林 晶 陈永春

(1.淮南市水利规划设计院，安徽淮南 232001;2.煤矿生态环境保护国家工程实验室，安徽淮南 232001)

上窑至曹庵公路工程是典型的线形工程，线路途经地貌多为平原区，局部为微丘区，路基的填方地段较多，施工期间因施工机械的使用及大量的开挖堆填，破坏了土体原有的自然结构和水体循环路径，路基边坡和路堑边坡在暴雨冲刷下容易造成水土流失。

本文通过对工程影响区域水土保持现状的调查，根据工程建设的特点，对本工程防治责任范围内可能造成的水土流失及危害进行预测、分析，并提出切实可行的防治措施，使新增的水土流失得到有效控制，减少泥沙进入河道和淤埋水田，保证道路行车安全，改善项目区及其周边的生态环境［1，2］，同时，明确建设单位所应承担的水土流失防治责任和范围，为水土保持监督管理部门实施监督、收费、处罚提供科学和技术依据。

1 项目概况

项目建于安徽省淮南市大通区、田家庵区，为G206绕城公路、淮南市东南部南北交通的主要干线，公路等级为二级，设计车速80 km/h，路基宽度15 m～26 m。全线共占用土地88.40 hm2，其中永久占地78.05 hm2，临时占地10.35 hm2。2008年1月开始施工准备，2008年3月正式开工建设，2009年12月完工，施工总工期24个月(含施工准备期2个月)。

项目位于淮南市东部，地处淮河水系，地表水系较为发育，路线走廊带内主要河流有窑河及高塘湖，属暖温带半湿润季风气候区，光照充足，四季分明，春暖秋爽，夏炎冬寒，多年平均降水量为932 mm，路线起于淮南与蚌埠交界处上窑镇李家洼，终点位于曹庵镇姚巷。地貌以平原为主，局部丘陵，土地构成以耕地为主，占总土地面积的60%以上，林草覆盖率为16.7%，土壤侵蚀强度为轻度，主要为水力侵蚀，年平均侵蚀模数微丘地貌单元为500 t/(km2·年);平原地貌单元为300 t/(km2·年)。

2 水土流失预测

2.1 预测方法

采用类比预测法［3］，根据项目区自然条件、施工扰动特点预测工程建设过程可能产生的新增土壤流失量。

因开挖扰动地表产生的水土流失量采用下列公式计算:

其中，W为水土流失量，t;Fi为第i预测单元扰动区域的面积，km2;Mi为第i预测单元土壤侵蚀模数，t/(km2·年);Ti为第i预测单元预测时段，年;i为预测单元，i=1，2，3，…，n。

通过上式可以计算出各个单元预测时段内原生的水土流失量及扰动后的水土流失总量，两者的差值即为新增的水土流失量。

2.2 预测结果

水土流失预测结果见表1～表3。

表1 施工准备期可能造成水土流失量预测成果

由表1～表3可知，本工程建设期共可能造成水土流失总量为 15 697.7 t，其中原生水土流失量 943.1 t，新增水土流失量14 754.6 t。工程建设扰动原地貌面积88.40 hm2;损坏现有的水土保持设施面积86.71 hm2;建设期产生弃土(渣)16.49万 m3。本方案采用类比法对水土流失进行预测，从各个工区施工期土壤侵蚀模数类比预测结果来看，各工区的水土流失量大大超过了该区容许土壤流失量200 t/(km2·年)。施工期(包括施工准备期)可能造成的新增水土流失量14 162.6 t，占新增流失量的96.0%;自然恢复期新增水土流失量为575.2 t，占新增流失量的3.9%，因此，水土流失主要发生在施工期。

表2 施工期可能造成水土流失量预测成果

表3 自然恢复期可能造成水土流失量预测成果

3 水土流失防治

3.1 防治目标

本项目区属水土流失重点监督区，根据建设类项目水土流失防治标准适用条件和工程的建设特点，确定本项目水土流失防治责任范围内的水土流失防治目标应达到6项指标，并作为本项目水土保持设施竣工验收的依据，具体见表4。

表4 工程水土流失防治目标

3.2 防治分区

根据公路沿线的气候特点、地形地貌类型、新增水土流失的特点及项目主体工程布局及建设时序，将水土流失防治分区分为Ⅰ区(主体工程防治区)、Ⅱ区(取土场防治区)、Ⅲ区(弃土场防治区)、Ⅳ区(施工场地防治区)、Ⅴ区(施工便道防治区)、Ⅵ区(拆迁安置区)等6个防治分区［4］。

3.3 新增水土保持措施设计

3.3.1 主体工程防治区措施

1)施工期路基临时排水措施。a.路肩挡水土埂。在路基施工中，在路肩边缘两侧顺路肩先筑土坎(土坎断面尺寸为:高0.3 m、顶宽 0.3 m、底宽 0.75 m、边坡 1∶0.75)，防止汇流下泄冲毁路基。b.临时排水及沉砂。沿线路路基两侧开挖临时性边坡排水沟，用以排泄路面上的集中汇流，边坡排水沟按一定间距设置砂池兼消力池。沉砂池为矩形断面，块石砌筑并抹面，内控尺寸长×宽×深为3.0 m×1.0 m×1.5 m，以阻留从坡面冲蚀的土壤，沉砂池要有足够的容量以沉淀土(石)渣。2)临时覆盖措施。填方路基施工结束后，如不能及时进行边坡防护工程的施工，遇汛期可使用草垫临时遮盖防护，按200 m为一个施工段，草垫按使用3次(段)作废估算。主体工程区新增水土保持措施工程量见表5。

表5 主体工程区新增水土保持措施工程量

3.3.2 取土场防治区措施设计

为便于集中取土，取土坑原则上不小于1.33 hm2，四周各留100 cm宽的用地界;若大于2.0 hm2，中间应留有300 cm宽的土埂，供取土运输及养殖发展用道路。取土场取土前清除地表30 cm的耕植土。

1)取土施工要求及组织管理建议。a.公路施工过程中，应严格按照主体工程施工图设计划定的取土场进行取土，禁止随处乱挖乱弃。b.工程设计的取土场若不能满足施工填料要求需另行开辟土场时，设计方应根据环保要求会同各方进行变更设计，不得随意指定。c.取土场施工结束后应对坡面夯实，以免造成塌方，取土深度控制在一定范围之内，以便将来恢复为鱼塘或藕塘。d.公路施工承发包合同中，应明确料场管理规定，施工责任落实到人。2)工程措施:取土坑分层开挖取土，为减少土的含水量，每层取土前先在坑区内设置纵横向排水沟，将水引入低洼处或及时用小型机械抽排。取土坑内排水沟间距30 m～40 m。施工应严格按照取土场边坡设计坡率进行开挖，挖深小于3 m(包括表层土)。3)临时措施:施工前先将场地的表土剥离，厚度30 cm，堆放于场地一角，堆高不大于3 m，边坡比为1∶1.5，其周围设临时截排水沟。4)植物措施:根据平原地区公路施工的特点，按照主体工程设计，全线共设取土场3处，占地面积18.0 hm2(均为耕地)。为保持取土场岸坡稳定，在其四周种植两行意杨，株距3.0 m，行距2.0 m。取土场防治区新增水土保持措施工程量见表6。

3.3.3 弃土场防治区措施设计

弃土场临时堆放的耕植土堆放边坡控制在1∶1左右，堆高控制在3.0 m左右，临时堆土断面为梯形，在土堆的四周用彩钢板防护，彩钢板高2.0 m;并在土堆表面用草垫进行临时覆盖。土堆外侧设计断面为梯形的简易排水渠，排入附近现有排水沟渠。简易排水渠排水标准为5年一遇24 h暴雨，排水流量采用“安徽省山丘区中、小面积设计洪水计算办法(84年修订稿)”计算，结果为0.40 m3/(s·km2)。排水渠设计断面为底宽20 cm，内坡1∶1，深20 cm。施工结束后，弃土场堆置的剩余表土运至取土场，进行土地平整后恢复原有的地貌［5］。弃土场新增水土保持措施工程量见表7。

表6 取土场防治区新增水土保持措施工程量

表7 弃土场新增水土保持措施工程量

3.3.4 施工场地防治区措施设计

1)工程措施。a.排水沟工程:在施工场地周围开挖排水沟，采用50 cm×50 cm梯形断面土质排水沟，边坡1∶1，内壁夯实;b.土地整治:施工完毕后清除施工场地硬化层10 cm，并返还表土，进行土地整治后归还当地进行复耕。

2)临时措施:施工前先将场地的表土剥离，厚度30 cm，堆放于场地一角，堆高不大于3 m，边坡比为1∶1.5，其周围设装土编织袋临时拦挡，梯形断面，高50 cm，上底宽50 cm，下底宽150 cm。

3)植物措施:对施工前场地堆放的表土表面撒播紫花苜蓿草籽。施工场地防治区新增水土保持措施工程量见表8。

表8 施工场地防治区新增水土保持措施工程量

3.3.5 施工便道防治区措施设计

本工程施工便道均采用泥结碎石路面，路基宽7.0 m，路面宽5.0 m，泥结碎石路面厚20 cm。1)施工期防护及管理措施。对于开辟施工便道过程中新产生的废渣必须及时清除，运至附近取土场统一进行处置，与取土场表层土一起堆放，禁止随处乱弃。施工期间做好施工便道的防、排水措施，如临时土质边沟(必要时需铺砌石块以减少沟底和沟岸土壤的冲刷)等。除此以外，为防止施工期间施工车辆随意碾压，破坏原地表植被，增加水土流失，在施工过程中严格规定行车通道，避免破坏施工便道沿线的植被和生态，施工结束后进行恢复［6］。2)工程措施。为防止坡面径流对路面的冲刷，拟设置简易排水沟。排水沟断面采用梯形，尺寸为底宽50 cm，深50 cm，边坡1∶1，土方开挖566 m3。施工便道区水土保持措施典型设计图见图1。

图1 施工便道区水土保持措施典型设计图

3.3.6 拆迁安置区水土保持要求

1)拆迁安置建房占地应统一规划，集中布置，严禁乱占耕地，保护土地资源;

2)拆迁安置工程区应合理布设排水系统，以免径流冲刷，引起水土流失;

3)拆迁工程完工后，在拆迁安置区搞好村镇绿化，积极开展“四旁”植树和道路绿化，以美化环境，保护村庄，发展庭院经济。绿化时应采用安置地适生树种，做到适地适树，应种植一些常绿乔、灌木以及布置花卉、草坪等，以达到保持水土、恢复和改善景观的目的［7］。

4 结语

本工程的建设具有良好的环境、经济和社会效益，对促进当地社会经济发展具有显著作用。虽然工程建设存在着损坏原有地貌，产生弃土弃渣等可能造成水土流失的不利因素，但通过水土防治分区，对可能造成的新增水土保持提出相应措施，形成一个完整的以工程措施为先导、以土地整治与植物措施相结合的水土流失防治体系，减少工程建设所引起的水土流失，从水土保持角度来看，不存在制约工程建设的关键因素。

［1］杨成永，王美芝.秦沈客运专线路堤边坡土壤侵蚀预报研究［J］.水土保持学报，2001(3):14-16，29.

［2］曾大林.对水土保持方案编制有关问题的研究［J］.中国水土保持，2001(2):34-35.

［3］李春凤，吴利东.浅谈水土流失预测及其水土流失防治［J］.内蒙古水利，2013(3):88-89.

［4］杨 易，刘国东.电厂建设运行中的水土流失预测与水土保持设计［J］.电力科技与环保，2013，29(6):56-59.

［5］郑世清，郑 科.延安黄土区植物路植物根系与水保功能评价研究［J］.水土保持学报，2003，17(2):174-176.

［6］郑 科，郑世清，杨岗民，等.延安黄土丘陵沟壑区山坡防蚀道路技术体系及指标［J］.干旱地区农业研究，2001，19(3):134-150.

［7］魏义长，康玲玲，王云璋，等.水土保持措施对土壤物理性状的影响——以黄土高原水土保持世界银行贷款项目区为例［J］.水土保持学报，2003，17(5):114-116.