西南地区生态多样性系统环境下的公路水土保持监测实践探讨

交通运输部环境保护中心 林 伟 张 林 张 静

1、我国公路建设项目水土保持监测的发展现状和存在问题

公路开发建设项目对地形地貌的破坏非常严重，水土流失问题很大，一直是水土保持监测的重中之重，也是水土保持监测的困难所在。我国的建设项目水土保持监测处于起步阶段，公路建设项目的水土保持监测是最近几年才开始的。与传统水土保持项目不同，公路建设项目水土保持针对的是人为条件下的工程水土流失，具有施工期较长，土石方量大，对项目沿线干扰严重，时间空间变化快，追溯困难，覆盖不同地质地貌类型，水土流失类型多种多样等特点；传统的水土保持项目一般是在原生状态下、缓慢变化的、单一类型的自然土壤流失，因而在监测方法、内容和频率方面有很大的区别。水利部专门颁布实施了《水土保持监测技术规程》（SL277-2002），对开发建设项目的水土保持监测做了非常原则性规定。但是在监测工作具体实施中，对如何根据项目施工类型来确定监测区域、内容，如何考虑项目的时间空间特征，设置监测位，确定监测的频率；如何根据监测位、内容选择方法等都没有详细说明，具体操作性比较差，造成目前我国公路建设项目的水土保持监测工作没有统一的方法，大家各行其是。

因为公路建设项目的水土保持监测在我国处于起步阶段，监测机构都是在探索中实施的。实施过程中遇到了很多的理论和技术问题。正是因为开发建设项目水土保持监测处于起步阶段，很多在监测工作实际中遇到的关键问题缺少理论和技术支撑。监测单位在具体施工中，发现如果将公路建设项目作为线状工程来看，如何在满足时间空间特性的基础上，科学合理地设置监测位，如何根据监测内容选择合理的监测方法等都缺少科学理论依据。虽然《水土保持监测技术规程》针对开发建设项目水土保持监测作了很多原则性规定，但是在实际操作中常常难以满足其监测位设置的前提条件，也很难解决公路坡面的自然沉降难题，对于监测点位的选址原则、设置数量、定点要素等更是毫无依据。因此，如何根据工程实际情况选择合适的监测方法等都有待于继续开展理论分析和研究。

2、西南生态多样性地区水土保持的特点

以贵州为例，贵州没有平原，只有分布很广的喀斯特地貌，多年来水土流失非常严重，生态环境十分脆弱。境内高山纵横，河沟密布，卡斯特地形地貌特征显著，降雨量分布不均匀，大雨暴雨经常发生，而且人为的开发活动也不太合理，因此产生非常严峻的水土流失问题。据上世纪九十年代末全国第二次土壤侵蚀遥感调查的数据，贵州省水土流失的面积大约是7.3万平方公里，每年土壤受到侵蚀的量大约是2.52亿吨，水土流失已经成为贵州省生态和环境最为严重和亟待解决的问题之一，其中最为极端的表现就是土地表面的石漠化和沙漠化。如此严重的水土流失激化了贵州人与地的矛盾，严重限制了经济和社会的可持续、健康发展。主要危害表现在以下四个方面：首先是破坏了最为珍贵的土地资源，减少了土壤肥力，土地退化和石化加强，耕地面积逐渐减少。贵州省土地的石漠化面积现在已经接近3.76万平方公里，占总面积的21.34%，且这种趋势在继续发展和恶化。其次是造成了河道和水库淤积，使得水利工程的实际效益大大降低，水资源的充分利用效果也大打折扣，洪涝等自然灾害持续增加，农田灌溉面积不断减少，农业人畜饮水困难问题加大。第三是冲毁和淹埋农田，毁坏百姓房屋，使得人民生命和财产损失加大。第四是生态环境持续恶化，造成洪涝、干旱等自然灾害不断发生。水土流失所带来的这些危害，不但使得农业生产的条件和生态环境的恶化加速，大大制约了经济和社会的可持续、健康发展，且严重威胁了当地人民赖以生存和发展的自然基础。贵州众多边远山区的水土流失现象造成农田土地非常严重的沙化和石化，人民群众已经失去了祖祖辈辈生产和生活的基本条件。所以，进一步加强对水土保持的监督和管理工作，加大保护珍贵水土资源的工作力度，是推动贵州省持续发展、促进生态文明的一项紧迫、重要而又长远的战略任务。

3、贵州省仁怀至赤水高速公路工程水土保持监测实践

3.1 项目及项目区概况

贵州省仁怀至赤水高速公路工程是《贵州省高速公路网规划》“6横7纵8联”中“五纵”的重要组成部分，也是贵州省北上的一个重要的高速公路出口通道。该工程地处贵州省遵义市所辖仁怀市、习水县、赤水市境内，项目起点位于仁怀市西南的罗汪田隧道口东，终点为赤水河中心航道线（川黔界），路线主线全长156.576km，另外项目还包括6.9km习水连接线（一级公路）。项目采用完全控制出入双向四车道高速公路标准建设，工程估算总投资为130.98亿元。2010年2月，项目可行性研究报告经国家发展和改革委员会审查并批复立项。2010年10月全线开工建设。

3.2 监测分区及布点

根据《水土保持监测技术规程》（SL277-2002）中监测点布设原则和选址要求，在实地踏勘的基础上，针对贵州省仁怀至赤水高速公路项目工程特点、施工布置、水土流失的特点和水土保持措施的布局特征，并考虑观测与管理的方便性，本次在不同类型区域分别设置了10个相对固定的简易水土流失观测场，3个植物样地观测点。

3.3.监测内容和方法

根据《水土保持监测技术规程》（SL277-2002），大中型开发建设项目水土保持监测应有相对固定的观测设施，监测采取定点观测和实地调查相结合。本期监测的主要任务一是确定地面固定观测点，布设临时观测点；二是调查监测区水土流失状况，分析各水土流失因子的变化。

3.3.1 水土流失因子监测

项目建设区水土流失因子采用SL277-2002《水土保持监测技术规程》中7.4规定的方法。（1）地形、地貌、植被的扰动面积、扰动强度的变化。采用实地勘测、线路调查、地形测量等方法，结合GIS和GPS技术的应用，对地形、地貌、植被的扰动变化进行监测。（2）复核建设项目的占地面积、扰动地表的面积。通过查阅设计文件、施工记录和监理日志等资料，利用高精度GPS和GIS技术，对扰动边际进行跟踪作业，同时结合实地情况的调查、地形的测量，来计算场地所占用土地的面积、扰动地表的面积。（3）人工开挖与填方边坡坡度、存弃渣体高度等采用地形测量法。（4）项目区林草覆盖度。项目区林草覆盖度选择有代表性的地块，确定所要调查地的样方，先要现场量测并计算种盖度（或郁闭度），然后再计算出场地的林草覆盖度。具体操作时，林地郁闭度的监测要采用树冠投影法，灌木盖度的监测采用线段法，草地盖度的监测采用针刺法等。

3.3.2 水土流失状况监测

具体水土流失状况的监测包括，弃渣场、土石料场及其他人工挖填方坡面的水土流失面积、流失量和程度的变化情况以及对周边和下游地区造成的危害及其趋势。通过对报告书预测的重点流失区的典型调查和抽样调查，获得现状监测资料。根据《水土保持监测技术规程》（SL277-2002）规定的水土流失监测方法，确定本项目采用简易水土流失观测场法。

3.3.3 水土保持工程质量的监测

水土保持工程质量监测主要是对主体工程、弃渣场的排水措施、拦挡措施、护坡措施等采用抽样调查和直观判断的方法进行监测。

3.4 监测结果

3.4.1 工程防治责任范围、扰动地表面积、损坏水保设施监测

据现场勘查和调查，到目前为止，项目建设区占地共1243.28 hm2，直接影响区占地面积164.53hm2；扰动地表面积1243.28 hm2；损坏水土保持设施面积1243.28 hm2，均少于设计预测值。其主要原因一是施工场地和便道占地面积减少：施工场地很多利用路基作为场地，便道很多利用当地现有乡村道路，施工营地大部分租用当地民房;二是工程处于施工过程中，部分弃渣场还没有使用。

通过现场调查和勘察，到目前为止，全路段共设有弃渣场27处，总弃渣量107.38万m3。

3.4.1 水土流失量监测

本工程所在区域属中亚热带常绿阔叶林亚带和贵州高原湿润性常绿阔叶林地带，公路沿线植被覆盖情况较好，沿线的植被类型主要有常绿阔叶林和中亚热带偏温凉地带的各类树种，有中山常绿樟栎林、樟栎林、杉树和马尾松混交林、低中山常绿落叶栎林、杉树、柏树混交林、低中山落叶栎林、马尾松和柏木混交林等。通过现场监测，仁怀段林草覆盖率为42.5%，习水段林草覆盖率为52.8%，赤水段林草覆盖率为41.6%。

贵州省仁怀至赤水高速公路工程自2010年10月全线开工，现正处于施工便道修建及路基土石方施工阶段，至本次监测时为止，历时约9个月，水土流失总量为37191t。

截至目前，本工程水土流失量监测结果与预测值比较，监测值为预测值的16.26%。

3.4.2 水土保持措施监测

到目前为止，实际全线共完成浆砌石骨架护坡6.25万m3，浆砌片石截、排水沟、急流槽9.73万m3。路基路面排水实施充分利用地形和天然水系，采用边沟、排水沟、截水沟、急流槽引水沟、边坡平台、路面盲沟、路肩沟、集水井等。桥梁、隧洞均采取了有效防护措施。

对现场所有弃渣场通过抽样调查，本期监测全线所有弃渣场植物措施还没有开始，浆砌石截、排水沟、急流槽共计完成9835m3，装土编织袋临时挡墙1230m3，挡土墙1876m。

对现场施工便道通过抽样调查，截止目前，施工便道植被恢复措施还未开始，路基挡墙共计完成1.44万m3。

根据水土保持方案，全线主要水土保持措施有：主体工程施工区浆砌石骨架护坡6.25万m3，浆砌片石截、排水沟、急流槽9.73万m3。弃渣场浆砌石截、排水沟、急流槽共计完成9835m3，装土编织袋临时挡墙1230m3，挡土墙1876 m。施工便道路基挡墙共计完成1.44万m3。监测结果与方案报告书的计划比较，排水、拦挡措施完成32%和34%，护坡措施完成32%，其他措施完成情况都在15%以下。水土保持措施施工质量采用抽样调查的方法进行监测，抽查结果全部合格。

4、结论

通过现场监测调查，贵州省仁怀至赤水高速公路建设和施工单位重视水土保持工作和生态保护，水土保持措施基本上是按照水土保持方案报告书的要求实施。施工过程中，各种水土保持预防保护措施能够与主体工程施工进度同步。主体工程中已有的水土保持措施基本上达到了预定的目标，新增水土保持措施完成情况良好，其中弃渣场的工程措施部分到位，植物措施尚未进行施工。监测中使用的技术和方法合理有效。