高速公路建设对水环境敏感区的环境影响和保护对策

冯雨昊

(湖南省长沙市第一中学，湖南 长沙 410000)

根据国家有关环境保护法规规定，水环境敏感路段是指公路穿越水环境敏感区的路段，包括:地表水饮用水水源一级、二级保护区;Ⅰ类、Ⅱ类地表水体;重要湿地、重要水生生物的自然产卵场及索饵场、越冬场和洄游通道、天然渔场等。目前对高速公路建设给沿线地区生态景观影响分析研究较多，但对于高速公路建设对周边水环境敏感地区的影响分析则较少涉及［1］。本文在总结国内外公路水资源保护与修复技术研究的基础上分析和探讨了高速公路施工和运营过程中对水环境敏感地区的影响，并从规划、设计、施工、运营4 个阶段提出了相应的水环境保护措施。

1 水环境敏感区保护研究状况

1.1 国外高速公路水环境保护研究状况

国外公路水环境保护从20世纪70年代起，就注重对高速公路路面水环境保护这方面的研究。其对施工期水环境研究较少，主要集中在公路营运期路面径流处理研究方面。研究内容主要集中在以下两个方面:一是高速公路路面径流中污染物的成分、迁移过程及其对受纳水体水质的影响。Price 等［2］对Kentucky 某高速公路的建设对河流水环境影响进行了研究，发现施工生产污水中大量泥沙进入河流，导致水体中鱼类死亡，水生生物物种减少。德国学者 G.Stotz［3］搜集了德国 FRG 地区 145 场降雨所产生径流水，并分析了径流水中重金属、石油类、氯化物、COD、SS、BOD、PAHs 等含量，发现路面径流水中的多环芳烃的含量是周围河流和湖泊中的50～60 倍;二是研究路面径流污染的控制措施。韩国专家Kim 等［4］发现定时清扫路面能有效的降低路面径流水中污染物，其中SS、COD、BOD、总氮和重金属等降低了 31%～87%。Winston，R.等［5］人对加利福尼亚州北部平原的40 州际公路的4 个监测点的路面径流水的TSS 和TN 进行监测，发现人工湿地对总氮的去除效果较好。Paruch 等［6］使用有机吸附材料处理隧道污水，发现其水中非极性油和有毒物质的去除效果较好。

1.2 国内高速公路水环境保护研究状况

我国近几年才开始对公路造成的水污染及处理方法进行研究。对运营期的水污染研究较多。主要表现在以下三个方面:一是路面径流污染物特征及其处理技术研究。王一斌等对杭金衢高速公路的降雨径流水质进行了监测［7］，认为路面径流雨水可生化性较差。李贺等［8］收集了南京机场高速公路路面径流水，重点探讨了不同类型的降雨重金属污染的出流规律、事件平均浓度(EMC)，并分析了降雨特征对径流重金属污染的影响。韩冰等 对北京的雨水径流水的总氮、总磷、CODCr、BOD5等进行分析，发现径流中总磷对总污染物的贡献高达83.1%。赵剑强等［10］研究认为，SS 和 COD 是水体污染的主要污染源，其浓度超过污水排放限值;二是高速公路辅助设施污水特性及处理技术研究。高速公路辅助设施包括服务区、收费站、养护管理站及车站等，排放的废水属于生活污水范畴。胡博等［11］对大霍高速公路良田服务区排放污水的水质和水量进行监测分析发现高速公路服务区污水COD 和氨氮的含量较高。林奇针对福建省内连江、上街高速公路服务区的污水特性进行研究，发现其生活污水属于高浓度型，初期雨水、地面冲洗污水与典型的极低浓度生活污水水质较为相似［12］;三是高速公路危险化学品运输事故对水环境污染的处理技术。鉴于危险化学品运输事故泄露的危险性，学者纷纷对此开展了大量的研究，如多目标风险评估方法、风险评价模型、最优运输路径规划等定量风险评价技术;不过有研究指出我国水环境敏路段危险化学品运输事故污染应急收集技术还处在起步阶段，尤其是特大桥的应急收集技术还有待完善［13］。

2 高速公路建设对水环境敏感地区的影响

2.1 高速公路施工期水体污染源及其影响

施工期的施工营地会产生生活污水，主要包括冲厕水、洗浴污水，餐厨污水、机修污水和车辆冲洗污水。跨水桥梁桩基施工产生的泥浆水大多经过沉淀后入河中，部分小河有受到泥浆水污染的隐患，桥梁桩基施工产生的废渣废土有部分侵入河道边。在水库边施工的桥梁对水库水体水质的影响存在较大隐患。拌合站污水大多有沉淀池，但沉淀池大多沉渣过满，未及时清渣，造成沉淀池未起到应有的效果。靠河边的拌合站对河水水质均产生一定影响。隧道施工容易破坏山体，水土流失隐患较大，影响泄洪。隧道内施工时的出渣排水未经过任何处理措施而直接排放，对水环境会产生较大影响。

2.2 高速公路运营期水体污染源及其影响

高速公路运营期水体污染主要分为两个部分。一个是公路的附属设施产生的污水，一个是雨水洗刷路面产生的径流水。

随着高速公路以后的全线开通，服务区、停车区、收费站及管理处等高速公路附属设施均投入使用，其中加油站、汽车修理厂、餐厅、住宿、超市、公用厕所等均会产生相应的污水。大体可划分为四类污水:①生活污水:来源于客房楼、综合楼、公共厕所、餐厅等的污水。其中的主要污染因子为 BOD、COD、SS、NH3—N、油类物质等。②油污废水:来源于加油站和汽修厂前坪地面冲洗水，汽修厂排水及污染区雨季前期地表雨水等。其主要污染因子为石油类、SS 等。③轻度油污有机废水:包括过境车辆冲洗水，洗车区雨季前期地表雨水。其主要污染因子为SS、石油类(一部分)、BOD、COD 等。④轻度油污废水:来源于停车区冲洗水，停车区雨季前期地表雨水，综合楼和客房楼前坪、人行道、车道的地面冲洗水及雨季前期地表雨水。其主要污染因子为SS、石油类(少量)。

2.3 王屋镇各树种“古树之最”的生长状况 王屋镇各树种“古树之最”中，生长状况最好的是银杏树，树高为46 m，胸径为2.92 m，冠幅为34 m(表3)。

随着车流量的增大，车子的零件的磨损及尾气的排放，形成沉降物，雨水冲刷路面形成的径流水等都成为高速公路周边环境的水体污染源。污染物主要有 SS、COD、P、N 营养物、氯化物、油和脂、农药、PAHs、重金属如 Pb、Zn、Cu、Cr、Ni、Fe 等［14］。如果不对其所产生的生活污水及含油废水进行有效治理而直接排入附近水体、农田等，将会对周围环境造成不利影响。

3 高速公路水环境保护措施

3.1 规划阶段

在高速公路规划阶段，除了注重经济效益和技术可行性研究外，还要把环境保护作为重要因素予以考虑。并体现“环保优先”的指导思想。

工程招标阶段招标文件中要明确通过水环境敏感路段水环境保护问题，投标阶段工程承包商要承诺其对饮用水源保护区的责任和任务，接受业主和地方环保、水利部门的监督。

3.2 设计阶段

3.2.1 路线方案

勘测时要认真调查论证公路路线走向与地表水系的相关关系，设计足够的涵洞、桥梁，以减少高路基对地表径流的影响;在高速公路勘察设计阶段要在跨越河流、湖泊等水体时，尽量采用桥涵跨过，减少使用堆填式的路基结构，减小对地表水体的影响;路线设计应注意保护自然水流，不改变水流的方向，不压缩过水断面，更不得堵塞、阻隔水流。在公路拟定的几个选线方案中把路线附近的环境敏感点标明在图纸上，然后进行方案比选，选出对环境影响较小的方案。

公路应尽量避绕环境法规禁止通过的区域［15］，如生活饮用水源地一级保护区、自然保护区的核心区和缓冲区等。公路经过环境法规禁止排放污水的区域，如生活饮用水源地二级保护区等区域时，应采取措施限制施工废水及公路附属设施污水的排放，但对路面径流排水建议允许做适当处理后排放。

3.2.2 路面类型的选择

高速公路水环境敏感地段在进行路面设计时，应优先选取水泥路面。虽然沥青混凝土路面行车舒适，破损后也易于修复，但沥青中含有石油等有机物类污染物，易产生沥青尘埃微粒，雨水冲刷路面容易将沥青尘埃带入附近的饮用水体。而水泥混凝土路面虽然没有沥青混凝土路面那样富有弹性，但它相对污染小，对保护饮用水体有利。

3.2.3 路基设计

首先应考虑取土、石、砂砾料的料场位置、开采方式、数量等，及对坡面植被、河道的影响;还要考虑弃方的位置、数量对自然环境的影响等。作好施工组织计划，充分利用挖方调运土方，减少废方。填方路基边缘至公路坡脚的边坡采用种植乔木、灌木与植草相结合的绿化方案。在农田内设取土坑取土时，应注意取土坑的形状和数量，完工后尽量复耕。另外，还应作好路基的防排水工作，合理安排路基、路面排水与公路沿线农田水利灌溉的关系。

3.3 施工期水环境保护措施

1)施工前，合理安排施工期，尽可能在非雨季施工和河流枯水期施工，采用成型的预制构件等，缩短现场施工作业时间。

2)对施工人员进行集中培训，强化环境保护意识，做到预防为主，治理为辅，从源头抓起，切实做到以人为本，减少污染源的产生、扩散，防止因人为原因使环境污染扩大。

3)禁止在水源地范围设置施工营地、拌和站、预制场及集中堆放材料等，做好生态修复和绿化工作，防止水土流失。合理处理施工废、余料。在施工现场设固定的堆放点，定期清理运走，集中处理施工物资。施工期间对施工便道进行洒水处理，防止产生大量道路扬尘。

4)水环境敏感路段需要开设隧道时，在施工过程中，应仔细勘察并设计符合其地形的方案，使用适当的开挖方式，避免因野蛮施工造成山体滑塌，造成严重的水土流失。

5)在农、牧、渔业地区的公路两侧应设边沟，边沟内的水不得排入地表水，Ⅰ类水源地保护区在城镇附近路段可排入城镇下水道，排入河流的排水口应建有格栅及沉淀池等处理措施。必要时应设置过滤设施。

6)严格按照设计开挖路基，清除的淤泥表土应回收到路上处理或运到指定地点堆弃，弃石弃土应运到合理地点，不得任意堆放，更不能淤塞河道。并做好防护排水措施，取土后应及时恢复植被，坡面植草应尽量选择乡土植物。

7)合理使用排水方式。在高速公路通过城镇用水路段，采取集中排水方式，以免污染水源;在地形平缓处采用蒸发池，使高速公路的污水流入池内自然蒸发，防止受污染的水危害自然环境。

8)对于生活污水及食堂污水应修建简易的排油池、二级沉淀池，污水集中处理达标后再排放。施工中生活污水应经化粪池沉淀处理后方可排入纳污水域或农用排灌系统，不得排入饮用及养殖水源。

9)施工完毕后要将施工过程中硬化的施工场地、道路复垦，种植相应的植被，注意水土保持。

3.4 营运期保护措施

1)高速公路沿线的附属设施，如服务站、停车区、收费站、监控中心等的生活污水应选用适当的处理技术处理后，达到一级排放标准，可排入纳污水域或农田排灌系统或用于绿化和洗车等。

2)跨越饮用水源、水产养殖及水生动物保护区水源的桥梁，应使用桥面系统排水引出该区域。并在桥梁上设立监控系统，设置紧急报警电话一览表，注明相应公路管理部门、环保部门、公安消防的电话号码，一旦发生事故，驾驶员及工作人员等可及时汇报相关部门。

3)桥梁两侧安装防落网，加强桥墩的防撞等级，防止危险品运输车辆侧翻至路基范围之外。设置醒目的标志标牌提醒过往车辆已进入水源保护区，应谨慎驾驶。

4)制定严格的环境风险应急预案，安排专业人员负责，保证本工程各项环境保护措施的落实，防止对饮用水源造成污染和影响。

5)公路管理部门应加强跨越地表水饮用水源保护区路段的日常巡护工作，同时建立专门的部门在上述路段对危险品运输车辆进行押运或者设置陪车，陪同的押运车辆应配备沙子等及应急回收物资，以防突发风险事故的发生。在暴雨及雾天禁止运输危险品车辆上路。

6)在饮用水源保护区路段配备必要的环境风险应急材料，如灭火器、吸油材料、围油栏、沙子等。

7)定期对排水系统进行清理疏导，保证路面径流收集系统排水顺畅，集水池采用人工定期除砂。

4 结语

我国水资源较为短缺，人均占有水资源低于世界平均水平，随着高速公路交通事业的快速发展，由高速公路建设引起的水资源环境问题变得越发突出，如何处理好公路建设与水环境敏感路段水环境保护的关系至关重要。这就要求从高速公路建设的实际出发，在勘查设计阶段应认真调查论证公路路线走向与地表水系的相关关系，筛选合理的路线方案;在施工过程应加强管理，同步实施环保计划，落实环保措施做好环境监测;在公路投入运营后应加强环境风险防范，搞好环境管理和监测，以有效处理好水资源与公路建设之间的矛盾，最大限度的确保沿线水资源的安全。

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