论公路沿线土地开发对桥涵的影响

沈艳红

（漳州市先行交通建设有限公司）

论公路沿线土地开发对桥涵的影响

沈艳红

（漳州市先行交通建设有限公司）

土地开发改变地形地貌，破坏地表植被，从而改变现有桥涵的技术参数，继而危及桥涵安全，或致桥涵水毁，或致流域内涝成灾。本文提醒开发项目法人采取预防措施，避免灾害。

土地开发改变地形地貌；危及现有桥涵安全

1　前言

我国改革开放以来，基础建设全面铺开，城市化进程的加速，促进了土地功能的综合开发。尤其原有公路沿线两侧，城镇周边人口密集区域，各种名目的土地开发工程遍地开花。土地功能优化转换的趋势锐不可当。

土地开发改变了原来的地形地貌，也改变了开发区域的水文，原有公路桥涵的技术参数随之改变；水土保持的滞后导致河沟淤积，行洪不畅。若想知道这种人与自然不和谐的后果，必先了解与桥涵技术相关的知识，尔后才能对开发土地将危及原有桥涵，造成灾害的可能性作出科学的、客观的判断，进而采取必要措施避灾。

2　桥涵技术分析小流域洪峰流量的主要因素

建设公路桥涵必须满足安全排泄小流域洪峰流量的要求。小流域洪峰流量的形成与大中河流流域洪峰流量的形成是不相同的。小流域的洪峰流量比较突出地或灵敏地反映于各单项因素的影响。小桥涵技术计算洪峰流量，一般是从小流域洪峰流量的形成入手，重点分析以下三个方面的影响：

2.1暴雨强度

影响暴雨强度的因素主要是地理气候条件。不同的地理纬度，南北气候差异很大；同一地理纬度，沿海与内地，平原与山区，气候明显不同；不同的气候分区，气候也有差别。

2.2暴雨的损失

暴雨的特征对洪峰流量的大小和特征有着重要的影响。但是，暴雨并不是影响洪峰流量形成的唯一因素。植被对降水的拦蓄，农田塘坝对径流的拦截和地表水下渗与蒸发等因素，均造成暴雨的损失，对洪峰流量的形成产生重大影响。流域的植被与土壤或其他自然条件，可能在相隔很近的两个流域上截然不同，而造成它们径流强度的明显差别。如暴雨落在透水性很强的砂土地面上，往往不会产生水流；而在不透水的石质地面上，则会出现强度很大的水流。

2.3流域的汇流

影响洪峰流量形成的自然地理因素是多种多样的。它们包括土质、土壤、植被、地形地貌与气候因素等等；还有人类改造自然尚有挖渠开沟，围塘筑堰，修田筑埂等措施，也对洪峰流量的形成产生影响。

如果暴雨特征为某一定值，洪峰流量的形成就取决于地面自然地理条件，首先是暴雨在流域地面上的损失。扣除损失后的净雨，在重力作用下发生流动，形成径流。径流集合为汇流。影响汇流运动的因素也很多，如河槽与山坡流程长度、坡度，以及与糙率有关的特征参数等等。此外，流域面积和形状等几何特征，对洪峰流量的形成也有相当大的影响。

我们把雨量与暴雨损失结合起来作为产流条件，其余与汇流有关的流域自然地理因素并为汇流条件，这样净雨与流域汇流运动两个方面就是洪峰流量形成的主要矛盾。对小流域洪峰的形成而言，暴雨损失与洪峰流量此消彼长。

3　计算小流域暴雨洪峰流量的主要技术参数

（1）洪峰流量频度。即同一流域出口达到一定流量的洪水发生的频率。

（2）地貌系数。与地形、主河沟平均坡度和流域面积相关。

（3）径流厚度。与流域的地理区位、土壤类别、汇流时间和洪水频度相关。

（4）被植被或洼地拦蓄和滞留的径流厚度。与地面特征（指植被类型、植物疏密、林木的郁闭度、耕地类型、泥沼阻塞等）相关。

（5）流域面积。流域的分水线和出口断面（即桥位或涵位）所包围的面积，称为流域面积，或称集水面积，与流域的开合类型有关。雨水落到地面，一部分下渗形成地下径流，剩余的净雨形成地面径流，被高地、山岭分隔而汇集到不同的河流中。分隔水流的高地、山岭的山脊线，就是相邻流域的分界线，或称分水线。地面分水线与地下分水线相重合的流域称为闭合流域；不相重合的，称为非闭合流域。流域与出口断面是一一对应的。

（6）受洪水传播影响的洪峰流量折减系数。与流域面积重心至桥位（涵位）的距离、流域的几何特征（羽状或扇状）和地形特征（平地、丘陵、山地、山岭）相关。流域面积大小直接影响汇集水量的多寡和径流的形成过程。流域的几何特征主要影响径流汇集时间长短和径流的过程状态。如流域狭长而呈羽形，其出口断面洪峰流量小，径流过程历时长、变化小；若流域宽阔呈扇形，则出口断面洪峰流量大，径流过程历时短，变化大。流域的地形特征一般用流域的平均宽度和平均坡度来表示，主要影响径流的产量、下渗、汇流时间与过程和土壤流失等。

（7）流域内降雨不均匀影响洪峰流量的折减系数。与汇流时间；流域的长度或宽度、流域的气候等因素相关。

（8）湖塘堰坝的调节作用影响洪峰流量的折减系数。与流域内湖塘水库的分布比例相关。

4　土地开发影响小流域洪峰流量，危及原有桥涵安全

土地开发铲除植被，剥土露石，削丘填壑，填池筑路，护坡砌石，硬化地面，不同程度地改变区域水文和原有桥涵的主要技术参数，危及原有公路桥涵安全。主要体现在以下几个方面：

（1）改变小流域地形地貌，变迁相邻流域分水线，合并扩大或分割缩小流域面积；改变地面坡度和坡面倾向，改变流域开合类型和径流汇水流向；改变主河沟平均坡度，延长或缩短汇流时间，影响汇流过程。综合上述，即改变地貌系数，影响洪峰流量。

（2）改变流域表面土壤类别。地表糙率、地表水入渗率和径流速率以及汇流时间等参数随之改变，径流厚度相应增减。

（3）改变流域植被类型和地面特征，削弱植被和洼地拦蓄径流的作用，即改变拦蓄系数，影响暴雨损失和径流厚度。

（4）变迁流域周界，扩大流域汇水面积，增大流域洪峰流量。

（5）拓宽或加长流域界面，改变流域几何特征，改变洪水传播折减系数。

（6）改变流域地形特征，缩小池塘泥沼洼地面积分布比例，影响径流的产量、下渗、汇流时间与过程和土壤流失等，改变洪峰流量折减系数。

（7）水土保持措施滞后，泥沙冲积河沟，改变洪水流态，削弱桥涵泄洪能力。

5　为确保公路桥涵安全，土地开发可能采取的预防或补偿措施

5.1工程前期调查阶段

详细调查现有桥涵的服役状态，确定桥位（涵位）所控制的流域周界和面积，以及流域的地形地貌、几何特征和自然地理特征，核定流域出口断面洪峰流量和桥涵泄洪能力。

5.2规划设计阶段

按照“使流域水文状况在土地开发前后维持相对平衡”的原则，采取如下措施：

（1）根据土地开发可能导致流域面积和地理特征改变的程度，重新核定计算洪峰流量诸参数，设计土地开发区域科学合理的排水系统，调整径流汇水流向和流量，均衡桥涵泄洪压力，确保土地开发后，流域出口洪峰流量不超过现有桥涵的泄洪能力。

（2）尽可能保留或改造利用原有湖塘水沼等洼地，使之在改善生态环境的同时发挥调洪作用。

（3）在落实水土保持国策的同时，尽可能增加绿地，多种树木，提高开发区域绿化率，培育植被增强地表拦蓄雨水的能力。

5.3工程施工阶段

（1）落实临时排水措施，削弱地面径流冲刷裸露地表和汇流携砂挟石，减少土壤流失，减轻河沟淤积，避免流域出口堵塞造成桥涵水毁或开发区域内涝；

（2）建设临时防护设施，保护施工界面和已竣坡面稳定，减少地面径流拉沟切割，延长汇流时间，缓和河沟行洪过程；

（3）对于工期较长的开发项目，采取植树种草、建设苗圃等绿化措施，落实水土保持。或暂留洼地，围堰筑堤，拦蓄降浊，减小流域洪峰流量。

5.4建设利用阶段

（1）加速绿化或硬化裸露地面，逐步消灭赤地；

（2）完善开发区域排水系统，尽快恢复生态平衡；

（3）建设拦蓄利用雨水的容留设施，增强开发区域拦蓄暴雨径流的能力。如日本国，是全世界最重视收集利用雨水资源的国家，几乎每座工业或民用建筑均建有收集利用雨水的配套设施。

5.5当上述措施未能解除桥涵水毁威胁时，应安排重建或改建桥涵。

[1]小流域暴雨径流研究组.小流域暴雨洪峰流量计算.北京：科学出版社，1978，3.

[2]邱大洪.工程水文学.北京：人民交通出版社，1999，5.

[3]叶镇国.水力学及桥涵水文.北京：人民交通出版社，1995，2.

F572

A

1673-0038（2015）02-0137-02

2014-12-26

沈艳红，女，中级工程师，大专，主要从事路桥施工工作。