西南地區(qū)生態(tài)多樣性系統(tǒng)環(huán)境下的公路水土保持監(jiān)測(cè)實(shí)踐探討

交通運(yùn)輸部環(huán)境保護(hù)中心 林 偉 張 林 張 靜

1、我國(guó)公路建設(shè)項(xiàng)目水土保持監(jiān)測(cè)的發(fā)展現(xiàn)狀和存在問題

公路開發(fā)建設(shè)項(xiàng)目對(duì)地形地貌的破壞非常嚴(yán)重，水土流失問題很大，一直是水土保持監(jiān)測(cè)的重中之重，也是水土保持監(jiān)測(cè)的困難所在。我國(guó)的建設(shè)項(xiàng)目水土保持監(jiān)測(cè)處于起步階段，公路建設(shè)項(xiàng)目的水土保持監(jiān)測(cè)是最近幾年才開始的。與傳統(tǒng)水土保持項(xiàng)目不同，公路建設(shè)項(xiàng)目水土保持針對(duì)的是人為條件下的工程水土流失，具有施工期較長(zhǎng)，土石方量大，對(duì)項(xiàng)目沿線干擾嚴(yán)重，時(shí)間空間變化快，追溯困難，覆蓋不同地質(zhì)地貌類型，水土流失類型多種多樣等特點(diǎn)；傳統(tǒng)的水土保持項(xiàng)目一般是在原生狀態(tài)下、緩慢變化的、單一類型的自然土壤流失，因而在監(jiān)測(cè)方法、內(nèi)容和頻率方面有很大的區(qū)別。水利部專門頒布實(shí)施了《水土保持監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)程》（SL277-2002），對(duì)開發(fā)建設(shè)項(xiàng)目的水土保持監(jiān)測(cè)做了非常原則性規(guī)定。但是在監(jiān)測(cè)工作具體實(shí)施中，對(duì)如何根據(jù)項(xiàng)目施工類型來確定監(jiān)測(cè)區(qū)域、內(nèi)容，如何考慮項(xiàng)目的時(shí)間空間特征，設(shè)置監(jiān)測(cè)位，確定監(jiān)測(cè)的頻率；如何根據(jù)監(jiān)測(cè)位、內(nèi)容選擇方法等都沒有詳細(xì)說明，具體操作性比較差，造成目前我國(guó)公路建設(shè)項(xiàng)目的水土保持監(jiān)測(cè)工作沒有統(tǒng)一的方法，大家各行其是。

因?yàn)楣方ㄔO(shè)項(xiàng)目的水土保持監(jiān)測(cè)在我國(guó)處于起步階段，監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)都是在探索中實(shí)施的。實(shí)施過程中遇到了很多的理論和技術(shù)問題。正是因?yàn)殚_發(fā)建設(shè)項(xiàng)目水土保持監(jiān)測(cè)處于起步階段，很多在監(jiān)測(cè)工作實(shí)際中遇到的關(guān)鍵問題缺少理論和技術(shù)支撐。監(jiān)測(cè)單位在具體施工中，發(fā)現(xiàn)如果將公路建設(shè)項(xiàng)目作為線狀工程來看，如何在滿足時(shí)間空間特性的基礎(chǔ)上，科學(xué)合理地設(shè)置監(jiān)測(cè)位，如何根據(jù)監(jiān)測(cè)內(nèi)容選擇合理的監(jiān)測(cè)方法等都缺少科學(xué)理論依據(jù)。雖然《水土保持監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)程》針對(duì)開發(fā)建設(shè)項(xiàng)目水土保持監(jiān)測(cè)作了很多原則性規(guī)定，但是在實(shí)際操作中常常難以滿足其監(jiān)測(cè)位設(shè)置的前提條件，也很難解決公路坡面的自然沉降難題，對(duì)于監(jiān)測(cè)點(diǎn)位的選址原則、設(shè)置數(shù)量、定點(diǎn)要素等更是毫無依據(jù)。因此，如何根據(jù)工程實(shí)際情況選擇合適的監(jiān)測(cè)方法等都有待于繼續(xù)開展理論分析和研究。

2、西南生態(tài)多樣性地區(qū)水土保持的特點(diǎn)

以貴州為例，貴州沒有平原，只有分布很廣的喀斯特地貌，多年來水土流失非常嚴(yán)重，生態(tài)環(huán)境十分脆弱。境內(nèi)高山縱橫，河溝密布，卡斯特地形地貌特征顯著，降雨量分布不均勻，大雨暴雨經(jīng)常發(fā)生，而且人為的開發(fā)活動(dòng)也不太合理，因此產(chǎn)生非常嚴(yán)峻的水土流失問題。據(jù)上世紀(jì)九十年代末全國(guó)第二次土壤侵蝕遙感調(diào)查的數(shù)據(jù)，貴州省水土流失的面積大約是7.3萬(wàn)平方公里，每年土壤受到侵蝕的量大約是2.52億噸，水土流失已經(jīng)成為貴州省生態(tài)和環(huán)境最為嚴(yán)重和亟待解決的問題之一，其中最為極端的表現(xiàn)就是土地表面的石漠化和沙漠化。如此嚴(yán)重的水土流失激化了貴州人與地的矛盾，嚴(yán)重限制了經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的可持續(xù)、健康發(fā)展。主要危害表現(xiàn)在以下四個(gè)方面：首先是破壞了最為珍貴的土地資源，減少了土壤肥力，土地退化和石化加強(qiáng)，耕地面積逐漸減少。貴州省土地的石漠化面積現(xiàn)在已經(jīng)接近3.76萬(wàn)平方公里，占總面積的21.34%，且這種趨勢(shì)在繼續(xù)發(fā)展和惡化。其次是造成了河道和水庫(kù)淤積，使得水利工程的實(shí)際效益大大降低，水資源的充分利用效果也大打折扣，洪澇等自然災(zāi)害持續(xù)增加，農(nóng)田灌溉面積不斷減少，農(nóng)業(yè)人畜飲水困難問題加大。第三是沖毀和淹埋農(nóng)田，毀壞百姓房屋，使得人民生命和財(cái)產(chǎn)損失加大。第四是生態(tài)環(huán)境持續(xù)惡化，造成洪澇、干旱等自然災(zāi)害不斷發(fā)生。水土流失所帶來的這些危害，不但使得農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的條件和生態(tài)環(huán)境的惡化加速，大大制約了經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的可持續(xù)、健康發(fā)展，且嚴(yán)重威脅了當(dāng)?shù)厝嗣褓囈陨婧桶l(fā)展的自然基礎(chǔ)。貴州眾多邊遠(yuǎn)山區(qū)的水土流失現(xiàn)象造成農(nóng)田土地非常嚴(yán)重的沙化和石化，人民群眾已經(jīng)失去了祖祖輩輩生產(chǎn)和生活的基本條件。所以，進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)水土保持的監(jiān)督和管理工作，加大保護(hù)珍貴水土資源的工作力度，是推動(dòng)貴州省持續(xù)發(fā)展、促進(jìn)生態(tài)文明的一項(xiàng)緊迫、重要而又長(zhǎng)遠(yuǎn)的戰(zhàn)略任務(wù)。

3、貴州省仁懷至赤水高速公路工程水土保持監(jiān)測(cè)實(shí)踐

3.1 項(xiàng)目及項(xiàng)目區(qū)概況

貴州省仁懷至赤水高速公路工程是《貴州省高速公路網(wǎng)規(guī)劃》“6橫7縱8聯(lián)”中“五縱”的重要組成部分，也是貴州省北上的一個(gè)重要的高速公路出口通道。該工程地處貴州省遵義市所轄仁懷市、習(xí)水縣、赤水市境內(nèi)，項(xiàng)目起點(diǎn)位于仁懷市西南的羅汪田隧道口東，終點(diǎn)為赤水河中心航道線（川黔界），路線主線全長(zhǎng)156.576km，另外項(xiàng)目還包括6.9km習(xí)水連接線（一級(jí)公路）。項(xiàng)目采用完全控制出入雙向四車道高速公路標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，工程估算總投資為130.98億元。2010年2月，項(xiàng)目可行性研究報(bào)告經(jīng)國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)審查并批復(fù)立項(xiàng)。2010年10月全線開工建設(shè)。

3.2 監(jiān)測(cè)分區(qū)及布點(diǎn)

根據(jù)《水土保持監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)程》（SL277-2002）中監(jiān)測(cè)點(diǎn)布設(shè)原則和選址要求，在實(shí)地踏勘的基礎(chǔ)上，針對(duì)貴州省仁懷至赤水高速公路項(xiàng)目工程特點(diǎn)、施工布置、水土流失的特點(diǎn)和水土保持措施的布局特征，并考慮觀測(cè)與管理的方便性，本次在不同類型區(qū)域分別設(shè)置了10個(gè)相對(duì)固定的簡(jiǎn)易水土流失觀測(cè)場(chǎng)，3個(gè)植物樣地觀測(cè)點(diǎn)。

3.3.監(jiān)測(cè)內(nèi)容和方法

根據(jù)《水土保持監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)程》（SL277-2002），大中型開發(fā)建設(shè)項(xiàng)目水土保持監(jiān)測(cè)應(yīng)有相對(duì)固定的觀測(cè)設(shè)施，監(jiān)測(cè)采取定點(diǎn)觀測(cè)和實(shí)地調(diào)查相結(jié)合。本期監(jiān)測(cè)的主要任務(wù)一是確定地面固定觀測(cè)點(diǎn)，布設(shè)臨時(shí)觀測(cè)點(diǎn)；二是調(diào)查監(jiān)測(cè)區(qū)水土流失狀況，分析各水土流失因子的變化。

3.3.1 水土流失因子監(jiān)測(cè)

項(xiàng)目建設(shè)區(qū)水土流失因子采用SL277-2002《水土保持監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)程》中7.4規(guī)定的方法。（1）地形、地貌、植被的擾動(dòng)面積、擾動(dòng)強(qiáng)度的變化。采用實(shí)地勘測(cè)、線路調(diào)查、地形測(cè)量等方法，結(jié)合GIS和GPS技術(shù)的應(yīng)用，對(duì)地形、地貌、植被的擾動(dòng)變化進(jìn)行監(jiān)測(cè)。（2）復(fù)核建設(shè)項(xiàng)目的占地面積、擾動(dòng)地表的面積。通過查閱設(shè)計(jì)文件、施工記錄和監(jiān)理日志等資料，利用高精度GPS和GIS技術(shù)，對(duì)擾動(dòng)邊際進(jìn)行跟蹤作業(yè)，同時(shí)結(jié)合實(shí)地情況的調(diào)查、地形的測(cè)量，來計(jì)算場(chǎng)地所占用土地的面積、擾動(dòng)地表的面積。（3）人工開挖與填方邊坡坡度、存棄渣體高度等采用地形測(cè)量法。（4）項(xiàng)目區(qū)林草覆蓋度。項(xiàng)目區(qū)林草覆蓋度選擇有代表性的地塊，確定所要調(diào)查地的樣方，先要現(xiàn)場(chǎng)量測(cè)并計(jì)算種蓋度（或郁閉度），然后再計(jì)算出場(chǎng)地的林草覆蓋度。具體操作時(shí)，林地郁閉度的監(jiān)測(cè)要采用樹冠投影法，灌木蓋度的監(jiān)測(cè)采用線段法，草地蓋度的監(jiān)測(cè)采用針刺法等。

3.3.2 水土流失狀況監(jiān)測(cè)

具體水土流失狀況的監(jiān)測(cè)包括，棄渣場(chǎng)、土石料場(chǎng)及其他人工挖填方坡面的水土流失面積、流失量和程度的變化情況以及對(duì)周邊和下游地區(qū)造成的危害及其趨勢(shì)。通過對(duì)報(bào)告書預(yù)測(cè)的重點(diǎn)流失區(qū)的典型調(diào)查和抽樣調(diào)查，獲得現(xiàn)狀監(jiān)測(cè)資料。根據(jù)《水土保持監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)程》（SL277-2002）規(guī)定的水土流失監(jiān)測(cè)方法，確定本項(xiàng)目采用簡(jiǎn)易水土流失觀測(cè)場(chǎng)法。

3.3.3 水土保持工程質(zhì)量的監(jiān)測(cè)

水土保持工程質(zhì)量監(jiān)測(cè)主要是對(duì)主體工程、棄渣場(chǎng)的排水措施、攔擋措施、護(hù)坡措施等采用抽樣調(diào)查和直觀判斷的方法進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

3.4 監(jiān)測(cè)結(jié)果

3.4.1 工程防治責(zé)任范圍、擾動(dòng)地表面積、損壞水保設(shè)施監(jiān)測(cè)

據(jù)現(xiàn)場(chǎng)勘查和調(diào)查，到目前為止，項(xiàng)目建設(shè)區(qū)占地共1243.28 hm2，直接影響區(qū)占地面積164.53hm2；擾動(dòng)地表面積1243.28 hm2；損壞水土保持設(shè)施面積1243.28 hm2，均少于設(shè)計(jì)預(yù)測(cè)值。其主要原因一是施工場(chǎng)地和便道占地面積減少：施工場(chǎng)地很多利用路基作為場(chǎng)地，便道很多利用當(dāng)?shù)噩F(xiàn)有鄉(xiāng)村道路，施工營(yíng)地大部分租用當(dāng)?shù)孛穹?二是工程處于施工過程中，部分棄渣場(chǎng)還沒有使用。

通過現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查和勘察，到目前為止，全路段共設(shè)有棄渣場(chǎng)27處，總棄渣量107.38萬(wàn)m3。

3.4.1 水土流失量監(jiān)測(cè)

本工程所在區(qū)域?qū)僦衼啛釒С＞G闊葉林亞帶和貴州高原濕潤(rùn)性常綠闊葉林地帶，公路沿線植被覆蓋情況較好，沿線的植被類型主要有常綠闊葉林和中亞熱帶偏溫涼地帶的各類樹種，有中山常綠樟櫟林、樟櫟林、杉樹和馬尾松混交林、低中山常綠落葉櫟林、杉樹、柏樹混交林、低中山落葉櫟林、馬尾松和柏木混交林等。通過現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)，仁懷段林草覆蓋率為42.5%，習(xí)水段林草覆蓋率為52.8%，赤水段林草覆蓋率為41.6%。

貴州省仁懷至赤水高速公路工程自2010年10月全線開工，現(xiàn)正處于施工便道修建及路基土石方施工階段，至本次監(jiān)測(cè)時(shí)為止，歷時(shí)約9個(gè)月，水土流失總量為37191t。

截至目前，本工程水土流失量監(jiān)測(cè)結(jié)果與預(yù)測(cè)值比較，監(jiān)測(cè)值為預(yù)測(cè)值的16.26%。

3.4.2 水土保持措施監(jiān)測(cè)

到目前為止，實(shí)際全線共完成漿砌石骨架護(hù)坡6.25萬(wàn)m3，漿砌片石截、排水溝、急流槽9.73萬(wàn)m3。路基路面排水實(shí)施充分利用地形和天然水系，采用邊溝、排水溝、截水溝、急流槽引水溝、邊坡平臺(tái)、路面盲溝、路肩溝、集水井等。橋梁、隧洞均采取了有效防護(hù)措施。

對(duì)現(xiàn)場(chǎng)所有棄渣場(chǎng)通過抽樣調(diào)查，本期監(jiān)測(cè)全線所有棄渣場(chǎng)植物措施還沒有開始，漿砌石截、排水溝、急流槽共計(jì)完成9835m3，裝土編織袋臨時(shí)擋墻1230m3，擋土墻1876m。

對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工便道通過抽樣調(diào)查，截止目前，施工便道植被恢復(fù)措施還未開始，路基擋墻共計(jì)完成1.44萬(wàn)m3。

根據(jù)水土保持方案，全線主要水土保持措施有：主體工程施工區(qū)漿砌石骨架護(hù)坡6.25萬(wàn)m3，漿砌片石截、排水溝、急流槽9.73萬(wàn)m3。棄渣場(chǎng)漿砌石截、排水溝、急流槽共計(jì)完成9835m3，裝土編織袋臨時(shí)擋墻1230m3，擋土墻1876 m。施工便道路基擋墻共計(jì)完成1.44萬(wàn)m3。監(jiān)測(cè)結(jié)果與方案報(bào)告書的計(jì)劃比較，排水、攔擋措施完成32%和34%，護(hù)坡措施完成32%，其他措施完成情況都在15%以下。水土保持措施施工質(zhì)量采用抽樣調(diào)查的方法進(jìn)行監(jiān)測(cè)，抽查結(jié)果全部合格。

4、結(jié)論

通過現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)調(diào)查，貴州省仁懷至赤水高速公路建設(shè)和施工單位重視水土保持工作和生態(tài)保護(hù)，水土保持措施基本上是按照水土保持方案報(bào)告書的要求實(shí)施。施工過程中，各種水土保持預(yù)防保護(hù)措施能夠與主體工程施工進(jìn)度同步。主體工程中已有的水土保持措施基本上達(dá)到了預(yù)定的目標(biāo)，新增水土保持措施完成情況良好，其中棄渣場(chǎng)的工程措施部分到位，植物措施尚未進(jìn)行施工。監(jiān)測(cè)中使用的技術(shù)和方法合理有效。