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摘 要：线性工程在经过草原建设过程中，沿线将会产生大量的开挖裸露面，土壤疏松，植被破坏严重造成水土流失，以S204碌曲至采日玛公路河曲马场至采日玛段改建工程为例，进行水土流失预测分析，从而对该地区在建设同类项目过程中取得经验，能够在今后的项目建设过程中尽量减少对草原植被的破坏，减少水土流失。
关键词：公路建设；草原植被；水土流失
中图分类号：S157 文献标识码：A DOI：10.11974/nyyjs.20160833190
1 项目及项目区概况
S204碌曲至采日玛公路河曲马场至采日玛段改建工程主要由路基工程（包括路基、路面、平面交叉、港湾停车带、截排水工程、边坡防护工程、绿化工程）、桥涵工程（桥梁、涵洞）等组成。全线建设里程长137.97km，总占地面积235.86hm2。占地类型为草地和交通运输用地。全线工程建设土石方挖方总量87.03万m3，填方94.95万m3，借方38.92万m3，弃方31.0万m3。本工程建设期为3a。
2 区域内水土流失及水土保持现状
本工程位于甘肃省甘南藏族自治州所辖的玛曲县，地貌类型主要为甘南高原草原地貌，沿线水土流失类型为水力侵蚀。植被覆盖度在75%～85%。根据水利部《全国水土保持规划国家级水土流失重点预防区和重点治理区复核划分成果》该区属三江源国家级水土流失重点预防区。
全州以天然林资源保护、退耕还林、公益林保护建设及其他营造林项目建设为主的林业生态保护建设工作进展良好，森林三防明显加强，基础设施逐步改善，取得了明显成效。完成一期建设封山育林2.86万hm2，有效管护天然林资源33.98万hm2，2011年，全面启动二期工程建设，每年落实森林管护面积42.89 hm2，实施完成封山育林0.82万hm2、人工造林0.02万hm2。
3 水土流失预测
3.1 预测时段的划分
在工程施工过程中，沿线将会产生大量的开挖裸露面，土壤疏松，植被破坏严重。各项施工从不同的程度上均能造成相应的水土流失，主体工程完工后，各项水土保持措施也要同步完成，可以防止草原植被的破坏，并有效控制水土流失。结合产生水土流失的季节，以最不利的时段合理确定各单项工程的预测时段，施工期超过当年雨季长度的按1a计算，不超过当年雨季长度的按占雨季长度的比例计算，根据周边已建成通车的G213国道和兰州至郎木寺高速公路（S2）临夏至合作段工程沿线自然恢复状况的调查，2～3a后基本恢复至原地貌状况。据此，原地表建设扰动后的自然恢复期按3a计算。包括施工期（含施工准备期）和自然恢复期2个阶段。
3.2 预测单元的划分
根据不同组成进行预测单元划分，主要分为路基工程区、桥涵工程区、取土场区、弃渣场区、施工生产生活区、施工便道区。
3.3 预测面积与方法
3.3.1 预测面积
本工程的水土流失预测主要针对的是工程建设期，工程建设总占地235.86hm2。占地类型划分为草地86.80hm2，交通运输用地149.06hm2。
3.3.2 预测方法
根据不同防治区域、不同预测单元、不同的预测时段，采用相应区域扰动后侵蚀模数与原地貌侵蚀模数之差值与其扰动面积和预测时段的乘积，计算原地貌扰动后在不采取水保防护措施情况下的新增土壤流失量。根据水保方案工程措施中弃土场堆渣施工工艺的设计，堆渣为在设计的弃土场占地范围内实行从底部开始分层碾压整平堆放，因而虽然施工期内逐年的堆渣量不同，但堆渣高度变化较大，而占地面积投影面积基本不变，仅是堆渣的斜坡面积有差异，所以弃渣流失预测按照面积法进行。
3.3.3 土壤侵蚀模数的确定
3.3.3.1 背景值的确定
项目区植被类型属甘南草原植被类型，林草盖度高达70%左右，项目区以水蚀为主，地表产生水土流失强度较轻。根据《甘肃省悬移质泥沙多年平均年侵蚀模数图》、甘肃省水土保持监测公报、《甘肃省水土保持区划》、《甘肃省水土流失防治规划》，参考根据原地貌土壤、植被等因素，参考玛曲至采日玛乡已建公路工程水土流失预测分析情况，经实地勘察和沿线同类型项目类比分析，按各分区面积加权平均计算的土壤侵蚀模数背景值约为1150t/km2·a，侵蚀强度为轻度。
3.3.3.2 扰动后侵蚀模数的确定
主要采取调查法确定扰动后土壤侵蚀模数。目前玛曲草原及周边建设类项目较少，可通过玛曲至采日玛乡现有公路沿线调查，或根据玛曲草原牧民出行修建的乡村道路调查确定。根据调查，施工扰动后的侵蚀模数达到原地貌的4～6倍，而不同建设时段产生的水土流失影响因子，造成的侵蚀强度也不同。具体根据各施工单元的施工扰动强度及地表组成物、地形、扰动后土壤颗粒组成物进行分析确定。
3.3.3.3 自然恢复期土壤侵蚀模数的确定
自然恢复期路面、桥梁等工程的硬化区域基本不再产生土壤流失，其他绿化区和无法布设植物的区域均处于自然恢复期。根据对本区域已建公路项目的自然恢复状况调查，防治措施布设2～3a后即可基本达到原地貌水保功能，侵蚀模数采用调查分析确定。自然恢复期土壤侵蚀模数为2000t/km2·a。
3.3.4 可能造成的水土流失危害预测
主要从以下方面进行分析预测：对玛曲草原生态环境的破坏；对建设项目安全影响；减轻诱发灾害程度；对当地畜牧业发展的影响。
3.4 预测结果
3.4.1 损坏其他水保设施预测结果
本工程损坏水土保持设施面积235.86hm2，其中草地86.80hm2，交通运输用地149.06hm2，没有占用其他水保设施。
3.4.2 取弃土场占地面积预测结果
本工程共设取土场1处，取土量3.62万m3，占地面积0.83hm2；弃渣场8处，弃土量28.78万m3，总占地7.55hm2。
3.4.3 可能造成新增土壤流失量预测
在预测期内共造成的水土流失量为3.88万t，新增水土流失量为2.73万t。
4 水土流失危害分析与评价
4.1 对土地资源可能造成破坏的分析
本路线基本沿黄河布线，沿线草原草甸区，工程建设将不可避免的占用部分草地；有少量的深挖路堑和半挖半填路基边坡，大范围的开挖不多，边坡防护均采用浆砌石网格护坡。从而将极大地消除或减轻产生边坡滑塌、崩塌等重力侵蚀现象的不安全因素。
4.2 对土地生产力可能造成下降的分析评价
本工程建设对所经区域地表组成环境造成侵占和破坏，对草地产生进一步的影响。对路基占压的草地进行表层耕作土剥离，并就近设临时堆土场堆放，工程施工结束后再将其用作恢复植被的绿化覆土，最大限度地提高土地生产力。
4.3 对河道行洪、防洪影响分析
项目建设中不可避免的进行取土填筑路基以及部分路段基础换填产生大量的废弃渣。玛曲县属黄河上游，黄河在玛曲草原段以宽浅的河滩形式经过，因此项目建设若无法控制好挖填作业及弃渣堆存，将导致大量渣体随降雨进入河道，造成河道淤积，河床抬高继而诱发河道岸坡的冲蚀，造成大量的水土流失。
4.4 对周边环境可能造成影响的分析评价
工程建设过程中的取土开挖、弃土（石、渣）的堆放，无疑会对周边生态环境产生不良影响，特别是对玛曲草原草场的破坏，使得牧民不得不进行迁移，从而导致新的地表破坏，形成恶性循环。因此，只有通过采取有效的水土保持防治措施，才能将工程建设对周边环境可能产生的不良影响降至最低限度。
5 结语
项目在建设中将严格控制扰动地表和植被损坏范围、减少工程占地、加强工程管理、优化施工工艺，可使工程建设破坏的生态环境得到有效的治理和恢复，最大限度地降低因项目建设产生的水土流失对当地生态环境的不利影响。
作者简介：祁怀平（1981-），男，汉族，山东沂源人，本科，工程师，主要从事水土保持课题研究，规划设计及水土保持监测工作。
关键词：公路建设；草原植被；水土流失
中图分类号：S157 文献标识码：A DOI：10.11974/nyyjs.20160833190
1 项目及项目区概况
S204碌曲至采日玛公路河曲马场至采日玛段改建工程主要由路基工程（包括路基、路面、平面交叉、港湾停车带、截排水工程、边坡防护工程、绿化工程）、桥涵工程（桥梁、涵洞）等组成。全线建设里程长137.97km，总占地面积235.86hm2。占地类型为草地和交通运输用地。全线工程建设土石方挖方总量87.03万m3，填方94.95万m3，借方38.92万m3，弃方31.0万m3。本工程建设期为3a。
2 区域内水土流失及水土保持现状
本工程位于甘肃省甘南藏族自治州所辖的玛曲县，地貌类型主要为甘南高原草原地貌，沿线水土流失类型为水力侵蚀。植被覆盖度在75%～85%。根据水利部《全国水土保持规划国家级水土流失重点预防区和重点治理区复核划分成果》该区属三江源国家级水土流失重点预防区。
全州以天然林资源保护、退耕还林、公益林保护建设及其他营造林项目建设为主的林业生态保护建设工作进展良好，森林三防明显加强，基础设施逐步改善，取得了明显成效。完成一期建设封山育林2.86万hm2，有效管护天然林资源33.98万hm2，2011年，全面启动二期工程建设，每年落实森林管护面积42.89 hm2，实施完成封山育林0.82万hm2、人工造林0.02万hm2。
3 水土流失预测
3.1 预测时段的划分
在工程施工过程中，沿线将会产生大量的开挖裸露面，土壤疏松，植被破坏严重。各项施工从不同的程度上均能造成相应的水土流失，主体工程完工后，各项水土保持措施也要同步完成，可以防止草原植被的破坏，并有效控制水土流失。结合产生水土流失的季节，以最不利的时段合理确定各单项工程的预测时段，施工期超过当年雨季长度的按1a计算，不超过当年雨季长度的按占雨季长度的比例计算，根据周边已建成通车的G213国道和兰州至郎木寺高速公路（S2）临夏至合作段工程沿线自然恢复状况的调查，2～3a后基本恢复至原地貌状况。据此，原地表建设扰动后的自然恢复期按3a计算。包括施工期（含施工准备期）和自然恢复期2个阶段。
3.2 预测单元的划分
根据不同组成进行预测单元划分，主要分为路基工程区、桥涵工程区、取土场区、弃渣场区、施工生产生活区、施工便道区。
3.3 预测面积与方法
3.3.1 预测面积
本工程的水土流失预测主要针对的是工程建设期，工程建设总占地235.86hm2。占地类型划分为草地86.80hm2，交通运输用地149.06hm2。
3.3.2 预测方法
根据不同防治区域、不同预测单元、不同的预测时段，采用相应区域扰动后侵蚀模数与原地貌侵蚀模数之差值与其扰动面积和预测时段的乘积，计算原地貌扰动后在不采取水保防护措施情况下的新增土壤流失量。根据水保方案工程措施中弃土场堆渣施工工艺的设计，堆渣为在设计的弃土场占地范围内实行从底部开始分层碾压整平堆放，因而虽然施工期内逐年的堆渣量不同，但堆渣高度变化较大，而占地面积投影面积基本不变，仅是堆渣的斜坡面积有差异，所以弃渣流失预测按照面积法进行。
3.3.3 土壤侵蚀模数的确定
3.3.3.1 背景值的确定
项目区植被类型属甘南草原植被类型，林草盖度高达70%左右，项目区以水蚀为主，地表产生水土流失强度较轻。根据《甘肃省悬移质泥沙多年平均年侵蚀模数图》、甘肃省水土保持监测公报、《甘肃省水土保持区划》、《甘肃省水土流失防治规划》，参考根据原地貌土壤、植被等因素，参考玛曲至采日玛乡已建公路工程水土流失预测分析情况，经实地勘察和沿线同类型项目类比分析，按各分区面积加权平均计算的土壤侵蚀模数背景值约为1150t/km2·a，侵蚀强度为轻度。
3.3.3.2 扰动后侵蚀模数的确定
主要采取调查法确定扰动后土壤侵蚀模数。目前玛曲草原及周边建设类项目较少，可通过玛曲至采日玛乡现有公路沿线调查，或根据玛曲草原牧民出行修建的乡村道路调查确定。根据调查，施工扰动后的侵蚀模数达到原地貌的4～6倍，而不同建设时段产生的水土流失影响因子，造成的侵蚀强度也不同。具体根据各施工单元的施工扰动强度及地表组成物、地形、扰动后土壤颗粒组成物进行分析确定。
3.3.3.3 自然恢复期土壤侵蚀模数的确定
自然恢复期路面、桥梁等工程的硬化区域基本不再产生土壤流失，其他绿化区和无法布设植物的区域均处于自然恢复期。根据对本区域已建公路项目的自然恢复状况调查，防治措施布设2～3a后即可基本达到原地貌水保功能，侵蚀模数采用调查分析确定。自然恢复期土壤侵蚀模数为2000t/km2·a。
3.3.4 可能造成的水土流失危害预测
主要从以下方面进行分析预测：对玛曲草原生态环境的破坏；对建设项目安全影响；减轻诱发灾害程度；对当地畜牧业发展的影响。
3.4 预测结果
3.4.1 损坏其他水保设施预测结果
本工程损坏水土保持设施面积235.86hm2，其中草地86.80hm2，交通运输用地149.06hm2，没有占用其他水保设施。
3.4.2 取弃土场占地面积预测结果
本工程共设取土场1处，取土量3.62万m3，占地面积0.83hm2；弃渣场8处，弃土量28.78万m3，总占地7.55hm2。
3.4.3 可能造成新增土壤流失量预测
在预测期内共造成的水土流失量为3.88万t，新增水土流失量为2.73万t。
4 水土流失危害分析与评价
4.1 对土地资源可能造成破坏的分析
本路线基本沿黄河布线，沿线草原草甸区，工程建设将不可避免的占用部分草地；有少量的深挖路堑和半挖半填路基边坡，大范围的开挖不多，边坡防护均采用浆砌石网格护坡。从而将极大地消除或减轻产生边坡滑塌、崩塌等重力侵蚀现象的不安全因素。
4.2 对土地生产力可能造成下降的分析评价
本工程建设对所经区域地表组成环境造成侵占和破坏，对草地产生进一步的影响。对路基占压的草地进行表层耕作土剥离，并就近设临时堆土场堆放，工程施工结束后再将其用作恢复植被的绿化覆土，最大限度地提高土地生产力。
4.3 对河道行洪、防洪影响分析
项目建设中不可避免的进行取土填筑路基以及部分路段基础换填产生大量的废弃渣。玛曲县属黄河上游，黄河在玛曲草原段以宽浅的河滩形式经过，因此项目建设若无法控制好挖填作业及弃渣堆存，将导致大量渣体随降雨进入河道，造成河道淤积，河床抬高继而诱发河道岸坡的冲蚀，造成大量的水土流失。
4.4 对周边环境可能造成影响的分析评价
工程建设过程中的取土开挖、弃土（石、渣）的堆放，无疑会对周边生态环境产生不良影响，特别是对玛曲草原草场的破坏，使得牧民不得不进行迁移，从而导致新的地表破坏，形成恶性循环。因此，只有通过采取有效的水土保持防治措施，才能将工程建设对周边环境可能产生的不良影响降至最低限度。
5 结语
项目在建设中将严格控制扰动地表和植被损坏范围、减少工程占地、加强工程管理、优化施工工艺，可使工程建设破坏的生态环境得到有效的治理和恢复，最大限度地降低因项目建设产生的水土流失对当地生态环境的不利影响。
作者简介：祁怀平（1981-），男，汉族，山东沂源人，本科，工程师，主要从事水土保持课题研究，规划设计及水土保持监测工作。