杭新景高速公路水土保持监测设计

石　鑫，邵建荣，朱炳润，李奕建

(1．浙江广川工程咨询有限公司，浙江　杭州　310020；2．开化县水土保持与水资源管理站，浙江　开化　324300)



杭新景高速公路水土保持监测设计

石鑫1，邵建荣2，朱炳润1，李奕建1

(1．浙江广川工程咨询有限公司，浙江杭州310020；2．开化县水土保持与水资源管理站，浙江开化324300)

摘要：针对浙江省建德寿昌至开化白沙关(浙赣界)公路工程特性及水土流失特点，设计制定了水土保持监测工作方案，明确监测重点，提出适宜、有效的监测方法，并创新监测技术手段，提高了水土保持监测的整体技术水平。

关键词：杭新景高速公路；水土保持监测；设计

1工程概况

浙江省建德县寿昌至开化白沙关(浙赣界)公路地处浙江省杭州市建德县与衢州市的衢江区、柯城区、常山县、开化县境内，起点顺接已建成的杭新景高速公路杭州至建德寿昌段的八亩丘，终点位于浙赣2省的分界点—小关，与江西境内已建成的景婺常(黄)高速公路相接。公路全长129.503 km，涉及桥梁139座、隧道55座、各类立交26处、通道与人行天桥120处、服务区2处、隧道管理站8处、收费站9处。

工程水土流失防治责任范围面积1 127.90 hm2，其中项目建设区1 044.88 hm2，直接影响区83.02 hm2。工程涉及拆迁房屋20.39万m2，土石方开挖量2 021.83万m3，填筑量2 063.44万m3，借方314.23万m3，弃渣272.62万m3，共设置弃渣场15处。

工程于2012年10月开工，共分21个标段进行建设，预计2016年底通车，总工期4 a，设计概算总投资101.14亿元。

根据水土保持相关规定与要求，建设单位自2014年2月开始开展水土保持监测工作。水土保持监测工作开展时，工程土建工程进度已超过1/2，部分路基工程已完成M7.5浆砌石排水沟、挖(填)边坡骨架护坡、开挖面坡脚挡墙以及填筑边坡临时集流槽等，大部分桥梁桩基施工已完成，隧洞工程已经完成洞脸喷混凝土、顶部截水沟以及开挖面覆土等，部分弃渣场已经实施了挡渣墙及临时排水沟等，施工工区的排水措施也已经全部完成，上述措施的实施对本工程的水土流失防治起到了积极作用。

2水土流失影响因素

工程区属亚热带季风气候区，多年平均气温16～18 ℃，年降水量1 700～1 900 mm，植被覆盖率在75%以上。工程线路长，地形变化大，沿线涉及侵蚀剥蚀低丘夹河谷冲积平原、侵蚀溶蚀低山丘陵夹河谷冲积平原、侵蚀剥蚀中低山和侵蚀溶蚀中低山等地貌类型。工程沿线涉及国家级水土流失重点预防区、省级水土流失重点预防区、省级水土流失重点治理区，主要侵蚀类型为水力侵蚀，部分区域还存在重力侵蚀。工程所处的自然环境复杂，土壤侵蚀原动力较强、抗侵蚀能力较弱；工程所处区域敏感，一旦产生水土流失，对周边生态景观环境将造成较大影响。

本工程属线性工程，线路长、工程类别繁多、桥梁隧道比例大、涉河数量多，建设过程中，工程将产生巨大的土石方挖填量和弃渣量，沿线将形成多处挖填边坡，设置多处弃渣场及临时堆渣场，如防护措施不合理将造成重大的水土流失；另外，工程沿线将穿越多条山区性河流，需布置大小桥梁139座、各类立交26处，均采用灌注桩基础，施工期间将产生大量的泥浆钻渣，若泥浆钻渣随意排放，将对沿线河道造成严重污染。

根据工程建设特点及所处的自然条件，在工程建设过程中，若未能及时实施水土保持措施并开展有效监管，工程建设极易产生严重的水土流失，并对工程自身安全及其周边生态环境造成不利影响。

因此，需结合工程实际情况，详细设计并制订水土保持监测工作方案，明确监测内容、监测重点及监测方法，以科学地指导工程建设全过程的水土保持监测工作。

3水土保持监测重点区域

工程水土保持监测范围为整个项目的建设区及直接影响区。针对工程建设特点，本工程重点监测区域主要为路基工程、桥梁工程、隧道工程、改移工程以及弃渣场，具体包括路基工程中的开挖(填筑)面防护，桥梁灌注桩施工时泥浆池的防护及恢复，改河(路)工程的完成情况，施工后期桥梁周边及下部建筑垃圾清理和场地平整情况、涉河土石方的清理情况，弃渣场的位置、堆渣量、堆渣材质、综合利用情况以及防护措施实施情况，施工临时设施的布设位置、规模及防护措施情况，拆迁安置区的面积、位置、补偿安置措施以及实施进度等内容。

4水土保持监测内容

本工程水土保持监测的主要内容包括：水土保持工程设计措施落实情况、工程建设扰动地表面积、损坏植被面积、水土流失灾害隐患、水土流失及造成的危害、水土流失防治效果以及水土保持管理等情况。

4.1监测准备期

对工程所在地区的降雨、地面坡度、坡长、地面组成物质、植被现状等内容进行调查、记录，以期获得该区域的水土流失影响因子。

鉴于本工程已经开工的实际情况，监测准备期还需对主体工程前期施工情况、水土保持措施实施情况、对周边的环境影响，以及可能存在的水土流失隐患等进行现场调查评估，并就存在的水土保持问题提出相应的改进方案。

4.2工程施工期

工程施工期是水土保持监测工作的重点时段。根据工程的实际情况，施工期监测内容主要包括以下几个方面：地形、地貌的变化情况，工程建设占用地面积、扰动地表面积变化情况，工程建设挖方、填方数量，弃渣方量及去向等；水土流失面积变化情况、水土流失程度变化情况、对周边地区造成的危害及其趋势；水土流失防治措施的数量和质量，临时防护措施的布设、防治效果情况。

4.3自然恢复期

自然恢复期监测内容包括防护工程稳定性、完好程度以及运行情况、林草措施的成活率、保存率、生长情况及覆盖率、扰动区域的恢复情况。

5水土保持监测方法

根据本工程建设特点及易发生水土流失的重点部位，结合工程建设实际，本项目水土保持监测以调查监测和场地巡查为主，并分区域布设地面监测点辅以地面监测，同期开展无人机航测，具体的监测方法简述如下：

5.1Cs-137法

Cs-137法主要用于观测原地貌土壤侵蚀模数。该方法的基本原理是示踪元素或核素(Cs-137)自大气沉降至地表后立即被土壤胶体颗粒强烈吸附，并伴随着土壤颗粒的机械运动而迁移，根据其在土壤剖面中的分布规律判断采样点的侵蚀情况。

5.2简易径流小区法

简易径流小区法主要用于观测弃渣场坡面的水土流失情况。

5.3测钎法

主要布设于表土临时堆放场或土质填筑边坡等坡面，将直径为0.5～1.0 cm、长50～100 cm钢钎按一定距离分上中下、左中右3排布设。钢钎沿铅直方向打入坡面，钉帽与坡面齐平，并在钉帽上涂上红漆，编号登记入册。

5.4沉砂池法

沉砂池法利用设置在路基排水沟出口处的沉砂池，每次降雨或多次降雨后，量测沉砂池内泥沙淤积量，以监测该排水系统汇水区域内的水土流失量。

5.5侵蚀沟量测法

侵蚀沟量测法用于测量路基填筑边坡或表土临时堆放场坡面的水土流失量，每次降雨或多次降雨后量测侵蚀沟的体积，根据侵蚀沟的体积，推算坡面的水土流失量。

5.6无人机航测法

针对本项目线路长、地形复杂多变的实际情况，工程采用无人机航测法开展水土保持监测，以能较准确地获取项目区的地表扰动情况及植被变动情况。

该法利用无人机低空飞行摄影获取高分辨率数字影像后，先采用GPS-RTK进行外业像片控制点测量，再通过全数字摄影测量工作站进行内业判绘及采集地物，并经外业补绘后，输出数字线划图的矢量数据，最后在ArcGIS系统中进行编辑和整理，获取水土保持相关信息。

5.7调查、巡查法

工程施工期通过日常的调查、巡查，对整个项目的占用土地面积、扰动地表面积及其类型、工程土石方挖填量、弃渣数量及去向、水土流失程度、水土流失危害等进行监测。

自然恢复期通过全面调查，对项目区水土保持工程措施的防护效果及其稳定性情况、水土保持植物措施生长情况、林草成活率和植被覆盖率情况、水土保持效益、施工迹地植被恢复措施等内容进行监测。

6结语

结合本工程特点及其所处的自然环境，设计制定了水土保持监测工作方案，明确监测重点，提出适宜、有效的监测方法，并创新监测技术手段，利用无人机航测以全面掌握沿线水土保持工作情况，提高了工程水土保持监测的整体技术水平，可科学指导工程建设过程中各项水土保持工作的落实，同时也可供类似生产建设项目的水土保持监测工作借鉴。

(责任编辑郎忘忧)

Soil and Water Conservation Monitoring Design of Hangxinjing Expressway

SHI Xin1,SHAO Jian-rong2,ZHU Bing-run1,LI Yi-jian1

(1.Zhejiang Guangchuan Engineering Consulting Co.,Ltd., Hangzhou 310020,Zhejiang,China; 2.Soil and Water Conservation and Water Resources Management Station of Kaihua County,Kaihua 324300,Zhejiang,China)

Key words:Hangxinjing expressway; soil and water conservation monitoring; design

Abstract:Considering engineering properties and soil erosion characteristics of the highway in Zhejiang province from Shouchang Town in Jiande to Baishaguan in Kaihua (Zhejiang-Jiangxi border),this paper designed soil and water conservation monitoring programs, clarified monitoring priorities, proposed appropriate and effective detection methods, and innovated monitoring techniques, improving the overall level of soil and water conservation monitoring technology.

收稿日期：2015-07-15

基金项目：浙江省科技计划项目(2015F50060)。

作者简介：石鑫(1987-)，男，工程师，硕士，主要从事水土保持监测、水土保持方案编制及水土保持研究工作。

中图分类号：S157

文献标识码：A

文章编号：1008-701X(2016)02-0081-02

DOI：10.13641/j.cnki.33-1162/tv.2016.02.023