龐志沖

（廣東粵源工程咨詢有限公司，廣東 廣州 510510）

1 工程概況

新建GB 客運專線位于廣州南部珠江三角洲平原，正線設(shè)計長度為129.67 km，其中路基、特大及大中橋、隧道長度分別為15.94 km、112.23 km 和1.49 km，橋涵共39 座；廣州北～白云站段動車組走行線單線長11.75 km，沿線新建白云湖站和神山站兩個車站?？偣て跒? a，工程靜態(tài)投資總額為158.31億元。

客運線路水土流失表現(xiàn)出明顯的人為加速侵蝕，水土流失程度受主體工程施工技術(shù)影響較大，并在空間上呈現(xiàn)出明顯的離散型及線狀分布特征，時間上與工程施工進度高度一致。為此，客運線路水土保持監(jiān)測必須圍繞建設(shè)全過程防治責(zé)任范圍內(nèi)水土保持規(guī)劃展開，注重水土流失監(jiān)測及水土保持措施實施進度、綜合效益監(jiān)測等方面；具體加強工程施工擾動地表面積、擾動強度及數(shù)量、棄土棄渣量、工程措施及植物措施、林草覆蓋率等項目的監(jiān)測，以及對工程區(qū)水土流失治理度、林草植被恢復(fù)率等指標(biāo)進行核定，為水土保持設(shè)施竣工驗收提供參考。

2 監(jiān)測過程及結(jié)果

2.1 觀測場布置

根據(jù)項目水保方案設(shè)計及現(xiàn)場探勘結(jié)果、不同分區(qū)水土流失強度、水土流失主要影響因素、施工進度等進行測釬監(jiān)測點設(shè)置。監(jiān)測點設(shè)置必須具備代表性，監(jiān)測點密度必須在滿足監(jiān)測精度要求的基礎(chǔ)上，具備經(jīng)濟合理性；監(jiān)測時段的確定必須和施工組織設(shè)計保持協(xié)調(diào)一致性，防止對工程施工過程產(chǎn)生干擾。結(jié)合該客運專線工程施工進度、地表破壞程度，坡度、坡長等因素，按照2～3 m 間距布置測釬，且保證每個觀測點測釬數(shù)量為9 根，并盡可能避免施測過程對邊坡的二次擾動和破壞；對于多級邊坡而言，應(yīng)在第一級邊坡處設(shè)置監(jiān)測點，避開臨近坡頂和坡腳的位置；同時結(jié)合監(jiān)測實際進行降雨量、風(fēng)向、風(fēng)速等設(shè)施的設(shè)置。結(jié)合以上布設(shè)要求，該工程施工期間分別在珠江三角洲沖積平原路塹邊坡、高路堤邊坡及棄土場以及珠江三角洲山前平原路塹邊坡、高路堤邊坡及場站等區(qū)域設(shè)置六個簡易水土流失觀測場，共包括19個監(jiān)測點。

在布設(shè)好監(jiān)測點后，應(yīng)在各監(jiān)測點處不同土壤剖面通過取土環(huán)刀取2～3份柱狀土樣，送至室內(nèi)烘干稱重后進行對應(yīng)監(jiān)測點土壤容重的計算。

2.2 監(jiān)測頻次

按照《生產(chǎn)建設(shè)項目水土保持監(jiān)測與評價標(biāo)準》等有關(guān)標(biāo)準規(guī)程，客運專線建設(shè)工程應(yīng)按照1次/月的頻次進行水土流失監(jiān)測，對于實際降雨量大于500 mm的濕潤地區(qū)必須根據(jù)水文氣象條件，劃分雨季和非雨季，非雨季監(jiān)測按照規(guī)范執(zhí)行，而雨季應(yīng)適當(dāng)加測、縮短監(jiān)測時間間隔，監(jiān)測頻率為2次/月；如遇暴雨，應(yīng)在2～3 次暴雨后實施觀測，大暴雨和特大暴雨均應(yīng)在降雨后立即施測。

2.3 土壤侵蝕模數(shù)計算

在每次進行監(jiān)測點土壤侵蝕狀況觀測時，必須按照設(shè)計次序進行釬桿至坡面高度測量，并確保每次測量方向完全一致，避免因操作過程增大監(jiān)測結(jié)果誤差。將相鄰兩根測釬監(jiān)測結(jié)果相減后結(jié)合水文氣象及降雨量觀測資料、監(jiān)測點面積，進行監(jiān)測區(qū)土壤侵蝕模數(shù)的計算，公式如下：

式中：E1—土壤侵蝕模數(shù)（t/km2·a）；di—監(jiān)測點土壤沖淤厚度（km）；ri—監(jiān)測點土壤容重（t/km3）；si—監(jiān)測點實際控制面積（km2）；n—監(jiān)測點個數(shù)。

應(yīng)用式（1）得到監(jiān)測區(qū)土壤侵蝕模數(shù)后，再結(jié)合監(jiān)測頻率和監(jiān)測年限，對各測區(qū)土壤侵蝕模數(shù)值的加權(quán)平均，最后得出整個監(jiān)測期內(nèi)客運專線建設(shè)項目土壤侵蝕模數(shù)及土壤侵蝕量。

2.4 主要測點監(jiān)測數(shù)據(jù)及結(jié)果

結(jié)合觀測場和監(jiān)測點整體布局及運行實際，選取珠江三角洲山前平原K460+350m 白云高速路口轉(zhuǎn)盤2 標(biāo)段2 部施工區(qū)路塹邊坡觀測場進行監(jiān)測結(jié)果分析，該觀測場共設(shè)置3個測釬監(jiān)測點，其中1#和3#監(jiān)測點保存及運行良好，而2#測點部分測釬受到施工及人為的影響，監(jiān)測功能弱化。測點布置詳見圖1。通過對2020 年1 月至2021 年12 月共兩年的測釬監(jiān)測數(shù)據(jù)的分析發(fā)現(xiàn)，該觀測場內(nèi)1#及3#測釬監(jiān)測點并無施工擾動影響，所得到的坡面侵蝕厚度均值為0.29 mm和0.28 mm，將各監(jiān)測點數(shù)據(jù)代入式（1）得出土壤侵蝕模數(shù)均值分別為980.45 t/（km2·a）和1 020.01 t/（km2·a）。監(jiān)測結(jié)果符合工程區(qū)土壤侵蝕變動趨勢規(guī)律，對坡面土壤侵蝕及水土流失情況能較好反映。2#監(jiān)測點因受到施工影響和破壞部分監(jiān)測數(shù)據(jù)失真，其中②③⑤⑥測釬部位受到施工擾動較大，坡面侵蝕厚度監(jiān)測數(shù)據(jù)最大達100.90 mm，明顯不合理；⑧⑨測釬部位則由于地表物質(zhì)滑落堆積掩埋而使得監(jiān)測結(jié)果為負。

圖1 路塹邊坡觀測場測釬監(jiān)測點布置情況圖

此外，常規(guī)監(jiān)測過程中，在測釬一側(cè)緊貼測釬豎立直尺，由監(jiān)測人員讀取直尺刻度后得到測釬出露地面的實際長度。但是對于測釬與坡面接觸的部位可能不是水平面或斜面的情況（如凹形面），則無法保證直尺與測釬桿緊貼，增大讀數(shù)誤差。

3 監(jiān)測技術(shù)的改進

為解決以上問題，監(jiān)測人員在原點位或就近坡面補設(shè)監(jiān)測點，進行土壤侵蝕情況的繼續(xù)監(jiān)測，但是新的數(shù)據(jù)和原數(shù)據(jù)之間缺乏連續(xù)性，無法綜合反映具體測點在監(jiān)測期間的實際侵蝕程度。監(jiān)測人員就這種情況的誤差，結(jié)合坡度情況，延測釬軸向?qū)y釬桿進行刻絲標(biāo)記，并以刻絲標(biāo)記處為全部量測部位，進行測釬讀數(shù)位置的統(tǒng)一，同時將刻絲位置設(shè)置在沿坡面向的上下面，同時測量兩側(cè)數(shù)據(jù)，以降低因重新補測而引起的隨機誤差，保證觀測結(jié)果的可靠。

為克服常規(guī)量測過程對測釬的影響、擾動和破壞，減少量測工作量，保證監(jiān)測精度，緊貼測釬豎立直尺，在觀測時借助數(shù)碼相機進行監(jiān)測點處地上部分拍攝，量測結(jié)束后應(yīng)用Photoshop 或Auto-CAD 軟件測定照片上測釬出露長度，并按照照片上所顯示的長度與真實長度的比例，進行照片中測釬出露長度計算。在不擾動測釬底部的基礎(chǔ)上，準確測量測釬出露段長度，保證量測精度。與此同時，將激光測距儀頂部與測釬頂部對準，使激光發(fā)射器位于刻絲位置，根據(jù)讀數(shù)得到測釬頂部和地面之間的實際距離，這種處理能有效避免人為量測對測釬的擾動，且無需后期處理，內(nèi)外業(yè)工作量均顯著減少。

4 結(jié)論

綜上所述，應(yīng)用測釬法進行新建GB客運專線工程區(qū)土壤侵蝕量監(jiān)測的過程中，常規(guī)監(jiān)測方法因操作過程、人為等因素的影響，監(jiān)測精度不高。通過合理確定監(jiān)測點位，安排測釬設(shè)置間距，借助數(shù)碼相機及配套軟件，應(yīng)用激光測距儀等現(xiàn)代化技術(shù)可有效克服量測過程中人為、技術(shù)、環(huán)境等的不利影響，提高常規(guī)測量結(jié)果精度，大大推進測釬法在交通工程建設(shè)水土保持方面的應(yīng)用進程。