毛 旭，師利明

(1.貴州高速公路開(kāi)發(fā)總公司，貴州貴陽(yáng)550000;2.長(zhǎng)安大學(xué) 公路水土保持研究所，陜西西安710061)

水土流失已成為一個(gè)世界性的環(huán)境問(wèn)題，它不僅造成土地的嚴(yán)重退化，而且還會(huì)對(duì)河道安全造成威脅，不利于和諧社會(huì)的構(gòu)建、發(fā)展［1］。公路項(xiàng)目的建設(shè)作為人為擾動(dòng)地表的一種形式，其造成的水土流失不容忽視。如何解決社會(huì)發(fā)展與生態(tài)系統(tǒng)退化的矛盾，有效解決生態(tài)系統(tǒng)退化導(dǎo)致的水土流失加劇、土地資源退化等問(wèn)題，已成為公路建設(shè)項(xiàng)目水土保持工作的重點(diǎn)研究課題。筆者基于貴州省六盤水至盤縣高速公路(以下簡(jiǎn)稱水盤公路)項(xiàng)目建設(shè)實(shí)踐，對(duì)其水土保持生態(tài)恢復(fù)進(jìn)行探討。

1 水盤公路項(xiàng)目及項(xiàng)目區(qū)概況

水盤公路全長(zhǎng)91.5 km，工程總投資71.2億元，全線共占用土地823.6 hm2，其中永久性占地約 560.3 hm2，臨時(shí)性占地約263.3 hm2。全線路基動(dòng)用土石方2465.89萬(wàn)m3，其中挖方1412.28萬(wàn) m3，填方1053.61 萬(wàn) m3;有特大橋10 座10911 m、大橋51座15479 m、中小橋8座662 m、涵洞239道、隧道24座19355 m，互通立交、分離式立交各5座，通道117處。于2007年年底開(kāi)工建設(shè)，預(yù)計(jì)2013年年初竣工。

該公路是貴州省骨架公路規(guī)劃方案“三縱三橫八聯(lián)八支”公路網(wǎng)中畢節(jié)至安龍高速公路的一段。路線采用雙向四車道高速公路標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)行車速度80 km/h，整體式路基寬度為21.5 m。公路竣工通車后，六盤水至盤縣的公路里程較老路縮短了80多km，行車時(shí)間由原來(lái)的5 h減少到約1.5 h。

項(xiàng)目區(qū)地形地貌以中低山、臺(tái)地丘陵和峽谷為主，地勢(shì)總體西北高東南低，地形起伏大，地面標(biāo)高在830～2100 m之間。區(qū)內(nèi)發(fā)育有北盤江及其支流，水力侵蝕作用明顯，地表切割強(qiáng)烈、侵蝕地貌發(fā)育。由于水蝕及溶蝕作用強(qiáng)烈，溝谷縱橫，孤峰、峰叢林立，多見(jiàn)臺(tái)地、峭壁。屬亞熱帶云貴高原山地季風(fēng)濕潤(rùn)氣候區(qū)，年均降水量1100～1500 mm，降水多集中在5—10月，期間降水量約占全年的76%。年均蒸發(fā)量1450 mm，年均氣溫 14.0℃，極端最高氣溫 36.7℃，極端最低氣溫 －11.7℃，年均風(fēng)速 2.1m/s。

2 工程建設(shè)對(duì)項(xiàng)目區(qū)水土流失的影響分析

根據(jù)公路工程的性質(zhì)、特點(diǎn)，可以將其時(shí)段標(biāo)準(zhǔn)分為施工期和營(yíng)運(yùn)期，施工期又可以分為施工前期(路基工程施工期)和施工后期(路面工程施工期)。在施工期由于施工活動(dòng)會(huì)造成水土流失加劇;在營(yíng)運(yùn)期，因施工破壞而導(dǎo)致水土流失的各種因素在各項(xiàng)水土保持措施實(shí)施后逐漸消失，并且隨著時(shí)間的推移以及各項(xiàng)水土保持措施功能日益得到恢復(fù)和發(fā)揮，水土流失將逐漸減少，直至達(dá)到新的穩(wěn)定狀態(tài)。

2.1 施工期水土流失敏感單元分析

(1)高填深挖路段。路線走廊帶位于貴州省西部山區(qū)，云貴高原一、二級(jí)臺(tái)地斜坡上，為滿足線形的要求，在建設(shè)過(guò)程中形成了不少的高填深挖路段。由于填方高度和挖方深度較大，產(chǎn)生的裸露邊坡較長(zhǎng)、較陡，所以高填深挖路段是水土流失發(fā)生和防治的重點(diǎn)單元。

(2)橋梁、隧道工程施工。本項(xiàng)目橋梁工程較多，橋梁工程的橋臺(tái)、橋墩施工及隧道洞門的開(kāi)挖都對(duì)一定范圍內(nèi)的地表造成擾動(dòng)，使地表植被和土壤結(jié)構(gòu)遭到嚴(yán)重破壞，抗侵蝕能力降低。同時(shí)開(kāi)挖方的清運(yùn)、堆置產(chǎn)生了大量的易侵蝕土(渣)源，為新水土流失的產(chǎn)生創(chuàng)造了條件，尤其是橋梁架設(shè)地段地形條件較差，坡面較陡，易導(dǎo)致嚴(yán)重的水土流失。

(3)取土、采料場(chǎng)。在施工過(guò)程中，筑路材料的開(kāi)采對(duì)地表植被造成嚴(yán)重破壞，使底層土壤裸露，土壤結(jié)構(gòu)遭嚴(yán)重破壞，抗侵蝕能力變差，遇強(qiáng)降雨易遭徑流沖刷，進(jìn)而產(chǎn)生大量的水土流失。

(4)棄渣場(chǎng)。由于項(xiàng)目區(qū)地形復(fù)雜，不便于棄渣的長(zhǎng)距離調(diào)用，需要設(shè)立相對(duì)較多的棄渣場(chǎng)，根據(jù)調(diào)查，本項(xiàng)目的棄渣場(chǎng)一般都設(shè)置在溝道等低洼區(qū)域內(nèi)。在施工過(guò)程中，產(chǎn)生的棄渣一般都松散堆棄，如不及時(shí)實(shí)施防護(hù)措施，遇強(qiáng)降雨或上游匯水下泄時(shí)，易造成嚴(yán)重的水土流失。為此，必須做好棄渣場(chǎng)防護(hù)措施，避免汛期遭沖刷而形成嚴(yán)重的水土流失，危及沿線及下游地區(qū)的河道、農(nóng)田等。

(5)臨時(shí)占地。在該公路項(xiàng)目建設(shè)過(guò)程中要修筑大量施工便道，施工便道的開(kāi)挖在很大程度上破壞了原有地表植被，此外本項(xiàng)目施工還需要設(shè)立臨時(shí)堆放場(chǎng)、預(yù)制場(chǎng)等，這些臨時(shí)占地也對(duì)占地范圍內(nèi)的植被和地表土壤造成一定程度的破壞。因此，在防治過(guò)程中不能忽視臨時(shí)占地，必須加以防護(hù)。

(6)不良地質(zhì)路段。沿線所經(jīng)區(qū)域內(nèi)的不良地質(zhì)主要為巖溶地段、煤礦采空區(qū)等，分別采用了回填夯實(shí)、灌注和設(shè)橋跨越的方法進(jìn)行處理，在預(yù)測(cè)時(shí)分別按路基邊坡和橋臺(tái)邊坡進(jìn)行。

(7)拆遷安置。本工程建設(shè)造成了一定數(shù)量原有設(shè)施的拆遷，限于當(dāng)?shù)氐牡匦魏推渌麠l件，在移民安置過(guò)程中，移民建房等人類活動(dòng)對(duì)沿線的植被、土壤等環(huán)境因素有負(fù)面影響，會(huì)產(chǎn)生一定的水土流失。

2.2 營(yíng)運(yùn)期水土流失影響分析

公路營(yíng)運(yùn)期，路面全部硬化，不會(huì)產(chǎn)生土壤侵蝕。對(duì)于采取工程防護(hù)措施的重塑地貌單元，如各類邊坡等，由于砌石或預(yù)制塊護(hù)坡直接將土壤侵蝕源與侵蝕動(dòng)力分隔開(kāi)來(lái)，所以一般不會(huì)產(chǎn)生新的水土流失;對(duì)于采用生物措施進(jìn)行防護(hù)的一些工程單元，自然恢復(fù)期在生物措施完全發(fā)揮水土保持功能前，受降雨和徑流沖刷，仍會(huì)有輕度的水土流失發(fā)生。

本項(xiàng)目區(qū)水分和光熱條件較好，植被恢復(fù)迅速，隨著植物的生長(zhǎng)，覆蓋度增加，水土流失將會(huì)逐漸得到控制，并降低到允許土壤流失量或以下。另外，不良地質(zhì)路段在采取了防治措施以后，水土流失基本可以得到控制。

2.3 土壤流失形式和特征

在該公路項(xiàng)目建設(shè)和運(yùn)營(yíng)過(guò)程中，土壤侵蝕以水力侵蝕為主，少數(shù)路段兼有重力侵蝕等其他侵蝕形式。具體表現(xiàn)為:①面蝕。工程建設(shè)過(guò)程中產(chǎn)生了一系列的重塑坡面單元，這些坡面在防護(hù)工程實(shí)施前處于全裸狀態(tài)，抗侵蝕能力非常差，坡面在雨滴的擊濺和徑流的沖擊作用下，易發(fā)生表層土壤的面狀侵蝕。面蝕的強(qiáng)度和總量與降雨強(qiáng)度、坡度、地表土壤特性密切相關(guān)。②溝蝕。對(duì)于填方邊坡和棄渣坡面來(lái)說(shuō)，坡面地表土壤極其松散，抗沖性很差，當(dāng)坡頂有股流下泄到坡面時(shí)，易在坡面形成溝狀侵蝕，其中棄渣場(chǎng)因棄渣堆積松散而溝蝕狀況最為嚴(yán)重，有些挖方邊坡表面也會(huì)出現(xiàn)細(xì)溝或淺細(xì)溝狀侵蝕。③滑坡、崩塌和泥石流。對(duì)于大挖方路段和可能產(chǎn)生崩塌、滑坡災(zāi)害的路段來(lái)說(shuō)，施工過(guò)程中的人為擾動(dòng)往往會(huì)使山體的穩(wěn)定性變差，從而加大項(xiàng)目區(qū)內(nèi)滑坡和崩塌災(zāi)害的發(fā)生幾率，此外棄土棄渣在高強(qiáng)度降雨條件下極易形成泥石流。

3 水土保持措施設(shè)計(jì)及生態(tài)恢復(fù)探討

根據(jù)公路建設(shè)項(xiàng)目水土流失特點(diǎn)、危害程度和防治目標(biāo)、水土流失預(yù)測(cè)結(jié)果和劃定的防治責(zé)任范圍，以及水土流失防治分區(qū)和防治內(nèi)容，確定不同的防治區(qū)應(yīng)采用不同的防治措施及布局，以形成防治措施體系。在不同類型的防治措施布局中，以臨時(shí)防護(hù)措施、工程措施和植物措施相結(jié)合的方式，力求使本項(xiàng)目建設(shè)造成的水土流失得以集中治理。在發(fā)揮工程措施控制性和速效性特點(diǎn)的同時(shí)，充分發(fā)揮植物措施的長(zhǎng)效性和景觀效果，形成工程措施和植物措施相結(jié)合并互為補(bǔ)充的防治形式，能達(dá)到主體工程建設(shè)順利進(jìn)行、公路建成后安全運(yùn)營(yíng)、沿線生態(tài)環(huán)境明顯改善和帶動(dòng)地方經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展的目的。水盤公路防治分區(qū)劃分結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 水盤公路防治分區(qū)

根據(jù)防治分區(qū)劃分結(jié)果，設(shè)計(jì)的水土保持措施主要包括:

(1)主體工程防治(表2)。

表2 主體工程具有水土保持功能的工程量和投資

(2)棄渣場(chǎng)防治。根據(jù)初步設(shè)計(jì)中間成果，沿線共設(shè)置棄渣場(chǎng)34處，共計(jì)占地58.33 hm2。根據(jù)棄渣場(chǎng)利用方向規(guī)劃及臨時(shí)工程設(shè)計(jì)，計(jì)算得到水盤公路沿線棄渣場(chǎng)水土保持工程措施、植物措施及臨時(shí)措施的數(shù)量，分別見(jiàn)表3—5。

表3 棄渣場(chǎng)防護(hù)工程措施數(shù)量

表4 棄渣場(chǎng)植物措施工程量

表5 棄渣場(chǎng)表土剝離及臨時(shí)擋護(hù)工程量

(3)取土場(chǎng)防治。取土場(chǎng)占地面積11.21 hm2。根據(jù)項(xiàng)目區(qū)的地形和氣象條件，取土場(chǎng)區(qū)主要采取以下預(yù)防保護(hù)措施:①表土剝離。剝離的表土，集中臨時(shí)堆放，以備復(fù)墾之用。②防護(hù)和削坡開(kāi)級(jí)。由于坡地取土場(chǎng)邊坡高差不是很大，平均為4 m，取土后平整坡面，進(jìn)行植被恢復(fù)，以保水保土，并防止上方來(lái)水直接下泄造成水土流失。③土地整治。根據(jù)貴州省耕地較少的情況，建議條件允許時(shí)，首選改造為耕地，在取土場(chǎng)的生土上覆蓋公路施工時(shí)剝離的熟土，以縮短土地生產(chǎn)能力恢復(fù)所需時(shí)間，使取土場(chǎng)區(qū)與周圍環(huán)境相協(xié)調(diào)和融合。④截排水措施。對(duì)位于坡面的取土場(chǎng)，取土前應(yīng)在開(kāi)挖線外側(cè)設(shè)置截排水溝，以防止降雨徑流對(duì)取土場(chǎng)施工造成影響。取土場(chǎng)地上游匯水面積不大，周邊截排水溝的斷面采用梯形斷面設(shè)計(jì)，底寬50 cm、深50 cm，邊坡坡率1∶0.3，用混凝土修筑。⑤植物措施。土地整治后的料場(chǎng)平臺(tái)，可以采取兩種方式進(jìn)行植物防護(hù):一種是全面采取植物措施(植樹(shù)種草);另一種是先種樹(shù)，再交地方政府進(jìn)行復(fù)墾。對(duì)于土崗坡頂面取土后形成的各級(jí)邊坡，可在邊坡坡腳種植攀緣植物進(jìn)行美化，在坡面種草綠化。取土場(chǎng)防治措施工程量分別見(jiàn)表6—8。

表6 取土場(chǎng)表土剝離及臨時(shí)擋護(hù)工程量

表7 取土場(chǎng)防護(hù)工程措施數(shù)量

表8 取土場(chǎng)植物措施工程量

(4)施工便道防治區(qū)。施工便道占地面積66.58 hm2。對(duì)于在開(kāi)辟施工便道過(guò)程中產(chǎn)生的新的廢渣必須及時(shí)清除，并運(yùn)至棄渣場(chǎng)統(tǒng)一處置，避免隨處亂棄。由于施工便道路面一般不做硬化處理，易造成路面土壤的侵蝕，因此施工便道線形應(yīng)具有一定的曲率，避免出現(xiàn)較長(zhǎng)的順直線路，以降低地表徑流下泄的速度。同時(shí)，施工期間應(yīng)做好施工便道的防、排水措施，如臨時(shí)土質(zhì)邊溝(必要時(shí)需鋪砌石塊以減少溝底和溝岸土壤的沖刷)等。另外，為防止施工期施工車輛隨意碾壓，在施工過(guò)程中應(yīng)嚴(yán)格規(guī)定行車通道，避免破壞施工便道沿線的植被和生態(tài)。施工結(jié)束后，應(yīng)根據(jù)施工便道占地的后期規(guī)劃利用方向，及時(shí)進(jìn)行土地整治和植被恢復(fù)工作。

對(duì)于需要植被恢復(fù)或復(fù)耕的施工便道占地區(qū)域，施工結(jié)束后，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行分級(jí)分塊處理，使每小塊土地呈水平或1%～2%的倒坡，地塊的大小視原施工便道縱坡的大小而定，每個(gè)地塊的邊緣修建一條擋水土埂。分好的地塊還需進(jìn)行覆土處理，以備復(fù)耕或植被恢復(fù)，覆土設(shè)計(jì)可參照取土場(chǎng)進(jìn)行。

對(duì)于整治后的土地，如需復(fù)耕的，可先撒草籽進(jìn)行初步植被恢復(fù)，然后由地方政府進(jìn)行復(fù)耕;不復(fù)耕的，則進(jìn)行全面的植被恢復(fù)，行狀栽植喬、灌木等，其間再撒播草籽，以增加地表的植被覆蓋。具體可參照取土場(chǎng)植物措施典型設(shè)計(jì)進(jìn)行。工程中新開(kāi)辟的施工道路全部按植樹(shù)種草措施進(jìn)行防護(hù)工程量的計(jì)算，結(jié)果見(jiàn)表9。

表9 施工便道防護(hù)措施工程量

(5)施工生產(chǎn)生活區(qū)(占地面積127.18 hm2)。①前期防護(hù)措施。對(duì)于設(shè)在坡地且下游有水域的施工場(chǎng)地，在進(jìn)行場(chǎng)地平整和建設(shè)使用之前，應(yīng)先建設(shè)下方攔渣措施和上游的截排水工程，具體設(shè)計(jì)可參照棄渣場(chǎng)攔渣工程和截排水工程進(jìn)行。②施工中的管理措施。施工單位應(yīng)盡量避開(kāi)雨季安排動(dòng)土工程，場(chǎng)地平整盡量做到挖、填平衡，減少棄渣、棄土量。應(yīng)嚴(yán)格控制施工過(guò)程中料、渣的堆放和處置，禁止亂堆亂排。及時(shí)清除截、排水溝中的沖淤物，以保障排水系統(tǒng)的通暢。③后期防護(hù)措施。施工結(jié)束后，施工單位須將不需要保留的地表建筑物及硬化地面全部拆除，廢棄物及時(shí)運(yùn)至附近棄渣場(chǎng)，按照施工場(chǎng)地后期使用規(guī)劃，做好場(chǎng)地的土地整治，以備綠化。具體的土地整治方式可參照取土場(chǎng)進(jìn)行。首先，根據(jù)場(chǎng)地的地形、坡度，適當(dāng)?shù)貙?duì)其進(jìn)行分級(jí)分塊，盡量使每級(jí)和每塊土地?zé)o順向坡。其次，對(duì)每塊土地進(jìn)行整平，并利用先期剝離的表土進(jìn)行覆土，覆土的規(guī)格可參照取土場(chǎng)覆土設(shè)計(jì)進(jìn)行。對(duì)本區(qū)采取復(fù)耕或植被恢復(fù)措施，既可防治水土流失，又能達(dá)到綠化美化環(huán)境的目的。根據(jù)“適地適樹(shù)”的原則，考慮本區(qū)內(nèi)水土保持和環(huán)境功能要求，選擇馬尾松和響葉楊混交、地面種植三葉草進(jìn)行綠化。根據(jù)上述布置，施工生產(chǎn)生活區(qū)水保防護(hù)措施工程量見(jiàn)表10。

表10 施工生產(chǎn)生活區(qū)防護(hù)措施工程量

4 結(jié)語(yǔ)

在公路項(xiàng)目建設(shè)過(guò)程中如不開(kāi)展必要的水土保持和生態(tài)保護(hù)工作，將會(huì)引起嚴(yán)重的水土流失，造成區(qū)域生態(tài)環(huán)境的退化和破壞。另外，新形勢(shì)對(duì)水土保持工作和開(kāi)發(fā)建設(shè)項(xiàng)目區(qū)的生態(tài)恢復(fù)提出了更高的要求，所以我們必須重視公路建設(shè)項(xiàng)目水土保持和生態(tài)恢復(fù)工作。

［1］唐克麗.中國(guó)水土保持［M］.北京:科學(xué)出版社，2004:125－129.