德商高速公路水土保持监测及效果评价

谢 翔，于 苗，李 栋

（济南绿轩工程咨询有限公司，济南250014）

1 工程概况

德商公路德州 （鲁冀界）至夏津段工程全长63.911km，所经武城和夏津县属于黄泛平原风沙国家级水土流失重点预防区，项目区水土流失类型以风力侵蚀为主，兼有水蚀，侵蚀强度以轻度侵蚀为主，原地貌侵蚀模数为500t/（km2·a）。 根据工程总体布局、建设时序、水土流失强度等进行防治分区。通过对综合扰动土地整治率，水土流失总治理度，拦渣率，土壤流失控制比，林草植被恢复率，林草覆盖率6项防治目标值进行监测，考察施工方案的合理性[1]。

2 水土保持监测内容

2.1 监测点布置

本项目水土保持监测共12个固定监测点，根据监测实际沿途布设多处巡查监测点，如图1。各取土场目前取土已基本完成，水土流失状况无法进行得实地观测，但将通过实地观测定位各取土场经纬度，查阅资料获取各取土场取土面积、深度及土方量[2]，如表1。

表1 固定监测点统计

2.2 监测设施设备

本项目水土保持监测设施设备主要包括：手持式GPS全球定位仪、手提风速仪、自动气象站、激光测距仪、烘箱、环刀、土壤水分测定仪、数码摄像机、数码相机、电脑、打印机、扫描仪、皮尺、钢尺、测高仪、罗盘等，这些设备保证了项目水土保持监测数据的采集、处理等工作的顺利进行[3]。

3 监测内容和方法

3.1 扰动土地情况监测

扰动土地情况水土保持监测内容主要包括各防治分区扰动范围、面积及土地利用类型变化情况等。目扰动土地情况监测方法主要采用实地量测、遥感监测和资料分析相结合的监测方法。对于扰动土地面积、取土场面积采用遥感监测和资料分析的方法，取土场边坡坡度、高度等因子采用实地量测法。遥感监测：通过goole earth下载项目区施工前、施工中期和施工后的遥感影像数据，采用GIS软件对影像进行分析对比，获取工程施工后扰动面积[4]。

3.2 取土情况监测

取土情况监测内容主要包括取土场、临时堆放场的数量、位置、方量、表土剥离、防治措施落实情况等。监测方法主要包括遥感监测、实地量测和资料分析的方法。对于取土场面积采用遥感监测和资料分析的方法，取土场边坡坡度、高度等因子采用实地量测法。对于取土量等采用资料分析的方法进行监测。通过向工程建设单位、设计单位、监理单位、质量监督单位收集有关工程资料，从中提取出取土量。

3.3 水土保持措施监测

水土保持措施监测内容：对于工程防治措施，主要调查其实施数量、质量及进度；防护工程稳定性、完好程度、运行情况、措施的拦渣保土效果。植物措施主要调查其不同阶段林草种植面积、成活率、生长情况及覆盖度；扰动地表林草自然恢复情况；植物措施拦渣保土效果。对于临时防护措施，主要调查其实施情况，如实施数量、质量、进度、运行情况和临时措施的拦渣保土效果。主要采用实地量测和资料分析的方法进行。本项目水土保持措施的实施状况监测方法主要采用实地量测和资料分析的监测方法。

3.4 水土流失情况监测

水土流失状况监测内容包括水土流失量和水土流失危害监测。本项目水土流失量主要采用地面定点观测、实地量测和遥感监测相结合的方法。水土流失面积监测采用实地量测、遥感监测相结合的方法；土壤流失量监测采用地面定点观测法 （简易径流小区、测钎法、沉沙池法），在不同防治分区选择典型代表区域布设径流小区、测钎或沉沙池，根据实地量测结果，通过相似区域尺度放大的方法，得出不同分区的水土流失总量[4]。

3.4.1 简易径流小区

在公路堆填路基边坡布设径流小区，同时采用自记雨量计和雨量筒观测降雨量和降雨强度。

3.4.2 沉沙池

在路基、桥涵、施工生产生活区排水沟出口处设沉沙池，通过沉沙池内水土流失量推算相应监测分区水土流失量。

3.4.3 测钎法

在路基边坡、取土场开挖边坡布设简易水土流失观测场。将直0.5cm、长20cm测钎相距0.20m×0.20m品字形布置，垂直方向打入坡面，量测测钎露出地面的长度并做记录。每月观测一次钉帽距地面高度，计算土壤侵蚀深度和土壤侵蚀量。计算公式为[5]：

式中 A为土壤侵蚀量（m3）；Z为土壤侵蚀厚度（mm）；S为水平投影面积（m2）；θ为斜坡坡度值。

4 水土保持防治监测指标统计

根据本工程水土保持监测数据，计算各防治分区6项防治目标值，并与水土保持方案设计的各防治分区六大防治目标值进行对比，分析各防治分区六大防治目标达标情况，如表2。

表2 各防治区防治目标 单位：%

德商公路德州（鲁冀界）至夏津段工程在施工过程中扰动造成水土流失面积249.39hm2，各项水土保持措施治理面积242.27hm2，综合水土流失总治理度为98.20%。

根据主体工程设计，结合查阅和分析项目实施过程资料，通过实地监测，本项目施工过程中弃方0.415万m3，实际拦截弃渣量0.41万m3，因此，拦渣率为98.6%。土壤流失控制指标是指项目建设区所处区域容许土壤流失量与项目建设区范围内单位面积实际发生的水土流失量的比值。根据水土流失监测调查结果（施工期和试运行期），工程试运行期平均侵蚀模数为194t/km2·a。经计算，试运行期土壤流失控制比为1.03。工程可恢复林草植被面积175.76hm2，实施林草植被面积174.10hm2，综合林草植被恢复率99.06%。

工程项目区总面积491.66hm2，林草植被面积174.10hm2，综合林草覆盖率为35.41%。

5 水土流失防治效果

通过实际监测，本工程综合扰动土地整治率、水土流失总治理度、拦渣率、土壤流失控制比、林草植被恢复率、林草覆盖率各项指标监测值均达到方案设计防治目标值。

表3 水土保持措施实施效果 单位：%

6 结语

（1）采用实地量测、遥感监测和资料分析相结合的监测方法。根据本工程水土保持监测数据，扰动造成水土流失面积249.39hm2，各项水土保持措施治理面积242.27hm2，综合水土流失总治理度为98.20%。

（2）本项目施工过程中弃方0.415万m3，实际拦截弃渣量0.41万m3，拦渣率98.6%；土壤流失控制比1.03；可恢复林草植被面积175.76hm2，实施林草植被面积174.10hm2，综合林草植被恢复率99.06%。

（3）项目区总面积491.66hm2，林草植被面积174.10hm2，综合林草覆盖率35.41%，各项指标监测值均达到方案设计防治目标值。