塔里木盆地公路建设项目水土流失研究

1.前言 随着社会经济的发展，人们对生态环境的要求越来越高，公路建设中也越来越重视环境保护，力争达到人与自然的和谐相处。水土保持工作作为环境保护的重要组成部分，可以减少公路施工中对地形地貌、植被、水资源等环境的破坏，同时还能解决一些地区长期存在的环境问题，给人们提供一个良好的出行环境，满足人们更高层次的出行要求。新疆尤其是南疆地貌多荒漠化戈壁及沙漠，地域特色明显，其公路建设中的水土保持工作也有明显的地域特色，相应水土保持工作应根据环境特点，进行相应调整。 2.南疆气候特点 南疆包括巴音郭楞蒙古自治州、阿克苏地区、喀什地区、和田地区、克孜勒苏柯尔克孜自治州等地区，其地貌轮廊是由稳定的塔里木盆地、天山、昆仑山地槽褶皱带为主的构造单元组成。昆仑山的存在致使印度洋的湿润气流难以到达，北冰洋的寒冷气流也较难穿透天山，造成区内干旱炎热的暖温带的荒漠景观：光照充足，日照时间长，空气干燥，蒸发极强，降水量少，且降水分布不均，盆地强烈的蒸发热气上升与山地低气温气流相遇形成局部降雨，致使山地年均降雨量达到250～500mm，而平原区年均降雨量仅10～80mm。南疆缺水的状况决定了当地生态环境以绿洲生态为主，除绿洲外其他地区基本无植被生长，绿洲受河流影响，呈斑点或块状分布在沙漠或戈壁之间，南疆公路网成为连接各个绿洲的重要交通形式。南疆气象要素见表1。 3.公路建设对生态的破坏 3.1　公路建设在南疆造成水土流失的主要表现形式 （1）公路建设施工过程中的路基修筑、料场开挖、施工生产生活区的人为扰动等对地表的破坏，导致土壤直接裸露，易造成严重水土流失，在南疆主要体现在地表植被稀疏，降雨量稀少，地面吹蚀及降雨共同形成的夹杂砾石颗粒的地面土壤结皮被破坏，易造成严重的风力侵蚀，现行防尘网苫盖措施在点状工程中可以起到良好作用，但公路施工作为线性工程，实际操作中存在工程量过大，可行性低的缺点。 （2）南疆由于自然环境恶劣，无人为干扰的情况下植被自然恢复困难，公路施工活动对地面的破坏主要体现在对地表植被及地表结皮的破坏，施工结束后植被恢复过程中地面缺少防护，易产生土壤侵蚀。同时由于南疆土壤有机质等土壤养分缺乏，进一步影响植被恢复的可行性。 表1　南疆地区气象要素表地名　日照时数/h　＞10℃积温/℃　无霜期/d　平均气温　年降水量/mm大风天数/d 1月/℃　7月/℃库尔勒　2990.0　4273.8　210　-8.1　26.1　50.1　32库车　2912.4　4300.7　227　-8.4　25.9　64.8　20.4阿克苏 　2873.3　3803.4　207　-9.1　23.6　62　14.3阿图什　2757　4698　242　-6.0　27.5　76　28.6喀什　2784　4251　221　-6.4　25.8　61.5　23.1叶城　2742　4061　228　-6.0　24.6　53.2　5.9和田　2611　4361　230　-5.6　25.5　33.4　7.3民丰　2849　4065　191　-6.8　24.8　30.2　4.9且末　2907　3853　185　-8.7　24.8　18.6　15.8 （3）公路竣工后，改变地面形态，影响原有地表径流，增加水土流失风险。在南疆公路的体现是改变地表径流的汇流，为导排地表径流必须修建过水涵洞，过水涵洞把地表径流汇集以后提高径流的冲刷能力，造成水土流失。 3.2　南疆水土流失对公路的危害 南疆公路作为连接各个绿洲的重要交通方式，不可避免的要通过戈壁、沙漠区域，绿洲区域生态环境较好，水土流失对公路造成的危害较小，而荒漠戈壁及沙漠区的水土流失严重威胁公路安全，主要表现有三种形式：沙埋、风蚀及水蚀。 （1）沙埋：在风沙区公路建设与风沙移动方向不平行时，风沙尤其是较大沙丘通过路基时，由于风速减弱，砂砾沉降、堆积，逐渐掩埋路基。根据南疆已建公路多年运行情况来看，沙丘通过路基时，会形成堆状沙埋，堆状沙埋已经形成，会阻碍通车，且因积沙量大，处理比较困难。 （2）风蚀：在风沙的正面冲击下，路基土壤会产生会被风吹走，造成路基削低、掏空和坍塌，从而导致公路的破坏。风蚀对迎风侧的路基破坏更严重，背风侧路基风蚀则较弱。 （3）水蚀：南疆戈壁区域基本无植被，地面由于常年土壤侵蚀，自然形成的地表结皮会在一定程度上影响降雨的水分下渗，更易形成地面径流，戈壁的地面自然坡度导致径流快速汇集，公路的存在阻碍了径流的去路，不作处理会造成严重的安全隐患，当降雨较大时，还可能破坏路基。 4.水土保持对策 南疆自然条件恶劣，水土流失严重，工程建设的全程都要给予水土流失防治工作以足够的重视，工程规划时要充分考虑水土保持要求，并在施工中做好水土流失的预防措施，提出防治对策，工程结束后在道路养护过程中也要做到对水土保持措施的维护，通过综合防护，实现减少水土流失的理想效果。 4.1　公路设计 （1）线路比选：线路走向的选择对工程影响明显，同时对水土流失的防治也会产生明显影响，线路勘测是要注意避让不良地质路段，尽可能利用丘间低地、风蚀洼地等有利地形条件，以减少可能的水土流失危害。方案比选是，水保也应充分考虑水土流失潜在危害，以减少可能的水土流失。 （2）路基防护：工程通过沙地、沙漠区时，应做好路侧防护措施，比较成功的经验是草方格沙丘治理，草方格治理沙丘效果明显，成本低廉，但有效期有限，一般三年以后防护效果会出现明显不足，实际施工中在对道路进行养护时应及时补充设置新的草方格。在补充设置草方格的同时可以检测沙丘水分状况，当水分条件合适时，可以种植适量沙生植物，包括甘草、柽柳、骆驼刺等。沙生植物一般根系发达，能固结砂砾，落叶能提高有机质含量，是防治沙丘的治本措施。工程通过戈壁滩时，要注意降雨造成地表汇流的导排工作，为防止汇流对路基的冲刷，路基迎水侧可以修建防洪堤，同时结合过水涵洞，可以有效导排径流汇水。 4.2　公路施工 公路施工需要对地面进行大量扰动，地面防蚀机制被破坏，不注意防护则会造成严重的水土流失，施工中必须严格控制，尽可能减少水土流失。 （1）施工过程中，要边施工边防护，在休工前，要做好临时防护，避免休工期间土壤大量侵蚀。 （2）公路施工线性特征明显，尤其是南疆公路，在戈壁段施工时要严格控制施工车辆行进路线，防治随意行驶造成地面结皮的大量破坏，根据施工经验，彩条旗拦挡资金投入大，遇到大风天气易遭到破坏，可改用限行桩进行替换。 （3）工程施工过程中的临时堆土质地松散，极易造成水土流失，尤其是大风天气，土壤侵蚀严重，但现用的防尘网苫盖措施对线性工程来说，工程量过大，可行性差，考虑到南疆一次降雨即可形成土壤结皮的特点，可采取临时堆土表面洒水措施，制造人工土壤结皮。 （4）合理选择料场位置，做好挖填方处理，尽量将弃方回填至取土坑，并在施工结束后及时对料坑进行削坡平整修复。 5.结语 南疆地区地域辽阔，地形复杂，生态环境差，造成土壤侵蚀的成因、类型、强度均有很大差别，公路施工过程中应根据南疆特殊的自然条件合理布设水土保持措施，避免生搬硬套。同时，南疆地区水土保持规划事业进展缓慢，相应水土保持规划不能满足合理开发利用水土资源的要求，因此在政府层面上应进一步完善南疆各个地州及县级水土保持规划，为水土保持的合理全面开展提供科学依据。

文章来源：《水土保持通报》 网址: http://www.stbctbzz.cn/qikandaodu/2021/0205/467.html