山区高速公路水土流失成因及其防治措施体系探究

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1、山区高速公路水土流失成因及其防治措施体系探究【摘要】文章针对山区高速公路扰动范围广、周期长、水土流失强度大、治理困难等特点，以蓝田至商州高速公路为例分析了山区高速公路水土流失成因，阐述了高速公路水土流失防治措施体系，并对其水土流失防治综合效益进行了评价，以期对高速公路建设项目水土流失防治实践提供有益参考。【关键词】水土流失措施体系高速公路高速公路是重要的基础设施，对缓解区域交通运输紧张、加速区域经济发展有极为重要的作用，截止2011年底，全国高速公路总里程达到7.41万km0我国有2/3国土地处丘陵或山地区

2、域，在这些地区修建高速公路的过程中，极易产生严重的水土流失，如果不采取得力的水土保持措施，势必破坏公路沿线生态环境。近年来，因高速公路建设诱发的水土流失引起了极大的关注口-3],很多学者对其进行了研究[4-5]o本文以西部大通道陕西境蓝田至商州高速公路为例（简称“蓝商高速”），分析了高速公路建设水土流失成因，研究了山区高速公路水土保持防治措施体系，以期对同类工程水土流失防治工作提供有益参考。1工程概况蓝商高速公路位于陕西省中部至东南部，起于蓝田县三里镇席家河村，止于商州区西涧乡郭涧村，全线由北至南跨越渭河盆

3、地、秦岭中山区和丹江河谷区三种地貌。分属温带半湿润季风气候、温带亚湿润山地气候、暖温带南缘半湿润季风型山地气候。降水主要集中在7〜9月，约占全年降水量的50%以上，秦岭北段线路，沿河以水稻土、河淤土为主，质地沙壤；沿阶地以黄缮土为主，质地中壤。项目区植被覆盖率在80%以上。2水土流失成因高速公路水土流失的因素可分为自然因素和人为因素两方面［6］。自然因素包括降雨、地形、土壤、植被等，自然因素为水土流失提供了潜在可能性；人为因素主要指对在高速公路建设过程中对水土流失有影响的不合理的人类活动等，如弃渣的乱弃乱堆

4、，扰动地表不及时恢复等。2.1自然因素降雨是产生土壤侵蚀，引起水土流失的主要动力因子。蓝商高速所在区域自北向南分属北温带半湿润季风气候、北温带亚湿润山地气候、暖温带南缘半湿润季风型山地气候。秦岭北蓝田县年降水量620.6mm，秦岭南商州区年降水量为725.5mm,降雨集中，常以暴雨出现，秦岭以北24h最大降雨量达到153.1mm,秦岭以南24h最大降雨量达到172.9mm,短历时强降雨容易形成大量的地表径流，对裸露地表冲刷能力极强，导致大量的水土流失。2.1.2地形地貌地形地貌对水土流失有重要影响，主要取决

5、于地面坡度、坡长、坡向及地表的粗糙度，其中坡度是最突岀的影响因子。在一定范围内，水土流失量随着坡度的增加而增加［6］。项目河谷阶地发育，沟壑纵横。高速公路施工期间，路基路堑填挖改变了扰动区域原有微地形，造成表土疏松和风化物质剥离,加上山势陡峭且坡度较大，地表径流在重力作用下，流速增大，侵蚀能力增强，水土流失加重，甚至会引起泥石流和滑坡。2.1.3土壤土壤是水土流失发生的主体，其结构、机械组成及土壤有机质含量对土壤抗侵蚀能力有很大影响。通常有机质含量高的土壤，结构都较好，渗透能力强，地表径流量少，相应水土流失

6、量就少。项目区土壤粒径分析结果表明，扰动土壤砾石含量都偏高，有机质含量较低，渗透能力差，降雨形成地表径流。因此，当施工扰动表层土被剥离后，所露出的土壤底层易广生水土流失。2.1.4植被植被对保持水土起着积极作用，其机理包括：冠层截留雨水、枯枝落叶减少雨滴打击力、改善土壤结构增加渗透、根层固结土壤抗冲。地表植被的盖度，在很大程度上都决定了水土流失量的大小。项目区林草植被覆盖率达80%，但由于在施工过程中路基的挖填、取料、弃渣等使的原地貌地表植被受到严重破坏，导致项目扰动区地表失去植被的保护,完全裸露，引起水土

7、流失量大大增加。2.2人为因素人为因素主要包括在高速公路建设过程中对高填、深挖路段疏松地表施工管理不当，对施工产生的弃土弃渣乱弃、乱倒，没有做好渣场拦挡和排水。对施工道路、施工营地等临时用地临时排水、植被恢复不到位等产生的水土流失。此外，高速公路进入运营期后，对植被、排水渠，挡墙等水土保持措施的不当管护会影响水土保持措施正常作用的发挥，增加水土流失。3防治措施体系蓝商高速公路施工过程中可能造成水土流失的形式、强度及危害程度不同。根据防治责任区内不同施工工艺和水土流失特点，采取分区防治措施，分为主线工程区防治

8、区、取土场防治区、弃渣场防治区、施工生产生活防治区和施工便道防治区。各分区水土保持措施如下。3.1主体工程区防治区3.1.1路基工程(1)永久防护措施。路基边坡防护采取工程措施和植物措施相结合的防护形式，在满足主体工程安全需求的同时，获得良好的水土保持效果和景观效果。常采用的护坡形式有拱形骨架植草护坡、网格骨架植草护坡、锚杆框架植草护坡,人字形骨架植草护坡、挂网喷播、三维网垫、植草护坡等。(2)临时防护措施。路基