珠江三角洲高速公路水土保持监测探讨-论文

JournalofGuangdongTechnicalCollegeofWaterResourcesandElectricEngineering，2014，Vol.12，No.2

17-20

珠江三角洲高速公路水土保持监测探讨

王

勤

（广东水保生态工程咨询有限公司，广东广州5100）

摘

要：根据珠三角地址特性，结合高速公路水土流失特性，预测工程建设可能引发或加剧水

土流失，对此选择合理的监测方法、监测布点、监测时段、监测频次，将为水土流失及时提供预警，降低发生险情的机率。

关键词：珠江三角洲；水土保持；水土流失监测区的划分中图分类号：TVS157.2

文献标识码:A

文章编号：1672-2841(2014)02-17-04

1研究对象地域的地理特征

地形：珠江三角洲主要是平原、低丘和少数的山地，平原的过渡地带。地势北部与东北部高，西部和南部低。

土壤：公路工程和线路经过地区为珠江三角洲平原台地，沿途土壤主要分为三种土类：赤红壤、潮沙泥土和菜园土。赤红壤是项目区自然土的主要类型，由于受高温多雨的亚热带季风气候影响，特别是花岗岩风化而成的赤红壤，土壤抗蚀能力极差，在地表裸露的情况下，极易产生面蚀、沟蚀和崩岗流失，往往由于植被较差，导致水土流失严重，表土有机质层很薄，一般低于10cm。

植被：线路沿线植被类型主要以亚热带常绿阔叶林为主。据有关部门不完全统计，项目区树木品种有57科、247个品种。1997年底统计，植被覆盖度72.3%。项目区树木品种较多。主要有松科、杉科、桑科等，其中属水土保持优势树种的有：马尾松、湿地松、杉木、毛竹、绿竹、野杨梅、胡枝子、柿树等。

水文：境内的河流属珠江水系。

气象：珠江三角洲位于北回归线以南，属亚热带海洋季风型气候。年降水量为1200-2000毫米，多年平均降雨量1698.1毫米，雨季始于每年4月下旬，止于9月上旬。年平均相对湿度为77%，多年平均最大风速为30米/秒。近临南海，形成夏日长、冬日短、平均气温高、光照充足、雨水丰盈且集中的气候。

收稿日期：2014-04-29作者简介：王勤，女，工程师，主要从事水土保持

工程地质：珠江三角洲地处地震烈度7度区

范围内。根据钻孔揭露分析，地基土按成因类型可划分为人工填土、冲积层、残积层和基岩。

水文地质：地下水位埋深为1.0～12.0m不等，从土的结构分析，冲积的淤泥质土和粉质粘土为弱透水性土层，残积粉质粘土也是弱透水性土层。水量补给来源靠大气降水。

2水土流失现状

本区域属南方红壤丘陵山区水土流失类型区，珠江三角洲水土保持重点治理区。降雨量大、台风暴雨频繁，为水土流失提供了外营力条件，土壤侵蚀方式以水力侵蚀为主。

3项目建设中水土流失特点

（1）水土流失呈线状分布。公路建设呈线状，造成的水土流失亦呈线状分布。公路主要为填方路基，但也有清除表土开挖的土方。由于公路施工破坏了原地形地貌，遇降雨将造成水土流失。

（2）区域内主要受水力侵蚀作用。地处南亚热带区，雨季长、降雨量大、暴雨集中，因此水力侵蚀是最主要的侵蚀类型，重力侵蚀则是由于水力侵蚀诱发而产生。在填筑路基坡面，因汇流面积和坡面坡度较大、结构疏松、孔隙度大、抗冲抗蚀能力较低，在雨滴的击溅和坡面径流的冲刷下便会产生水土流失。

（3）植被破坏呈线状，增加了植被恢复的难度。

案编制、水土保持技术评估、水土保持监测工作。

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公路施工扰动，使沿线及周边的土壤结构和植被

遭到破坏，降低了水土保持功能，加剧了水土流失。在施工过程中，土壤表层被剥离，裸露面有平面、坡面等，增加了植被恢复的难度。

（4）水土流失重点在施工建设期。造成新的水土流失主要在施工阶段，必须注意在施工期甚至前期实施水保措施或临时措施。如进行场地平整前需先挖掘排水沟，填方边坡。临时堆放的表土需临时覆盖防雨布，以及在施工阶段采取相应的临时拦挡措施，这样才能更好地预防水土流失。

4水土流失预测时段

施工过程中若不注重水土保持措施，那么施

工的扰动会加剧水土流失；工程完毕，公路进入运行期时，各种水土保持措施（工程、生物措施和生物工程相结合措施）发挥作用保持水土，减少水土流失，改良原来破坏的立地，使其适于植物生长，水土流失逐步减少，回复到原来的水土流失程度。有些工程地段通过工程与生物措施的相结合，甚至使现有的水土保持能力强于原有的水平。

5水土流失区的划分

根据项目建设特点，水土流失区一般划分为

主体工程区（开挖区、填筑区、桥涵区、原高程扩建区）、取土场、弃渣场、临建区（含临时道路、生活和施工营地）等4个区进行预测。

根据项目各段施工特性、土壤、植被及其可能产生水土流失的特点，本项目划分了下述水土流失类型区。

5.1主体工程区

（1）挖方路段。挖方路段产生的裸露边坡抗

侵蚀能力差，同时由于工程造成的裸露表土的土壤肥力差，植物恢复的速度慢。边坡在一般情况下，在重力和水力作用下受到侵蚀，产生溅蚀、面蚀；在大雨和长期的降雨下易产生沟蚀、塌方等。（2）填筑为主路段。填方路段边坡，土壤在人为严重破坏结构下其抗侵蚀能力更差，在小雨的情况也容易产生面蚀；在中、大雨的情况下易产生沟蚀，如果水土保持措施不足，容易产生塌方等重大水土流失。（3）桥梁。桥梁是公路建设中最易产生水土流失的工程项目，因其在施工中就是在流动水体中，一边施工一边产生水土流失，故在桥梁的建设过程应特别注意水土流失防治工作。（4）原路面扩建区。在原来路面基础上进行扩建，施

工和工程量较小，相对填筑路段水土流失较轻。

5.2取土场

因人为破坏植被和土壤结构会造成大面积的表土裸露。同时取土场往往存在高边坡，在水力和重力的共同作用下容易产生滑坡、塌方等严重的水土流失。

5.3弃渣场

弃渣场是工程各种弃渣堆存的地方，若堆土结构松散，土壤抗侵蚀能力便很差，在中、大雨的作用下容易产生沟蚀。

5.4临时施工用地

临时施工用地在工程建设中，未纳入主体工程建设范围，故在施工过程通常未能采取有效的水土保持措施，由此在对建设用地使用期间，一些建设施工项目易使临时施工区产生水土流失。

临时施工道路，在主体工程设计中没有纳入主体工程，但临时道路也是工程中产生水土流失的重要部分。必须对其采取适当的水土保持措施。

6水土流失预测内容与方法

根据开发建设项目水土保持方案技术规范要求并结合项目特点，在施工过程中水土流失预测包括下述内容：（1）扰动原地貌、损坏土地和植被的面积预测；（2）弃土、弃石、弃渣量预测；（3）损坏水土保持设施的面积和数量预测；（4）可能造成水土流失面积和流失总量预测；（5）可能造成水土流失危害预测。

水土流失预测采用定性和定量相结合的方式进行，根据不同的预测内容采用不同的预测方法。对扰动原地貌、损坏土地和植被面积以及损坏水土保持设施面积等主要根据主体工程有关的设计资料并结合实地调查进行预测，对可能造成的水土流失量主要通过类比方法进行预测。有关预测内容采用的方法如表1所示。

7背景侵蚀模数的确定

珠江三角洲属于水土流失重点治理区，工程主要分布在平原、低丘和少数的山地，根据工程

所在地的植被、水文气象、土壤地质、地形及人为破坏情况，根据现场调查，参照土壤侵蚀分类分级标准，确定项目区现状水土侵蚀模数。

8施工期间可能造成的水土流失总量计算

根

设计单位资料及对现场的勘察，根

下

王勤：珠江三角洲高速公路水土保持监测探讨

表1水土流失预测内容与方法

19

预测内容

1、扰动原地貌、损坏土地和植被的面积预测2、弃土、弃石、弃渣量预测

3、损坏水土保持设施的面积和数量预测4、水土流失面积预测

5、可能造成水土流失量预测6、可能造成水土流失危害预测

述公式计算施工期间可能造成的水土流失总量：Qn=∑Ei

Si

Ti

其中Qn：总土壤侵蚀量；Ei：i工程土壤侵蚀模数；Si：i类工程的工程面积；Ti:工程施工时间

9水土流失监测

水土保持监测是水土保持的基础工作，同时为建设项目水土保持工作的重要组成部分。通过

监测工作，测定项目在工程建设中水土流失是否达到水土保持方案所设定的目标，及时了解工程建设中的水土流失动态变化情况。为建设单位和监督部门提供及时而准确的信息，对非正常的水土流失及时反映，为建设单位在建设过程中进行水土保持工作提供科学依据。

9.1监测内容

（1）主体工程建设扰动、破坏地表和植被面积的监测；(2)水土流失面积变化情况监测；(3)水土流失量监测，即土壤侵蚀量监测；(4)水土保持工程措施效益监测，即泥沙拦蓄量监测；(5)水土保持林草成活率、生长情况监测。

9.2监测方法

根据《水土保持监测技术规程》规定，水土保持监测采用地面观测法、调查监测法和巡查法，在注重最终观测结果的同时，对其发生、发展变化的过程必须全面定时监测，以保证监测结果的可靠性和适用性，实现监测资料的连续性、水土流失预测结果的准确性。针对上述监测点和监测内容，具体监测方法如下：

（1）主体工程建设扰动、破坏地表和植被面积监测：根据主体工程建设进度，对扰动和破坏区采用定点跟踪监测与抽样调查监测相结合的方法，在水保林草措施布设区随机选定适当面积，测定林草的成活率、生长量、保存率等。（2）水土流失面积变化情况监测：调查主体工程建设前水土流失的现状面积和侵蚀强度，在公路建设工程中，根据主体工程建设扰动、破坏地表和植被面积变化情况和破坏程度，预测侵蚀强度，确定

预测方法

根据主体工程设计资料并结合实地调查根据主体工程设计资料、土石方平衡分析根据主体工程设计资料并结合实地调查根据主体工程设计资料并结合实地调查

采用类比确定侵蚀模数，按流失面积和历时测算根据主体工程设计资料和实地调查定性分析

防护措施实施进度。（3）水土流失量监测（即土壤侵蚀量监测）：根据工程特点和气候的情况，在沿路高度扰动地区设置定期监测点，在定期监测点布设的沉淀池，每次降雨结束后定期观测泥沙

淤积深度，测算土壤侵蚀量；坡面定期监测点采用桩钉测算法测算土壤侵蚀量。（4）水土保持工程措施效益监测（泥沙拦蓄量监测）：在水土保持工程措施布设区，采用随机抽样监测与定期抽样监测相结合的方法，利用监测点观测到的泥沙淤积量，对水土保持工程措施的防护效果作出评价。5）水土保持林草成活率、生长率情况监测：进行工程建设前后林草面积变化情况、水土保持植物措施情况和成活率及生长量的调查。

9.3监测频次

水土保持监测频次应根据主体工程建设进度具体安排确定，在建设期和试运行期分别对待，各监测点监测频次如下：弃渣场：监测对象为弃渣场，水土流失预测年限为1.5年，监测期为2.5年。在汛期（4～9月）每月观测一次沉淀池泥沙含量,暴雨天增加一次；取土场：监测对象为取土场，水土流失预测年限为1.5年，监测期为2.5年。在汛期（4～9月）每月观测一次沉淀池泥沙含量,暴雨天增加一次；填方路段区域：监测对象为填方区域，水土流失预测年限为1.0年，监测期为2.5年，在汛期（4～9月）每月观测一次、暴雨天增加一次,计算土壤侵蚀量；挖方路段区：监测对象为挖方区域，水土流失预测年限为1.0年，监测期为2.5年。在汛期（4～9月）每月观测一次,暴雨天增加一次，计算土壤侵蚀量。

其他工程路段：对主体工程建设扰动、破坏地表和植被面积，水土流失面积变化情况，水土保持林草成活率、生长情况，根据主体工程建设进度进行实地调查，按每年1次（10月底）计算，巡查年限为2年。

9.4监测点的布设

为预防水土流失的发生与发展，减轻突发性水土流失造成的危害，本

案以弃渣场、取土场、

（20广东水利电力职业技术学院学报2014，12（2）

主体工程高、中挖方边坡和高填方边坡为重点监

测对象，具体设计如下：

弃渣场：出水口布设沉沙池，定期观测泥沙淤积深度，测算取土场侵蚀量；取土场：在取土场临时围堰开口处下游布设沉沙池，定期观测泥沙淤积深度，测算取土场侵蚀量；填方路段：由于填方路段施工期间松散的填方边坡会形成一定的水土流失，且在其填筑完成后才实施水土保持措施（坡面防护、路基排水措施），在水保措施发挥作用前作用，填土路段主要发生面蚀和少量的沟蚀。而且占主体工程预测水土流失总量的67.63%，因此必须对其水土流失动态变化进行监测。通过该监测点的布设，测算公路填方边坡建设期水土流失量；挖方路段：挖方破坏原地貌的，极大地降低了地表的抗侵蚀能力，裸露的坡面在降雨和坡面汇流的冲刷下容易产生水土流失，对此采用坡面桩钉观测。通过该检测点的布设，测算公路挖方边坡建设期水土流失量。

下面以云浮至阳江高速公路罗定至阳春段工程为例，说明监测点布设：

开发建设线型建设项目主要的监测点类型为桩钉点、简易径流小区两种。高速公路各标段不同地段可以灵活布设相应的点。

（1）桩钉法：直径0.6cm，长30cm，类似钉子形状的钢钎相距1mx1m分上下两行、左中右3排沿坡面垂直方向垂直打入坡面，钉冒露出坡面2~3cm，编号登记记录；

（2）简易径流小区：对坡地水土流失规律和小流域水土流失规律进行定量研究的一种测验设施。一般由边埂、边埂围成的小区、集流槽、径

流和泥沙集蓄设备、保护带及排水系统组成。径流小区测验是为了解决大范围的水土流失问题，因而规划时既要考虑它能代表周围环境，还应注意外推到其它地区的可能性。其次要考虑极端状况，如极大、极小坡度的试验、极端降水试验等。在规划时尽可能保持原有土壤地形等状态。径流小区测验的主要内容是降雨、泥沙、其他观测等。

10结论

珠江三角洲高速公路水土保持监测，要根据珠三角地质、地貌特征，参照过往高速公路水土流失特性，预测工程建设可能引发或加剧水土流失的程度，合理选择监测方法、监测布点、监测时段和监测频次，是水土保持监测方案是否合理可行的关键。

参考文献:

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[5]关于划分国家级水土流失重点防治区的公告（水利部

2006年第2号）[Z].

[6]开发建设项目水土流失防治标准（GB50434－2008）

规定[S].

DiscussionofSoilandWaterConservationMonitoringfor

thePearlRiverDeltaExpressway

WANGQin

(GuangdongConsultationonSoilandWaterConservationEngineeringCo.,Ltd.,Guangzhou5100,China)

Abstract:AccordingtothecharacteristicsofthePearlRiverDeltalocation,combinedwiththecharacteristicsofsoilandwatererosioninhighwayengineeringconstruction,thispaperpredictsthatmaycauseoraggravatethesoilandwatererosion.Therefore,reasonablechoicesofmonitoringmethods,monitoringdistribution,monitoringperiodandmonitoringfrequencycanprovidealertforsoilandwatererosion,Reducethechanceofdanger.

Keywords:PearlRiverDelta;soilandwaterconservation;soilandwatererosionmonitoringregiondivision