段 惠
(呂梁市文峪河水利管理局)
建設(shè)生產(chǎn)項目水土保持監(jiān)測是通過現(xiàn)場調(diào)查和測驗等多種手段,對水土流失的成因、強度、影響范圍、危害及其防治成效等進行動態(tài)評估的基礎(chǔ)性工作,可為同類項目的水土保持規(guī)劃設(shè)計提供科學(xué)依據(jù)。本文以臨汾市臨吉高速公路工程水土保持監(jiān)測為例,對其進行探討。
高速公路建設(shè)工程戰(zhàn)線長,沿線地形地貌類型復(fù)雜多樣,土壤、植被及下墊面條件差異很大,土壤侵蝕的類型和強度也各不相同。如山西臨吉高速公路建設(shè)工程,項目起點為臨汾市襄汾縣南辛店鎮(zhèn)西徐村,止于吉縣葦子灣黃河大橋,設(shè)計全長100.85 km,跨越平原區(qū)、丘陵區(qū)和中山區(qū)三個地貌單元,其中平原區(qū)9 km,丘陵區(qū) 46.45 km,中山區(qū) 45.4 km。由于地形地貌和土壤、植被的差異,造成土地擾動方式不同,土壤侵蝕強度差別很大。平原區(qū)以填方路基為主,丘陵區(qū)以土石方開挖和邊坡防護為主,中山區(qū)以山體開挖、隧道和橋梁為主。經(jīng)水土保持監(jiān)測結(jié)果分析,填方路基擾動土地面積相對較小,土壤侵蝕強度較大,水土流失的主要部位是路基邊坡,以水蝕為主;丘陵區(qū)的土石方開挖對土地的擾動面積大,土壤侵蝕較為強烈,水土流失的主要部位是路基挖填邊坡和棄土棄渣場,以水蝕和重力侵蝕為主;中山區(qū)的土石方開挖對土地的擾動面積小,但土壤侵蝕較為強烈,水土流失的主要部位是挖方邊坡和棄土棄渣場,以水蝕和重力侵蝕為主。地域的差異性,導(dǎo)致水土流失強度的不均衡及水土流失形式的多樣性。
高速公路的主體工程主要由深挖高填路基、橋梁、隧道等路段組成。如臨吉高速公路工程,共設(shè)置大、中、小橋梁88座,占公路總長度的21%;隧道18座,總長15.87 km,占公路總長度的16.2%;深挖高填路基總長62.39 km,占公路總長度的62.8%。通過調(diào)查監(jiān)測和地面定位監(jiān)測,發(fā)現(xiàn)造成水土流失的主要部位是路基邊坡和棄土棄渣場。主要原因:一是填方路基在填筑過程中路基邊坡尚無防護措施,當(dāng)遇到暴雨時,易造成徑流沖刷;二是在山區(qū)和丘陵區(qū)開挖路基后,形成了大面積的路塹邊坡,在無防護措施的情況下,容易造成水力侵蝕和重力侵蝕。邊坡的土壤侵蝕強度大小,取決于坡度的大小和土壤性質(zhì)及結(jié)構(gòu)。臨吉高速公路工程開挖路段形成的多為黃土邊坡,平均坡度在36°左右,土壤結(jié)構(gòu)密實堅硬,土壤侵蝕強度小于填方路基邊坡;三是隧道工程在掘進過程中,基本不擾動地表,對植被的破壞輕微,但形成的棄渣量較大,堆放棄渣區(qū)域在不進行攔擋防護情況下會產(chǎn)生嚴重水土流失;四是橋梁工程在施工過程中,水土流失主要發(fā)生在橋頭的橋臺兩側(cè)邊坡部位,水土流失量的大小與橋頭土石方挖填量有關(guān)。
一般情況下,可將高速公路工程的建設(shè)工期分為施工期和試運行期(或自然恢復(fù)期)兩個階段。施工高峰期與施工后期相比,前者的水土流失比后者要大得多。因為前者率先擾動地表、占壓植被、破壞土壤結(jié)構(gòu)、重塑項目區(qū)地形地貌、改變了土地利用方向,且永久性的水土保持防護措施體系尚未形成,所采取的臨時防護措施控制范圍十分有限,在惡劣天氣條件下,必然出現(xiàn)較強的水土流失現(xiàn)象。到了試運行期,主體工程已完工,具有水土保持功能的截水槽、排水溝、噴護、漿砌石擋土墻、漿砌石護坡等工程措施和新增的水土保持措施基本建成并發(fā)揮作用,因此土壤侵蝕強度輕微。臨吉高速公路工程于2009年下半年開工建設(shè),到2011年下半年主體工程基本完工,這一階段是水土流失最為嚴重的時期,土壤侵蝕強度接近水土保持方案中的預(yù)測值。2011年下半年至2012年末,工程處于掃尾階段,開始進入自然恢復(fù)期,通過用標(biāo)樁法定點監(jiān)測,開挖和填方邊坡的年土壤侵蝕模數(shù)為1 000 t/km2左右,接近容許土壤流失量。高速公路主體工程中具有水土保持功能的工程措施較多,工程量大,水土保持功能強,此類工程實施的早與晚、質(zhì)量好壞,對水土流失的影響極大。因此,高速公路工程的水土保持監(jiān)測,應(yīng)將主體工程中具有水土保持功能工程的實施情況作為一項主要的監(jiān)測內(nèi)容。
高速公路工程的水土保持植物措施點多面廣,路基邊坡、取土場、棄渣場、施工便道和施工生產(chǎn)生活區(qū)等各防治分區(qū),都需要布置植物措施,類型以喬、灌、草混交為主。特別是施工生產(chǎn)生活區(qū)和施工便道等臨時占地區(qū)域,主要是采取植物措施來恢復(fù)植被。采取植物措施防護,作用持久且不可替代。但水土保持植物措施多在主體工程完工后才實施,在時間上具有滯后性,沒有很好地落實“三同時”制度。
臨吉高速公路工程的水土保持監(jiān)測實踐證明,同類工程的水土保持監(jiān)測工作應(yīng)采取以下方式方法。
為了全面掌握高速公路建設(shè)項目的基本情況,水土保持監(jiān)測人員在施工準備期就應(yīng)介入。這一階段的主要監(jiān)測任務(wù),是調(diào)查不同地貌的土壤侵蝕背景值、公路沿線地形及地質(zhì)備件、植被種類和覆蓋率、水土保持現(xiàn)狀等。同時,要熟悉水土保持方案報告書和有關(guān)設(shè)計文件,詳細了解和掌握水土流失防治責(zé)任范圍、水土流失預(yù)測、主體工程水土保持分析評價、水土流失防治目標(biāo)和措施體系、各個防治分區(qū)的水土保持措施布局與設(shè)計等情況。
高速公路工程開始施工后,監(jiān)測人員要根據(jù)已經(jīng)批復(fù)的水土保持方案報告書和水土保持監(jiān)測實施方案,分析確定工程施工過程中發(fā)生水土流失的重點區(qū)域和部位,并設(shè)立監(jiān)測點。監(jiān)測點要有代表性,不同的地貌單元、不同類型的主體工程都應(yīng)視地表擾動情況設(shè)置相應(yīng)的監(jiān)測點。特別是要將深挖高填路基邊坡、棄土棄渣場等區(qū)域和部位作為水土保持監(jiān)測的重點。監(jiān)測點的布設(shè)必須滿足監(jiān)測工作任務(wù)的需求,通過水土流失量和侵蝕形式的監(jiān)測,掌握項目區(qū)的水土流失動態(tài)變化規(guī)律,以便于最終分析水土保持措施的實施效果。
高速公路工程的水土保持監(jiān)測,除了暴雨多發(fā)季節(jié)加密觀測次數(shù)外,為了掌握施工期的土壤侵蝕狀況,在路基填筑和陡坡開挖結(jié)束后,應(yīng)及時設(shè)置臨時監(jiān)測點,隨時觀測土壤侵蝕情況,并將觀測結(jié)果與侵蝕性降雨、地形變化、土地利用、植被覆蓋等因素進行關(guān)聯(lián)分析,探討相關(guān)因素與土壤侵蝕強度的關(guān)系,為同類項目的水土保持監(jiān)測積累經(jīng)驗。在監(jiān)測過程中,如發(fā)現(xiàn)水土流失隱患和危害,要及時向建設(shè)單位和有關(guān)部門反饋信息,以便及時采取措施,避免水土流失災(zāi)害發(fā)生。
水土保持監(jiān)測外業(yè)工作完成后,要對監(jiān)測資料進行系統(tǒng)分析,對監(jiān)測工作進行系統(tǒng)總結(jié)。主要任務(wù):一是對大量的實地觀測資料進行整理分析,探尋施工期不同防治分區(qū)的水土流失動態(tài)變化特點;二是根據(jù)實地監(jiān)測資料,分析計算擾動土地整治率、水土流失總治理度、土壤流失控制比、攔渣率、林草植被恢復(fù)率和林草覆蓋率6項水土流失防治目標(biāo)的實現(xiàn)情況;三是綜合評價工程項目區(qū)水土流失防治的生態(tài)效益、社會效益和經(jīng)濟效益,為工程項目驗收提供科學(xué)依據(jù)。
以上是參與臨吉高速公路工程水土保持監(jiān)測實踐的一些體會,可能存在不少問題,望相關(guān)人士批評指正。