西南地區生態多樣性系統環境下的公路水土保持監測實踐探討

交通運輸部環境保護中心 林 偉 張 林 張 靜

1、我國公路建設項目水土保持監測的發展現狀和存在問題

公路開發建設項目對地形地貌的破壞非常嚴重，水土流失問題很大，一直是水土保持監測的重中之重，也是水土保持監測的困難所在。我國的建設項目水土保持監測處于起步階段，公路建設項目的水土保持監測是最近幾年才開始的。與傳統水土保持項目不同，公路建設項目水土保持針對的是人為條件下的工程水土流失，具有施工期較長，土石方量大，對項目沿線干擾嚴重，時間空間變化快，追溯困難，覆蓋不同地質地貌類型，水土流失類型多種多樣等特點；傳統的水土保持項目一般是在原生狀態下、緩慢變化的、單一類型的自然土壤流失，因而在監測方法、內容和頻率方面有很大的區別。水利部專門頒布實施了《水土保持監測技術規程》（SL277-2002），對開發建設項目的水土保持監測做了非常原則性規定。但是在監測工作具體實施中，對如何根據項目施工類型來確定監測區域、內容，如何考慮項目的時間空間特征，設置監測位，確定監測的頻率；如何根據監測位、內容選擇方法等都沒有詳細說明，具體操作性比較差，造成目前我國公路建設項目的水土保持監測工作沒有統一的方法，大家各行其是。

因為公路建設項目的水土保持監測在我國處于起步階段，監測機構都是在探索中實施的。實施過程中遇到了很多的理論和技術問題。正是因為開發建設項目水土保持監測處于起步階段，很多在監測工作實際中遇到的關鍵問題缺少理論和技術支撐。監測單位在具體施工中，發現如果將公路建設項目作為線狀工程來看，如何在滿足時間空間特性的基礎上，科學合理地設置監測位，如何根據監測內容選擇合理的監測方法等都缺少科學理論依據。雖然《水土保持監測技術規程》針對開發建設項目水土保持監測作了很多原則性規定，但是在實際操作中常常難以滿足其監測位設置的前提條件，也很難解決公路坡面的自然沉降難題，對于監測點位的選址原則、設置數量、定點要素等更是毫無依據。因此，如何根據工程實際情況選擇合適的監測方法等都有待于繼續開展理論分析和研究。

2、西南生態多樣性地區水土保持的特點

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重，生態環境十分脆弱。境內高山縱橫，河溝密布，卡斯特地形地貌特征顯著，降雨量分布不均勻，大雨暴雨經常發生，而且人為的開發活動也不太合理，因此產生非常嚴峻的水土流失問題。據上世紀九十年代末全國第二次土壤侵蝕遙感調查的數據，貴州省水土流失的面積大約是7.3萬平方公里，每年土壤受到侵蝕的量大約是2.52億噸，水土流失已經成為貴州省生態和環境最為嚴重和亟待解決的問題之一，其中最為極端的表現就是土地表面的石漠化和沙漠化。如此嚴重的水土流失激化了貴州人與地的矛盾，嚴重限制了經濟和社會的可持續、健康發展。主要危害表現在以下四個方面：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，耕地面積逐漸減少。貴州省土地的石漠化面積現在已經接近3.76萬平方公里，占總面積的21.34%，且這種趨勢在繼續發展和惡化。其次是造成了河道和水庫淤積，使得水利工程的實際效益大大降低，水資源的充分利用效果也大打折扣，洪澇等自然災害持續增加，農田灌溉面積不斷減少，農業人畜飲水困難問題加大。第三是沖毀和淹埋農田，毀壞百姓房屋，使得人民生命和財產損失加大。第四是生態環境持續惡化，造成洪澇、干旱等自然災害不斷發生。水土流失所帶來的這些危害，不但使得農業生產的條件和生態環境的惡化加速，大大制約了經濟和社會的可持續、健康發展，且嚴重威脅了當地人民賴以生存和發展的自然基礎。貴州眾多邊遠山區的水土流失現象造成農田土地非常嚴重的沙化和石化，人民群眾已經失去了祖祖輩輩生產和生活的基本條件。所以，進一步加強對水土保持的監督和管理工作，加大保護珍貴水土資源的工作力度，是推動貴州省持續發展、促進生態文明的一項緊迫、重要而又長遠的戰略任務。

3、貴州省仁懷至赤水高速公路工程水土保持監測實踐

3.1 項目及項目區概況

貴州省仁懷至赤水高速公路工程是《貴州省高速公路網規劃》“6橫7縱8聯”中“五縱”的重要組成部分，也是貴州省北上的一個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、習水縣、赤水市境內，項目起點位于仁懷市西南的羅汪田隧道口東，終點為赤水河中心航道線（川黔界），路線主線全長156.576km，另外項目還包括6.9km習水連接線（一級公路）。項目采用完全控制出入雙向四車道高速公路標準建設，工程估算總投資為130.98億元。2010年2月，項目可行性研究報告經國家發展和改革委員會審查并批復立項。2010年10月全線開工建設。

3.2 監測分區及布點

根據《水土保持監測技術規程》（SL277-2002）中監測點布設原則和選址要求，在實地踏勘的基礎上，針對貴州省仁懷至赤水高速公路項目工程特點、施工布置、水土流失的特點和水土保持措施的布局特征，并考慮觀測與管理的方便性，本次在不同類型區域分別設置了10個相對固定的簡易水土流失觀測場，3個植物樣地觀測點。

3.3.監測內容和方法

根據《水土保持監測技術規程》（SL277-2002），大中型開發建設項目水土保持監測應有相對固定的觀測設施，監測采取定點觀測和實地調查相結合。本期監測的主要任務一是確定地面固定觀測點，布設臨時觀測點；二是調查監測區水土流失狀況，分析各水土流失因子的變化。

3.3.1 水土流失因子監測

項目建設區水土流失因子采用SL277-2002《水土保持監測技術規程》中7.4規定的方法。（1）地形、地貌、植被的擾動面積、擾動強度的變化。采用實地勘測、線路調查、地形測量等方法，結合GIS和GPS技術的應用，對地形、地貌、植被的擾動變化進行監測。（2）復核建設項目的占地面積、擾動地表的面積。通過查閱設計文件、施工記錄和監理日志等資料，利用高精度GPS和GIS技術，對擾動邊際進行跟蹤作業，同時結合實地情況的調查、地形的測量，來計算場地所占用土地的面積、擾動地表的面積。（3）人工開挖與填方邊坡坡度、存棄渣體高度等采用地形測量法。（4）項目區林草覆蓋度。項目區林草覆蓋度選擇有代表性的地塊，確定所要調查地的樣方，先要現場量測并計算種蓋度（或郁閉度），然后再計算出場地的林草覆蓋度。具體操作時，林地郁閉度的監測要采用樹冠投影法，灌木蓋度的監測采用線段法，草地蓋度的監測采用針刺法等。

3.3.2 水土流失狀況監測

具體水土流失狀況的監測包括，棄渣場、土石料場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周邊和下游地區造成的危害及其趨勢。通過對報告書預測的重點流失區的典型調查和抽樣調查，獲得現狀監測資料。根據《水土保持監測技術規程》（SL277-2002）規定的水土流失監測方法，確定本項目采用簡易水土流失觀測場法。

3.3.3 水土保持工程質量的監測

水土保持工程質量監測主要是對主體工程、棄渣場的排水措施、攔擋措施、護坡措施等采用抽樣調查和直觀判斷的方法進行監測。

3.4 監測結果

3.4.1 工程防治責任范圍、擾動地表面積、損壞水保設施監測

據現場勘查和調查，到目前為止，項目建設區占地共1243.28 hm2，直接影響區占地面積164.53hm2；擾動地表面積1243.28 hm2；損壞水土保持設施面積1243.28 hm2，均少于設計預測值。其主要原因一是施工場地和便道占地面積減少：施工場地很多利用路基作為場地，便道很多利用當地現有鄉村道路，施工營地大部分租用當地民房;二是工程處于施工過程中，部分棄渣場還沒有使用。

通過現場調查和勘察，到目前為止，全路段共設有棄渣場27處，總棄渣量107.38萬m3。

3.4.1 水土流失量監測

本工程所在區域屬中亞熱帶常綠闊葉林亞帶和貴州高原濕潤性常綠闊葉林地帶，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。通過現場監測，仁懷段林草覆蓋率為42.5%，習水段林草覆蓋率為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，現正處于施工便道修建及路基土石方施工階段，至本次監測時為止，歷時約9個月，水土流失總量為37191t。

截至目前，本工程水土流失量監測結果與預測值比較，監測值為預測值的16.26%。

3.4.2 水土保持措施監測

到目前為止，實際全線共完成漿砌石骨架護坡6.25萬m3，漿砌片石截、排水溝、急流槽9.73萬m3。路基路面排水實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、路面盲溝、路肩溝、集水井等。橋梁、隧洞均采取了有效防護措施。

對現場所有棄渣場通過抽樣調查，本期監測全線所有棄渣場植物措施還沒有開始，漿砌石截、排水溝、急流槽共計完成9835m3，裝土編織袋臨時擋墻1230m3，擋土墻1876m。

對現場施工便道通過抽樣調查，截止目前，施工便道植被恢復措施還未開始，路基擋墻共計完成1.44萬m3。

根據水土保持方案，全線主要水土保持措施有：主體工程施工區漿砌石骨架護坡6.25萬m3，漿砌片石截、排水溝、急流槽9.73萬m3。棄渣場漿砌石截、排水溝、急流槽共計完成9835m3，裝土編織袋臨時擋墻1230m3，擋土墻1876 m。施工便道路基擋墻共計完成1.44萬m3。監測結果與方案報告書的計劃比較，排水、攔擋措施完成32%和34%，護坡措施完成32%，其他措施完成情況都在15%以下。水土保持措施施工質量采用抽樣調查的方法進行監測，抽查結果全部合格。

4、結論

通過現場監測調查，貴州省仁懷至赤水高速公路建設和施工單位重視水土保持工作和生態保護，水土保持措施基本上是按照水土保持方案報告書的要求實施。施工過程中，各種水土保持預防保護措施能夠與主體工程施工進度同步。主體工程中已有的水土保持措施基本上達到了預定的目標，新增水土保持措施完成情況良好，其中棄渣場的工程措施部分到位，植物措施尚未進行施工。監測中使用的技術和方法合理有效。