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摘要:目前,贵州借着西部大开发战略的良好机会,大力发展便捷的交通系统路网。现已完成《贵州省高速公路网规划》(一下简称《规划》)。《规划》可以归纳为“6横7纵8联”及4个城市环线,总规模6851公里,到2020年前将基本形成贵州省高速公路网框架。受地貌及构造地质条件的制约,山高坡陡的喀斯特地貌地区并不方便开发与修路,从生态环境保护的角度,根据当地自然条件和项目特点,因地制宜地提出相应的水土流失防治对策和措施,为防治项目建设可能造成的水土流失可提供重要的依据。本文章以《规划》中的国家高速公路杭瑞线遵义至毕节段(下简称“遵毕线”)为例,浅谈水土保持措施在喀斯特地区的应用。
关键字:公路;喀斯特;水土保持;措施
一、 喀斯特地区保持水土的重要性
贵州碳酸盐岩的分布面积为12.96万平方千米。在贵州气候条件下每千年通过碳酸盐岩的溶蚀作用能降低地面30毫米—80毫米。每千年溶蚀碳酸盐岩只能形成4毫米厚的土层,既要形成1米厚的土层至少需要25万年。贵州全省都体现出土壤层极薄的现象,生态环境的脆弱性、严重性和难恢复性。
遵毕线经过的遵义市和毕节地区是我国喀斯特地形、地貌发育典型的地区之一。路线经过的四个县(市)喀斯特面积比重均较大,遵义县喀斯特地貌占了全县面积的83.84%,金沙县喀斯特地貌占了全县面积的78.85%,大方县喀斯特地貌占了全县面积的81.54%,毕节市喀斯特地貌占了全市面积的69.7%。该公路大部分路线均处于喀斯特地形之中。喀斯特地形区植被少、土层薄,且土被不连续,漏水漏肥现象十分严重,使得喀斯特地区的土壤保水、保肥性差。加之喀斯特环境中地表水下渗以后,即很快在这一接触面上产生侧向径流,使得土层更加松散,最后很快整个土体被地表径流所侵蚀。
二、建设高速公路对水土流失的危害
水土流失危害主要体现在以下几个方面:
① 表土流失,农业生态环境遭到破坏。水土流失导致地面大量的肥沃表土随水流走,土层日益变薄,土壤中的氮、磷、钾等有机质也随之流失。由于项目建设区土壤条件差,经水土流失后,耕作层变薄,有些地方甚至岩石裸露。
② 由于林草植被日益减少,表土裸露,持水能力大幅度降低,严重的水土流失造成频繁的洪涝灾害。由于森林植被的破坏,削弱了水源涵养和土壤蓄水调节能力,造成大雨大灾、小雨小灾、无雨旱灾。在水土流失严重的地区,人畜饮水困难。
③ 水土流失的加剧使溪流含沙量不断提高,河床也不断抬高,水位变浅,水利设施淤毁、两岸农田亦受其害。
三、 水土流失的预测
公路经过的区域地貌类型以喀斯特地貌类型为主,该地区植被少、土层薄,公路施工对地表扰动后,可能导致扰动区域植被永久性丧失,且恢复生态较难,因此须重点防护,降低因公路建设而造成的水土流失。
遵毕高速公路工程建设过程中,可能造成的土壤流失总量约为95.65万t,其中,新增土壤流失量约为87.86万t。施工期是造成水土流失的重点时段,施工期产生的土壤流失量约占整个预测期总流失量的98.85%。而在施工阶段,路基填、挖方边坡、弃渣场则是产生水土流失的重点工程单元,另外表土堆放区的土壤流失也不容忽视。因此,遵毕高速公路建设过程中,应特别重视施工期的水土流失防治,特别是挖、填方路段、弃渣场、表土堆放区的水土流失防治工作。
四、 高速公路水土保持措施
4.1 路基路段
1.沿线路纵向每间隔30~50m在路基边坡上设置一临时性边坡排水沟。边坡排水,沟下方视需要可以修建沉淀池,以阻留从坡面冲蚀的土壤。临时性边坡排水沟可以与路基排水工程中的边坡排水结合修建。
2.路基填筑前,在放坡线两侧开挖边沟,临时边沟的开挖要与永久性路基排水边沟相结合修建,边沟出口处修建沉砂池。
3.路基施工结束后,进行边坡防护工程,遇雨季可采用彩条布或草栅对路基边坡进行覆盖,以防降雨径流对路基边坡形成冲蚀。
4.2 弃渣场
1.弃渣场遵循“先拦后弃”的原则,弃土前先在下游设置重力式挡渣墙。挡渣墙按五级建筑物标准设计,地基设计应力为250kPa,采用7.5号砂浆砌筑。为排除弃渣场内的渗水,保证挡墙的稳定在挡墙上设置泄水孔,孔眼间距2~3m,上下排泄水孔错开设置。
2.弃渣场占地类型有水田、旱地、园地、林地和园地等。建设区“山多地少”,因此渣场恢复原则是:弃渣场使用结束后,按照原有占地类型予以恢复,所有农田均进行土地整治达到耕种条件后交还地方复耕,占用的林地和荒山等采取草、灌、乔结合的形式恢复植被。必须在施工前将有肥力的表层土剥离(剥离厚度40cm),为后期植被恢复和农田复耕提供必要的土源。
3.对于拟复耕利用的弃渣场用地,首先撒播豆科类草籽进行植被临时恢复后交还地方管理和使用;对于拟进行植被恢复的用地,采用马尾松与胡枝子或野蔷薇混交的方式进行绿化,树下撒播豆科类植物草籽。
4.3 表土堆放区
1.对于原始表土层,应在工程施工前预先对其进行剥离,并在用地范围内进行临时存放,以备工程后期用作本防治区的土地整治用土。
2.表土堆放高度3~5m,采用编织袋装土作临时挡墙,拦挡在集中堆放的表层土外围,防止散土随地表径流流失。临时挡墙采用梯形断面,断面尺寸采用1.5m(下底)×0.5m(上底)×1.0m(高),土堆坡面坡率采用1:1.5,表土堆应进行压实(不小于75%),堆顶及坡面覆盖原地表植被以防雨淋和冲刷。
2.对于工程征地内原土地类别为农田、林地的土地其有肥力的原始表土层,应施工前对其进行剥离,并运送到附近的立交区或弃渣场等进行临时存放,以备工程后期用作公路绿化及取、弃渣场复耕用土。表土堆周围采用编织袋装土作临时挡墙,拦挡在集中堆放的表层土外围,防止散土随地表径流流失。临时挡墙采用梯形断面,断面尺寸采用3m(下底)×1m(上底)×2m(高)。
3.工程施工结束后,为了使损毁的土地恢复到可开发利用状态,需采取平整、改造、覆土等土地整治措施。首先根据地块、其大小和平整程度,沿等高线方向标示地埂线,分块将各单元的平地和边坡初步整平、压实,待沉降初步稳定后,再对沉陷穴进行补填,进一步对土地进行细致的整平,以便后期覆土。将整平后的土地压实后,恢复为耕地,采用均匀覆表土的方式进行覆土,覆土厚度60cm。恢复林地,采用均匀覆表土的方式进行覆土,覆土厚度50cm,对于植树穴按植树类型进行深坑覆土,覆土主要来源于预先剥离的耕地表层熟土,不足部分取自路基清表土。
五、 水土保持的防治目标
通过水土保持方案措施,设计水平年擬达到的目标具体为:扰动土地整治率达到97%;水土流失总治理度达到97%;土壤流失控制比控制到0.9;拦渣率达到90%;林草覆盖率达到27%;林草植被恢复率达到99%。
参考文献
[1] 周素萍张兴奇等,《贵州农业科学》. 贵州省水土保持监测站,2010.6
[2] 彭琴,贵州喀斯特山区水土流失特征与水土保持研究进展,《贵州科学》.2006.9
[3] 杨汉奎,脆弱的喀斯特环境[J]. 贵州喀斯特环境研究,1988,15-18
[4] 陈林,屠玉麟,贵州喀斯特地区生态环境问题及其对策[J]. 贵州环保科技,2000(6)1:16-20
[5] 河才华,贵州省喀斯特石漠化地区生态重建工程建设的探讨[J]. 贵州林业科技,1988,26(4)1-6
关键字:公路;喀斯特;水土保持;措施
一、 喀斯特地区保持水土的重要性
贵州碳酸盐岩的分布面积为12.96万平方千米。在贵州气候条件下每千年通过碳酸盐岩的溶蚀作用能降低地面30毫米—80毫米。每千年溶蚀碳酸盐岩只能形成4毫米厚的土层,既要形成1米厚的土层至少需要25万年。贵州全省都体现出土壤层极薄的现象,生态环境的脆弱性、严重性和难恢复性。
遵毕线经过的遵义市和毕节地区是我国喀斯特地形、地貌发育典型的地区之一。路线经过的四个县(市)喀斯特面积比重均较大,遵义县喀斯特地貌占了全县面积的83.84%,金沙县喀斯特地貌占了全县面积的78.85%,大方县喀斯特地貌占了全县面积的81.54%,毕节市喀斯特地貌占了全市面积的69.7%。该公路大部分路线均处于喀斯特地形之中。喀斯特地形区植被少、土层薄,且土被不连续,漏水漏肥现象十分严重,使得喀斯特地区的土壤保水、保肥性差。加之喀斯特环境中地表水下渗以后,即很快在这一接触面上产生侧向径流,使得土层更加松散,最后很快整个土体被地表径流所侵蚀。
二、建设高速公路对水土流失的危害
水土流失危害主要体现在以下几个方面:
① 表土流失,农业生态环境遭到破坏。水土流失导致地面大量的肥沃表土随水流走,土层日益变薄,土壤中的氮、磷、钾等有机质也随之流失。由于项目建设区土壤条件差,经水土流失后,耕作层变薄,有些地方甚至岩石裸露。
② 由于林草植被日益减少,表土裸露,持水能力大幅度降低,严重的水土流失造成频繁的洪涝灾害。由于森林植被的破坏,削弱了水源涵养和土壤蓄水调节能力,造成大雨大灾、小雨小灾、无雨旱灾。在水土流失严重的地区,人畜饮水困难。
③ 水土流失的加剧使溪流含沙量不断提高,河床也不断抬高,水位变浅,水利设施淤毁、两岸农田亦受其害。
三、 水土流失的预测
公路经过的区域地貌类型以喀斯特地貌类型为主,该地区植被少、土层薄,公路施工对地表扰动后,可能导致扰动区域植被永久性丧失,且恢复生态较难,因此须重点防护,降低因公路建设而造成的水土流失。
遵毕高速公路工程建设过程中,可能造成的土壤流失总量约为95.65万t,其中,新增土壤流失量约为87.86万t。施工期是造成水土流失的重点时段,施工期产生的土壤流失量约占整个预测期总流失量的98.85%。而在施工阶段,路基填、挖方边坡、弃渣场则是产生水土流失的重点工程单元,另外表土堆放区的土壤流失也不容忽视。因此,遵毕高速公路建设过程中,应特别重视施工期的水土流失防治,特别是挖、填方路段、弃渣场、表土堆放区的水土流失防治工作。
四、 高速公路水土保持措施
4.1 路基路段
1.沿线路纵向每间隔30~50m在路基边坡上设置一临时性边坡排水沟。边坡排水,沟下方视需要可以修建沉淀池,以阻留从坡面冲蚀的土壤。临时性边坡排水沟可以与路基排水工程中的边坡排水结合修建。
2.路基填筑前,在放坡线两侧开挖边沟,临时边沟的开挖要与永久性路基排水边沟相结合修建,边沟出口处修建沉砂池。
3.路基施工结束后,进行边坡防护工程,遇雨季可采用彩条布或草栅对路基边坡进行覆盖,以防降雨径流对路基边坡形成冲蚀。
4.2 弃渣场
1.弃渣场遵循“先拦后弃”的原则,弃土前先在下游设置重力式挡渣墙。挡渣墙按五级建筑物标准设计,地基设计应力为250kPa,采用7.5号砂浆砌筑。为排除弃渣场内的渗水,保证挡墙的稳定在挡墙上设置泄水孔,孔眼间距2~3m,上下排泄水孔错开设置。
2.弃渣场占地类型有水田、旱地、园地、林地和园地等。建设区“山多地少”,因此渣场恢复原则是:弃渣场使用结束后,按照原有占地类型予以恢复,所有农田均进行土地整治达到耕种条件后交还地方复耕,占用的林地和荒山等采取草、灌、乔结合的形式恢复植被。必须在施工前将有肥力的表层土剥离(剥离厚度40cm),为后期植被恢复和农田复耕提供必要的土源。
3.对于拟复耕利用的弃渣场用地,首先撒播豆科类草籽进行植被临时恢复后交还地方管理和使用;对于拟进行植被恢复的用地,采用马尾松与胡枝子或野蔷薇混交的方式进行绿化,树下撒播豆科类植物草籽。
4.3 表土堆放区
1.对于原始表土层,应在工程施工前预先对其进行剥离,并在用地范围内进行临时存放,以备工程后期用作本防治区的土地整治用土。
2.表土堆放高度3~5m,采用编织袋装土作临时挡墙,拦挡在集中堆放的表层土外围,防止散土随地表径流流失。临时挡墙采用梯形断面,断面尺寸采用1.5m(下底)×0.5m(上底)×1.0m(高),土堆坡面坡率采用1:1.5,表土堆应进行压实(不小于75%),堆顶及坡面覆盖原地表植被以防雨淋和冲刷。
2.对于工程征地内原土地类别为农田、林地的土地其有肥力的原始表土层,应施工前对其进行剥离,并运送到附近的立交区或弃渣场等进行临时存放,以备工程后期用作公路绿化及取、弃渣场复耕用土。表土堆周围采用编织袋装土作临时挡墙,拦挡在集中堆放的表层土外围,防止散土随地表径流流失。临时挡墙采用梯形断面,断面尺寸采用3m(下底)×1m(上底)×2m(高)。
3.工程施工结束后,为了使损毁的土地恢复到可开发利用状态,需采取平整、改造、覆土等土地整治措施。首先根据地块、其大小和平整程度,沿等高线方向标示地埂线,分块将各单元的平地和边坡初步整平、压实,待沉降初步稳定后,再对沉陷穴进行补填,进一步对土地进行细致的整平,以便后期覆土。将整平后的土地压实后,恢复为耕地,采用均匀覆表土的方式进行覆土,覆土厚度60cm。恢复林地,采用均匀覆表土的方式进行覆土,覆土厚度50cm,对于植树穴按植树类型进行深坑覆土,覆土主要来源于预先剥离的耕地表层熟土,不足部分取自路基清表土。
五、 水土保持的防治目标
通过水土保持方案措施,设计水平年擬达到的目标具体为:扰动土地整治率达到97%;水土流失总治理度达到97%;土壤流失控制比控制到0.9;拦渣率达到90%;林草覆盖率达到27%;林草植被恢复率达到99%。
参考文献
[1] 周素萍张兴奇等,《贵州农业科学》. 贵州省水土保持监测站,2010.6
[2] 彭琴,贵州喀斯特山区水土流失特征与水土保持研究进展,《贵州科学》.2006.9
[3] 杨汉奎,脆弱的喀斯特环境[J]. 贵州喀斯特环境研究,1988,15-18
[4] 陈林,屠玉麟,贵州喀斯特地区生态环境问题及其对策[J]. 贵州环保科技,2000(6)1:16-20
[5] 河才华,贵州省喀斯特石漠化地区生态重建工程建设的探讨[J]. 贵州林业科技,1988,26(4)1-6