线状工程施工期水土保持监测研究——以雅石高速公路为例

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水土保持监测是一项以保护水土资源、改善和维护良好的生态环境为目标,通过现场调查和试验测量等多种手段,对水土流失的成因、数量、强度、影响范围、危害及其防治成效等进行动态监测和评估,为规划设计、实施和评价水土流失防治措施提供科学依据的基础性工作。   水土保持监测是国家生态建设宏观决策的基本依据,是水土保持事业的重要组成部分,是验证项目水土保持方案、水土保持措施实施情况及效果的根本手段,是水土保持工程验收的基本依据,是推进水土保持信息化和现代化、促进传统水土保持向现代水土保持转变的关键,也是预防和治理水土流失、评价防治效果及行政执法的重要手段和基础。   交通建设类项目一般建设周期长、规模大、开挖扰动大、弃土弃渣量大,造成的水土流失问题也比较突出。特别是在水土流失较为严重的四川省山区,交通设施的热潮正不断升级,造成的水土流失等生态环境问题也特别严重,故水土保持监测作为生态环境建设的尖兵和耳目,在四川省水土保持工作中具有独特的重要意义。   本研究以西部大通道兰州-磨憨公路(四川境)雅安至石棉段为例,采用简易水土流失观测场、简易坡面量测法,结合调查监测等方法对项目2010年度建设过程中各监测分区的水土流失状况进行监测,对四川省交通建设类项目的水土流失特点进行了系统总结,对其水土保持监测的方法进行归纳分析,建立了一套适合交通建设类项目的操作性较强的水土保持监测指标体系,并对监测工作中存在的一些问题进行了探讨,主要结论如下:   (1)四川省交通建设类项目水土流失总的特点为:项目建设区土壤侵蚀类型以水力侵蚀为主,兼有重力侵蚀,混合侵蚀也较为常见;施工期水士流失主要发生在汛期,非汛期因降雨较少,水土流失轻微;各防治分区因土地利用方式、原地貌类型的不同,水土流失特点也不尽相同,其中弃渣场和松散裸露的挖填边坡水土流失严重。   (2)交通建设类项目的水土保持监测主要采用地面监测和调查监测相结合的方法。地面监测采用简易水土流失观测场(即桩钉法)、简易坡面量测法、坡面径流小区等方法,能满足交通建设类项目的水土保持监测。   (3)交通建设类项目水土保持监测点位布设总的原则是以能有效、完整地监测水土流失状况、危害以及各类防治措施的效果为主,以典型水土保持监测为主,重点、一般相结合。本研究共布设了23个监测点,其中雅安、荥经潮湿多雨区布设3个弃渣场边坡桩钉法监测样地,6个草本调查样地、2个乔木调查样地、3个坡面径流小区和3个简易坡面量测样地,共计17个监测定点;大相岭以南雨量中等区和大渡河河谷干燥少雨区在弃渣场区分别设置3个简易坡面水土流失观测场。   (4)研究区水土流失因子监测   2010年度,雅安、荥经潮湿多雨区总降雨量为1696.0mm,8月份降雨量最多,为352.8mm,汛期降雨占总降雨量的57.3%;大相岭以南雨量中等区总降雨量为962.1mm,7月份降雨量最多,为264.3mm,汛期降雨占总降雨量的77.2%;大渡河河谷干燥少雨区总降雨量为858.4mm,7月份降雨量最多,汛期降雨占总降雨量的76.2%。降雨年内分布不均,工程在施工过程中应尽力避免在雨季大开挖等强烈列扰动地表的活动,如果在雨季施工,应及时布设相应的水土保持措施,并加强临时截排水、覆盖、拦挡等防护措施的布设。雅石高速公路建设扰动地表和损坏水土保持设施面积为713.9hm2,产生弃渣697.4万m3。   (5)在不同植物措施类型下坡面在不同降雨强度下产生的径流量和含沙率都是随着降雨强度的增大而增大。在采取相同植物措施的情况下,不同降雨强度下的径流量差异极显著,降雨强度越大,坡面产生的径流量就越多;三叶草种植区径流量的含沙率具有显著差异,降雨强度越大,径流含沙率就越高:黑麦草种植区植被覆盖率较低,在降水作用下易发生水土流失,故其径流含沙率和新覆表土区径流含沙率差异不显著。   (6)在一定降雨条件下,在坡度相近的条件下,不同工程措施下边坡次降雨产生的土壤流失量之间差异不显著。不符合以往的观测结果,即坡面工程措施越完善,次降雨产生的坡面土壤流失量越小。可能由以下原因引起:   未布设工程措施的边坡周边自然沟道比较发达,坡面汇水能通过周边自然沟道比较及时排出,使得已实施截排水措施和平台等工程措施的边坡土壤流失量与未实施边坡的土壤流失量对比效果不明显;与布设截排水措施及平台的边坡相比,未布设工程措施的边坡上方汇水面积小,在次降雨过程中产生的坡面径流量相对较少,因而土壤侵蚀量与已实施工程措施边坡的土壤侵蚀量差别不明显。   (7)通过简易水土流失观测场(即桩钉法)研究雅石高速公路沿线堆积土边坡土壤侵蚀特征。在同一气候区,不同坡度对各监测点坡面土壤流失量有显著影响,坡度越大,土壤侵蚀量也越大;在同一坡度下,不同气候类型对各监测点坡面土壤侵蚀量有显著影响,区域降水量越大,监测点边坡土壤流失量就越大。
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