù)主要是以衛(wèi)星影像為信息源。以這些衛(wèi)星影像結(jié)合其他的地質(zhì)地貌以及植被等專業(yè)圖，通過計算機(jī)處理，得到一張水土流失概要，如圖1。

圖1

遙感動態(tài)監(jiān)測的特點(diǎn)一是方法多樣化，直接通過以目視圖和計算機(jī)技術(shù)相結(jié)合進(jìn)行視圖處理，更加直觀;二是監(jiān)測的范圍很大，全球遙感衛(wèi)星定位拍攝地表信息，從某段公路乃至全國范圍的高速路;三是監(jiān)測可以一直進(jìn)行下去，可以顯示長期的微小變化。

4.2 調(diào)查監(jiān)測

調(diào)查監(jiān)測通過對采樣點(diǎn)定期采樣和公路全線巡查的方式對高速公路的水土保持情況進(jìn)行調(diào)查。一般會結(jié)合公路設(shè)計時的水土保留方案和相關(guān)設(shè)計文件對建造區(qū)域來核實(shí)防治成果。

建造過程中的高速公路水土流失有很明顯的地域特征，施工點(diǎn)、堆料場常發(fā)生變化，固定采樣點(diǎn)觀測得到的數(shù)據(jù)就不能反映真實(shí)情況，現(xiàn)場巡查的優(yōu)點(diǎn)就突顯出來。

4.3 地面觀測

地面觀測是現(xiàn)在最常使用的水土保持監(jiān)測方法，在全國范圍內(nèi)建設(shè)水土保持觀測站，在監(jiān)測區(qū)域內(nèi)以一定幾何方式布置觀測小區(qū)和雨量站等監(jiān)測設(shè)備，對水土流失的主要造成因素、流失量、土地涵水量進(jìn)行持續(xù)的觀測，有地面觀測得到的相關(guān)數(shù)據(jù)比較可靠，我國在許多地方建立了觀測點(diǎn)。全國水土保持監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)和信息系統(tǒng)建設(shè)一期和二期工程建設(shè)取得重大進(jìn)展，建設(shè)了水利部水土保持監(jiān)測中心、7 個流域機(jī)構(gòu)水土保持監(jiān)測中心站、31 個省級監(jiān)測總站、175 個監(jiān)測分站和738 個水土流失監(jiān)測點(diǎn)，初步構(gòu)建了覆蓋全國的水土保持監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)和信息系統(tǒng)，形成了完整的水土保持監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)體系。全國水土保持監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)分布如圖2。

圖2

5 水土監(jiān)測的時間、頻率和方法

在施工期和公路運(yùn)行期的監(jiān)測時間和對象有所不同，一般在施工期重點(diǎn)監(jiān)測主體施工區(qū)、渣場和堆料區(qū)，重點(diǎn)監(jiān)測區(qū)域的水土流失量和危害。在運(yùn)行期間，由于公路旁都會栽有綠化帶，一般監(jiān)測林草的長勢和水土保持措施的實(shí)地效果。

公路建造過程中的水土流失一般是由于風(fēng)蝕和水力侵蝕，其中地表的積水和降水侵蝕為主要原因。我國長江以北多受季節(jié)性季風(fēng)影響，多集中在每年的6 月到9 月，故監(jiān)測次數(shù)可以安排三次，但是當(dāng)暴雨過后，地表積水過多，水土流失可能加重，因此暴雨后因適時增加監(jiān)測。在公路開始投入運(yùn)行后，路邊的綠化帶起到水土涵養(yǎng)的功能，這時可適當(dāng)減少監(jiān)測的次數(shù)。每年的春初，因為經(jīng)歷一個冬天后，土地相對干燥松，再如道路兩旁的植被的物種比較單一，生態(tài)穩(wěn)定性不高，容易受病蟲害的影響。在春初和秋末各巡查一次。

具體的監(jiān)測方法如下:每年的春初采取取樣調(diào)查法，通過監(jiān)測樣本的數(shù)據(jù)得到全體的基本情況。檢查道旁造林的成活率和生長情況，如果有死亡或者停止不長的情況，及時進(jìn)行大生長素或者補(bǔ)植等補(bǔ)救措施，確保植被的成活率達(dá)到90%以上。在施工區(qū)域，監(jiān)測棄渣場、主體工程隨機(jī)收取一定面積的區(qū)域，調(diào)查區(qū)域內(nèi)的水土流失程度，為減少隨機(jī)誤差的產(chǎn)生，可以隨機(jī)多選幾個區(qū)域，運(yùn)用統(tǒng)計學(xué)的方法，對這些地方進(jìn)行統(tǒng)計分析。具體內(nèi)容見表2。

表2 水土保持各監(jiān)測點(diǎn)內(nèi)容及指標(biāo)

6 小 結(jié)

國家已經(jīng)不斷強(qiáng)化水土保持監(jiān)測能力建設(shè)，但是高速公路水土保持監(jiān)測在我國的公路建造來說還是一個比較新奇的事物，依然存在許多問題急需解決，到現(xiàn)在還沒有一個監(jiān)測技術(shù)的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，少有公路建設(shè)項目實(shí)現(xiàn)水土保持監(jiān)測技術(shù)，測試手段也相對落后，多采用調(diào)查取樣的方式，這樣既費(fèi)時也費(fèi)力，得到的數(shù)據(jù)也可能不完整，同時還沒有一個確定的實(shí)用性模型來預(yù)測水土保持情況。監(jiān)測的因素也比較少，不能完全體現(xiàn)公路建造過程中和投入運(yùn)行中對周邊環(huán)境的影響程度。

水土保持監(jiān)測技術(shù)是一項具有科技含量和技術(shù)性強(qiáng)的基礎(chǔ)工作，涉及到各個部門的協(xié)調(diào)一致的工作，不僅僅是水土監(jiān)管部門一個部門能夠完成。隨著公路的延長擴(kuò)展，高速公路會逐漸通往一些地質(zhì)更加復(fù)雜多變的地區(qū)，這些地方的生態(tài)也是非常脆弱的，自我恢復(fù)能力也比較差，在公路建設(shè)過程中，水土保持的壓力陡增。在公路建造過程中，積極進(jìn)行水土保持監(jiān)測是非常有必要的。

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