山区公路水土保持措施设计

张 旭，王 伟，张树华

（中水东北勘测设计研究有限责任公司，吉林长春130021）

山区公路水土保持措施设计

张 旭，王 伟，张树华

（中水东北勘测设计研究有限责任公司，吉林长春130021）

根据荒沟抽水蓄能电站，上下库连接公路工程所在项目区气候特点及工程形成的坡面立地条件，选取适合本区域的植物对坡面进行生态修复，减少坡面裸露带来的水土流失，以形成坡面人工修复及植被自然演替衔接合理，并在生长过程中免管护，达到自然、和谐、经济的目的。

山区公路；立地条件；水土保持

1 工程概况

荒沟抽水蓄能电站位于黑龙江省牡丹江市海林市三道河子镇境内，牡丹江支流三道河子下游。南邻二道河，北接林口县，东依锅盔山，西傍莲花湖。距牡丹江市145 km（公路里程），距莲花水库电站坝址43 km（公路里程）。

荒沟抽水蓄能电站枢纽工程为一等大（1）型工程。永久性主要水工建筑物为1级建筑物。电站装机容量1 200 MW。电站下水库位于牡丹江干流，利用已建的莲花水电站水库。

荒沟电站工程的建设，对当地的水土保持生态环境会产生一定的不利影响。上下水库连接公路总里程8.6 km。公路边坡多为全开挖形式，局部为半挖半填、填方。

2 坡面条件分析

人工坡面的地质特征取决于当地的地层条件和地质构造，对生态恢复工程产生影响的坡面地质特征主要是坡面的稳定情况和边坡的坡度。

坡面地质特征：道路两侧边坡上部覆盖层厚主要由腐殖土、碎石混合土和混合土碎石组成。基岩为白岗花岗岩。沿线开挖边坡由全、强风化岩组成，局部路段边坡，有弱风化白岗花岗岩裸露。

道路边坡开挖及回填过程中使得原有的地表植被及土壤受到彻底破坏，除了坡顶处有少部分原来土壤和植被残留外，其他坡面部位都没有原来土壤和植物留存。依靠原有土壤中保存的有机质及当地植物种子资源，依靠自然环境恢复植被时间漫长且渺茫。坡面长期裸露且受风雨的侵蚀，不仅导致水土流失的发生，且最终导致边坡表层不稳定。

2.1 气候特点

工程区属于温带大陆性季风湿润气候区。气候特点为：四季分明，春季风大干旱，夏季短暂多雨，秋季冷凉霜早，冬季漫长寒冷。

根据荒沟水文站和牡丹江市气象站 1952～2002年51年资料进行统计：

多年平均气温3.2℃，极端最高气温37.5℃，极端最低气温-45.2℃。年平均风速2.6 m/s，年最大风速24 m/s，主风向WNW。

多年平均降水量576.8mm，降水量年内分配不均，主要集中在6～9月份，占年降水的82%。年最大降雨量为778 mm（1960年），年最小降雨量为426 mm（1982年），24 h最大降雨量为134mm，12 h最大降雨量为116mm，6 h最大降雨量为90.5 mm，1 h平均最大降雨量25 mm。多年平均蒸发量771.6 mm。不小于10℃活动积温2 100～2 500℃，年日照时数2 540 h，太阳总辐射120千卡/cm2。相对湿度40%～60%，无霜期短，初霜一般在9月下旬，最早9月8日。

据调查了解，该工程区范围内不存在岛状多年冻土。本区为季节冻土区，最大冻土深度191 cm。

2.2 土壤特点

荒沟电站上水库库区及库周的土壤类型可分为暗棕壤和沼泽土两类。其中暗棕壤分布占98%，沼泽土只占2%。该工程区域中土壤类型大部分属于暗棕壤。

暗棕壤属湿润地区针阔叶混交林下发育成的地带性土壤，主要分布在300～700 m的低山丘陵地带。该土壤为中性土壤，含有不同数量的碎石，土层厚度在25～60cm之间，表层有机质含量较高（在4%左右），但土壤内养分含量较低，且质地较粗，故不适宜农垦，可发展林业生产。

综上所述，本工程区域的特点可总结为：

1）坡度陡、坡面高。

2）坡面土层薄或无土层，养分缺乏，土壤硬度高。

3）工程区寒冷，易形成冻害，无霜期较短。

3 植被类型

3.1 地带性植被

张广才岭地貌形态复杂，地形条件多样，自然条件丰富，植物种类众多，植被区系类型以温带分布为主，特有分布少．主要森林植被类型为针阔叶混交林，是东亚针阔叶混交林的分布中心，占据了山系的大部分地区。受多年自然及人为干扰的影响，森林群落主要以次生林为主，包括白桦林、落叶阔叶林、杂木林、红松阔叶林以及蒙古栎林等多种类型。乔木树种以红松、白桦、紫椴和蒙古栎等为主；灌木植物以忍冬、毛榛子、胡枝子等为优势种；草本植物多以莎草、羊胡子苔草、山茄子、木贼、蕨等为主。

该项目区域地处张广才岭北部，属低山丘陵区，山顶呈馒头状，地形坡缓，沟谷和冲沟发育。因受气候、地形、海拔等因素影响，植被种类较少，垂直分布明显，植被种群属长白山植物区系，地带性植被为针阔叶混交林。

经实地调查区域内植被为自然植被和人工植被两大类。林草覆盖率为70%～90%。主要植被种类及分布特点见表1。

3.2 区域性植被

项目区位于黑龙江省牡丹江市海林市三道河子镇境内，所在板桥林场为柴河林业局管辖范围，植物区系为小兴安岭——张广才岭亚区。其代表植被为红松阔叶混交林。其原生林型屡遭破坏，衍生各类次生林。乔木树种有红松、云杉、冷杉、落叶松、水曲柳、黄菠萝、胡桃楸、椴、大青杨、榆、枫桦、黑桦、白桦、柞树、蒙古栎、色木槭等。亚乔木有花楷子、青楷子、山槐、偃松、山桃、赤杨、稠李、丁香、山丁子、山梨等[1]。灌木有榛子、胡枝子、刺五加、珍珠梅、野玫瑰、杜鹃等。藤本植物有山葡萄、北五味子、软枣猕猴桃等。林下有小叶樟、羊胡子苔草、毛缘苔草、乌苏里苔草、木贼、蕨类等。

表1 主要植被种类及分布特点

4 植被选择

4.1 工程区条件对植被选择要求

气候因子中，气温和降水对护坡植被的影响最为显著。该工程中气温因子的影响，主要表现为护坡植物能否安全越冬，在边坡植物防护工程中选用本地物种或耐寒物种，则气温的影响可以被忽略；降水因子的影响，主要表现为护坡植物能否发芽、返青、正常生长发育以及坡面建植的后期管护上，在选择物种上应选择本地物种或耐旱植物；初霜期的影响，主要表现为影响植被恢复工程的施工时间。植被恢复工程尤其是三维植被网及厚层基质喷附作业后，应保证在初霜期前的一段时间内就停止施工，以保证植物不受霜打而能越冬存活。该工程区域中，气温低、降雨小、初霜期早及坡度陡，是制约该工程区边坡植被修复工程成败的关键。此外尤其要关注一些灾害性生态因子，如极端低温、极端高温、极端干旱、小阳春等。

4.2 植被选择原则

1）适地适树（草）的原则。根据当地气候条件、基本植被类型、植被立地条件等原则进行植被选择。当地植被抗性强，种苗易购易成活，以乡土树种为主来确定林草措施的基本类型，尽量达到成活后免管护、对病虫害有一定抗性的稳定植物群落。

2）灌草结合、豆科与禾本科综合配置。灌草结合的种植方式可充分利用光、水、热条件，快速建植坡面生态植被，保证坡面绿化的中长期效果，防止植被退化，延续和提高水土保持功能；豆科与禾本科植物综合配置，有利于发挥种间优势，互惠互利，以草养草(如红豆草+其他禾草)，同时加入先锋或保护草种(如多年生黑麦草)，利用其萌发早、生长迅速的习性，促进保护主体草种的萌发。

3）植物配置主次分明，疏落有致。植物配置的空间，无论平面或立面，都要根据植物的形态、高低、大小、落叶或常绿、色彩、质地等变化，做到主次分明、疏落有致，充分发挥其水土保持及绿化美化作用。达到植物与其周围自然环境以及莲花水库的和谐、自然的景象。

4）突出植物季相变化，季季有特色。该区域植被恢复本着“自然和谐”的基本原则，以打造园林式景观道路为目标，在苗木选择上要突出植物季相变化，即春花、夏叶、秋色、冬枝，多种植物栽培，乔、灌、藤、草本植物综合应用，比例协调，空间组合合理，形态色彩搭配错落有致。

5）在确定树种时所选择的苗木材料应有充足的来源，尽量避免长途运输及大量调运外地苗木。

4.3 选定植被

依据工程立地条件及上述植被选择原则，在查阅地方资料及走访苗圃实地考察和咨询的基础上，选定下列苗木进行植被修复工程。乔木包括：油松、赤松、樟子松、红松、沙松、云杉、冷杉、红豆杉、落叶松、紫椴、糠椴、垂柳、旱柳、垂爆109柳、水曲柳、白桦、银中杨、蒙古栎、花揪、山丁子、山桃稠李、五角枫、茶条槭、拧筋槭、山杏、红叶臭椿、金叶榆、核桃揪、黄菠萝、山槐、皂荚；灌木植被包括：连翘、暴马丁香、小叶丁香、忍冬、四季锦带、红王子锦带、榆叶梅、紫穗槐、胡枝子、沙棘、卫矛、落新妇、金露梅、红瑞木、映山红（金达莱）、野刺玫、金雀锦鸡儿、大叶小檗、山梅花、接骨木、金银木、珍珠梅、绣线菊、水蜡树、沙棘、五味子；宿根花卉包括：马莲、野罂粟、宿桶野菊花、萱草、鸢尾、景天；攀爬植物包括：南蛇藤、三叶地锦、五叶地锦、野葡萄、爬地柏；草种包括：紫花苜蓿、黑麦草、扁叶冰草、白三叶、早熟禾、小冠花、紫羊茅、狼尾草、红毛羊胡子草、野百合。

5 结语

工程综合考虑项目区气候条件及土壤条件，并结合开挖形成的裸露面立地条件的分析，在充分分析地带性植被及区域性植被的基础上，根据选取适合工程区域及立地条件的植被，依据适地适树（草）、灌草结合、豆科与禾本科综合配置、植物配置主次分明，疏落有致、突出植物季相变化，季季有特色及在确定树种时所选择的苗木材料应有充足的来源，尽量避免长途运输及大量调运外地苗木的原则，在走访当地附近苗圃的基础上，选取能被工程所用的植被。

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1002－0624（2016）11－0055－03

2016-05-26