我国西部公路施工中水土流失特点浅析

张海涛

（湖南省水利水电勘测设计研究总院 长沙市 410007）

我国西部地区包括重庆、四川、贵州、云南、陕西、甘肃、青海等12个省、自治区、直辖市。虽然我国西部地区地大物博，但是生态环境并不乐观，水资源匮乏、植被覆盖率低、水土流失严重，荒漠化的速度与面积不断扩大，生态环境问题日益突出。由于自然、历史、社会等原因，西部已成为我国水土流失最为严重的地区。据统计，西部地区水力侵蚀和风力侵蚀的面积占土地总面积的35.10%，占全国水土流失面积的57.05%。

西部的公路交通在整个交通运输业中占主导地位。据资料记载至2000年底，西部公路总里程为55.4万km，占全国公路总里程的39.5%，其中高速公路3677km，占全国高速总里程的22.5%；二级以上公路占全国总里程的7.44%。在自然条件较为恶劣的西部地区，公路建设成为加速水土流失的主要因素之一，已引起人们的极大关注。

1 公路建设中可能造成的水土流失现象

随着西部大开发战略的实施，西部公路建设将成为西域边疆与西北广大地区及我国东南地区陆路公路交通运输的重要通道；也是陕、甘、新等西部省区与东部地区经济交流与合作的主要纽带和桥梁；是打通东部地区与西部地区的“瓶颈”通道。

众所周知，公路建设属于典型线型工程，线路长、影响范围广，沿线分布多种地形地貌，且对地面扰动类型多，造成新的水土流失在所难免。在主体工程建设中由于修建施工便道、取土采石、建筑路基、开挖边坡、平整道路、弃土弃渣等活动。主体工程这些特点直接决定了线性开发建设项目的土壤侵蚀特点，由连续或不连续的点（段）构成线性分布侵蚀带。

（1）对水土资源的破坏。

施工中由于大面积的弃土、石、渣的堆放压埋，原地貌形态和土壤结构不同程度的改变和受到破坏，经过数十年培肥或自然熟化过程中才能形成的原地表耕作层，植被覆盖层土壤被直接剥离、压埋，造成土地生产力的迅速降低或丧失，在风力、水力等作用下很容易产生水土流失。

（2）对生态植被的破坏。

公路建设中可能使施工沿线成为荒山秃岭，项目区的植被覆盖对抗拒自然侵蚀极为宝贵，对维护区域的生态结构起主导作用，植被破坏后，在降雨量少的西部地区，植被恢复率将会降低，遇到短历时高强度的暴雨天气，容易产生面蚀、沟蚀等水土流失形式。

（3）对河道行洪能力的破坏。

施工过程中对弃渣场、取土场等若不采取有效的防护措施，当遇到较大强度暴雨的情况下，由于弃渣、弃土等粗颗粒较大，在暴雨的冲击下易于进入河道，使河床抬高，行洪断面变窄变浅，势必会增大洪水淹没范围，助长洪水危害。

2 水土流失影响因素分析

公路建设是一条线，项目区会跨越不同的区域，由于地形地貌的特殊性及工程施工工艺的不同，影响水土流失的因素也不同。据分析，在我国路基防护工程及排水工程的力度较强，因而公路施工期的水土流失主要不产生在线内，而是在线外工程。

在公路施工过程中，因开挖使地表植被遭到破坏，原有表土与植被之间的平衡关系失调，表土层抗蚀能力减弱，在雨滴打击和水流冲刷以及风蚀作用下产生水土流失。在隧道及大挖方段施工过程中，由于隧道内挖方量大于填方量，多余的土石方因受地形和运输条件的限制，不便运往填方段，不得不进行弃渣处理，以及施工过程中和完工以后，施工作业面土石渣料处理不好，对取土坑、弃渣场等处理不当，都有可能产生新的水土流失现象。

2.1 自然因素

自然因素主要有降水、地形、土壤、植被，降水对土壤的侵蚀主要表现为暴雨，侵蚀性降雨是土壤侵蚀的主要因素。地面的坡长、坡向、地形都影响着土壤侵蚀。土壤的结构、组成等决定着土壤的抗蚀力，同时决定着的水土流失的形式和强度。植被是抑制水土流失的重要因素，植被减缓降雨打击力，调节地表径流，改良土壤，固结土体，提高土壤抗蚀力。通过资料分析和实地考察，对西北地区拟建公路水土流失因素进行了分析，见表1。

表1 拟建公路水土流失影响因素分析

2.2 人为因素

2.2.1 取土场造成的水土流失

公路建设中尽量做到填挖平衡，但在我国西部地区，由于公路建设常常经过一些高山峡谷区。致使施工中很难做到填挖平衡。在填方量大的地段，如果没有条件借方做填，就需要建立取土场，而取土场的修建常常容易形成高陡边坡，造成坡体临空面加大，坡面临时侵蚀基准面后退，坡度加大，破坏了原山坡的稳定性，容易形成崩塌、滑坡等重力侵蚀。如果没有修挡墙或采取排水设施，后果将更是不堪设想。

2.2.2 弃渣场造成的水土流失

在公路建设中有些建设方，忽略了水土保持工作，在弃渣场的周围没有做好拦渣坝、拦渣挡土墙。弃渣弃土随处堆放，在遇到暴雨情况下不仅会给工程本身带来危害，也会对下游群众的人身和财产安全造成威胁。如果施工单位对弃渣弃土未碾压、夯实或表土填加腐质层进行植被恢复，也为水土流失的产生提供了大量的物质基础和动力源泉。

2.2.3 特殊路段水土流失

（1）不良地质地段。

对于原本地质灾害频繁或者地质条件恶劣的地段，如果公路建设中没有办法绕避，就必须对其进行治理，防止其成为加速水土流失的隐患条件。如甘肃省天水牛背段于2003年9月7日下午4时30分，该路段249k,处的山体突然滑塌，2万m3的巨石阻断道路，致使国道310线天水至宝鸡段交通全线中断。这条投资3亿多元，经过6年才建成通车的310国道由于在修建之初就 “先天不足”，随着车流量的逐年增加，该公路处于水土流失带来的困境。笔者认为，除了建设地段本身恶劣的地形条件以外，还有一个加速水土流失的隐患，就是建设方对于这些薄弱环节所采取得水土保持措施不得当。

（2）沿河路段。

在高速公路建设过程中，有些施工标段野蛮施工，直接往江河倾倒弃渣，有个施工标段的业主在一条溪流长达数公里的河岸两侧及周边地区随意弃土石渣，其中近1km的河道被弃渣填成施工道路，河床提高了13m。工程施工引发的水土流失，导致海水污染，使这一带的水产品连续发生死亡，经济损失达450多万元。有的开发区建设也未采取任何有效的水土保持措施，一开推土机，就往江河里推土。河床抬高，容易产生地上悬河。

3 水土流失特点

（1）水力作用造成的水土流失，施工过程中新筑的路基或产生的渣土，因其结构疏松、孔隙度大，在雨滴的打击和水流的冲刷下产生水土流失。以至在沟口形成大面积淤泥，严重地淤塞河道和排水沟等，造成排水不畅，将含有大量泥沙的泥水直接进入粮田，冲、淹庄稼和树木，掩埋良好的耕地。

（2）重力作用造成的水土流失，在公路建设过程中，由于线路开挖及土石方的开采，改变了原有的地形、地貌，使地表原有的土石结构平衡遭到破坏，在重力作用下，有可能产生坍落、滑坡等破坏现象，导致严重的水土流失。

（3）水力和重力两者共同作用下的水土流失，在施工过程中及施工完成后几年内，地表植被尚未完全恢复，使得施工区内地表裸露，加上长期的日晒风吹的作用，产生剥蚀等表土流失。施工过程中产生的砂石料，因其质地疏松、孔隙度大，在雨后吸水饱和，破坏了原来的平衡，极易造成滑坡、泥石流、山洪等危害，危及下游的城镇、村庄、道路、水利、农田以及人们的生命安全等。

（4）风力作用下的水土流失，施工所产生的大量废弃物在风力作用下，易于形成扬沙、沙尘暴等恶劣气候，使得沿线土地沙化。

4 水土流失量预测

公路建设属于一次性开发建设项目，有其特殊性，随着工程施工进度计划的进行，各阶段的水土流失形式、面积发生了显著变化；且在同一施工阶段，各水土流失区内流失状况也大不相同，水土流失量的预测方法比一般工程项目要求复杂。但综合分析，施工期造成的水土流失量在整个预测期中占有很大的比例，表2是几条公路的水土流失特性，附图是几条公路水土流失特性图。

可见施工期所造成的土壤流失量不容忽视，由附图可以看出，扰动面施工期的水土流失量与整个预测期的水土流失量又很好的线性关系，相关系数为R2=0.9989，拟合关系式为：y=1.147x+0.5683。

附图 几条公路水土流失量特性图

5 结语

本文通过收集资料，结合多年的实践经验分析了西部地区公路建设中产生水土流失的主要因素和特点，分析结果表明降雨、地形、土壤、植被等自然因素和取土场、弃渣场等建设项目是西北公路建设中主要的水土流失因素。此外，施工期所产生的水土流失量占总流失量的60%～90%，根据“因地制宜、因害设防”的原则，公路建设应当依据水土流失监测结果预测建设项目的水土流失部位，找准防治的重点，对位配置相应的防治措施，才能达到项目建设与生态环境同步进行的目标。