刘安民

（和榆高速公路建设管理处，山西 左权 032600）

近年来，山西省公路建设迅速发展，特别是高速公路建设和发展尤为突出，截止2014年底，全省公路总里程突破14万km，其中高速公路总里程达4 821 km。高速公路作为重要的基础设施建设，它的快速发展对于区域经济社会发展具有十分重要的推动作用[1]。但是，在高速公路建设的过程中，由于严重扰动了原地貌、地表植被，改变了微地形和土地利用类型，产生了大量的弃土、弃渣，对于高速公路沿线的生态环境造成了不同程度的破坏，促进了项目建设区域内的水土流失，引起了社会各界的广泛关注[2-4]。高速公路建设中的水土流失通常呈线性分区，且影响范围较广，根据工程建设特点及项目区自然条件，应采取相应的水土流失防治措施减少或避免因高速公路建设而带来的水土流失[5]。本文以汾阳至邢台高速公路榆社—和顺康家楼段（以下简称和榆高速公路）为例，对高速公路建设过程中造成的水土流失量进行预测分析，并依据水土流失防治分区提出了相应的水土流失防治措施，为同类型高速公路水土流失防治措施的合理布设提供经验借鉴。

1 高速公路概况

和榆高速公路是山西省高速公路网“九横九环”中是第六横汾阳至邢台高速公路的东段。路线起自平遥—榆社高速公路终点，经榆社立交枢纽与太长高速公路相连，终于和顺县康家楼（省界），与河北省规划的“五纵六横七条线”高速公路网中的第五横临清（冀鲁界）—和顺（晋冀界）高速公路西段相连，全长91.835 km，采用四车道高速公路标准，设计速度80 km/h。全线设立交15处，隧道19座，桥梁62座，涵洞124道。项目全线挖填方总量为2 246.47万m3，弃方335.82万m3，永久占地472.59 hm2，临时占地104.52 hm2。本项目由路基、桥梁、隧道、路面工程、取土场、弃渣场、施工营地和施工便道等部分组成。

2 项目区自然概况

项目区位于太行山中段山区，受地质构造和长期的侵蚀、剥蚀作用，地形起伏、沟壑纵横，地形条件复杂，地貌类型主要有黄土丘陵区、土石低山区及石质中山区；年平均气温6.3℃～8.8℃；年平均降水量537.5～592.8 mm，多集中于6—8月份，24小时最大降雨量136.3 mm；最大冻土深度约110 cm；年平均风速1.4～2.4 m/s，最大风速22.8 m/s；土壤类型主要分为褐土和草甸土两大类，其中褐土包括淡褐土、粗骨性山地褐土、山地褐土和碳酸盐褐土性土，草甸土只包括草甸土类中的浅色草甸土亚类；自然植被类型属暖温带落叶阔叶林和针阔混交林，以人工针叶林、阔叶林和次生落叶灌木林为主。

3 水土流失量预测

3.1 预测单元

水土流失预测的目的是为了确定行之有效的水土保持措施总体布局，预测项目建设及运营带来的水土流失总量及分布，分析可能造成的水土流失危害，明确重点防治区。因此根据项目建设的不同情况，依据以下原则进行水土流失预测单元的划分：同一预测单元的地貌、地表的物质组成相同；同一预测单元扰动方式相同；同一预测单元土地利用现状基本一致；同一预测单元主要土壤侵蚀因子基本一致。

根据高速公路建设项目的特点，按不同的分部分项工程占地，可将项目区水土流失预测单元划分为路基工程、桥梁工程、隧道工程、路面工程、取土场、弃渣场、施工营地和施工便道等8个预测单元。

3.2 预测方法

本项目水土流失量采用数学模型方法进行预测，根据各个时段新增的土壤侵蚀量，计算项目建设期和运营初期的土壤侵蚀总量。

扰动地表新增土壤流失量采用式（1）进行预测：

式中：Ws1为扰动地表新增水土流失量，t；n为预测单元，1，2，3，……n；Fi为第 i个预测单元的面积，km2；Ms1为不同预测单元扰动后的土壤侵蚀模数，t/km2·a；Ms0为不同预测单元土壤侵蚀模数背景值，t/km2·a；Ti为预测时段，a。

3.3 预测结果

项目区主体工程在建设期内水土流失涉及的面积较广，路基路面、桥梁、隧道、取土场、弃渣场等在建设期损坏原地貌植被，造成地表裸露，土壤侵蚀加剧。建设期土壤侵蚀主要发生在路基土方开挖期，此后随着路面工程及附属设施的陆续建成，路面得到硬化，排水设施也逐步完善，可能造成水土流失的面积开始减少。在建设期结束后，路基路面、附属设施及排水设施已建成完工，维护管理措施逐步到位，水土流失逐步减少。经预测分析，项目建设期和植被恢复期内原地貌土壤侵蚀量为6.90万t，扰动原地貌可能造成的土壤侵蚀量为16.29万t，其中施工期14.54万t、植被恢复期1.75万t；新增土壤侵蚀量为9.39 万 t。

4 水土流失防治措施

4.1 水土流失防治目标

项目区属《全国水土保持规划国家级水土流失重点预防区和重点治理区复核划分成果》中的太行山重点治理区，土壤侵蚀以水力侵蚀为主，属水力侵蚀一级类型区中的北方土石山区，土壤允许侵蚀量为200 t/km2·a，沿线黄土丘陵区水土流失达到中度侵蚀，土石低山区和石质中山区处于轻度侵蚀。按照《开发建设项目水土流失防治标准》（GB50434—2008）要求，水土流失防治目标执行一级标准，目标值分别为扰动土地治理率95%，水土流失总治理度95%，土壤流失控制比0.8，拦渣率95%，林草植被恢复率97%，植被覆盖率30%。

4.2 水土流失防治分区

依据项目区在山西省水土流失类型区划分中属黄土丘陵阶地中度侵蚀区和土石山地较轻微侵蚀区的结果，将水土流失防治分区划分为黄土丘陵区、土石低山区和石质中山区等3个一级防治分区，主体工程区防治区、取土场防治区、弃渣场防治区和临时工程防治区等4个二级防治分区。

4.3 水土流失防治措施

本项目根据水土流失防治分区，结合工程特点、当地自然条件及水土流失特征，从实际出发，布设水土流失防治体系。防治措施主要有工程措施、土地整治措施和植物措施，此外还有一些临时防护措施，工程措施主要布设在取土场、弃渣场；土地整治措施主要布设在项目建设过程中扰动后未进行硬化处理需布设植物措施或复垦还田的部位；植物措施主要布设在取土场、弃渣场、施工便道、填方边坡、坡脚、挖方边坡、碎落台、服务区、收费站、互通立交等部位。各二级防治分区具体防治措施布设如下：

a）主线工程防治区（Ⅰ区） 该区主要包括路基工程、桥梁工程、隧道工程及路面工程等。通过设置挡墙、护坡、排水沟等工程措施及植物护坡，挂网植草、微地形整治、植物覆盖等植物措施和路基路面的临时拦挡、覆盖，防护措施来实现对区内水土流失的有效防治。

b）取土场防治区（Ⅱ区） 该区主要通过设置截水沟、排水沟、急流槽、沉砂池等工程措施，对取土场地进行场地整治、复垦、灌草绿化与防护等植物措施，对取土场剥离的表层熟土及建设期的开挖面实行的临时拦挡和覆盖的临时措施来实现对区内水土流失的有效防治。

c）弃渣场防治区（Ⅲ区） 该区主要通过设置挡渣墙、截水沟、排水沟、削力池等工程措施，对弃土场进行土地整治，乔灌草绿化等植物措施，对建设期的渣面实行临时拦挡及覆盖的临时措施来实现对区内水土流失的有效防治。

d）临时工程防治区（Ⅳ区） 该区主要通过对施工营地、施工便道设置排水沟，沉砂池等工程措施，对施工营地、施工便道进行土地整治、复垦、乔灌草绿化等植物措施，和一些临时拦挡覆盖等防护措施来实现对区内水土流失的有效防治。

5 结论

高速公路建设过程中会伴有大量的土石方开挖和回填，再加上大量的取土和弃渣，扰动了原地貌，破坏了原有水土保持设施，加剧了人为水土流失，对高速公路周边区域生态环境造成了严重影响。根据不同高速公路建设项目特点和区域水土流失特点，进行施工期和运行初期水土流失量预测分析，提出以工程措施、植物措施和临时措施等3项措施相结合的，合理有效的水土流失防治措施体系布局，对于高速公路自身的建设和运营安全及沿线周边区域生态环境恢复和保护均具有十分重要的意义[6]。

The Discussion on Water and Soil Loss and Its Prevention and Control Measures in the Highway Construction

[1]江玉林，杜娟.高等级公路生态环境保护问题与对策[J].公路，2000（8）：68-72.

[2] 高鹏，刘作新，于素荣.高速公路建设区的水土流失与防治技术[J].辽宁工程技术大学学报，2005，24（4）：543-545.

[3] 马少杰，刘国东.高速公路建设水土流失分析及水土保持研究[J].公路，2006（10）：128-134.

[4]李文军.山西省高速公路建设项目水土流失防治措施探讨[J].山西交通科技，2014（6）：91-93.

[5] 陈晏，史东梅，刘益军，等.重庆奉云段高速公路水土流失预测[J].水土保持研究，2007，14（3）：166-168，172.

[6] 陈宗伟，江玉林，张洪江，等.高速公路施工期水土流失影响因素及其防治措施[J].水土保持研究，2006，13（5）：120-123.