摘要：水土流失预测的基础是在工程建设扰动地表，且不采取水土保持措施等最不利情况下，预测可能造成的土壤流失量及其危害。由于公路建设项目的特殊性，工程建设对沿线地形地貌、土壤结构、生态环境及景观格局都有较大影响，如果不采取防治措施，还会导致大量的水土流失。从水土流失预测方法及易出现的问题入手，初步探讨公路建设项目的水土流失预测，为公路建设项目水土流失预测提供参考，细化水土保持方案并对其进行优化。
关键词：公路建设项目；水土流失预测方法；预测单元
Discussion on Soil Erosion Investigation and Prediction
Abstract：The basis of soil erosion prediction is to predict the amount of soil loss and its harm in the most disadvantageous situation，such as the disturbance of the surface of the project and the most unfavorable conditions of soil and water conservation.Because of the particularity of the highway construction projects，the construction of the project has great influence on the topography，soil structure，the ecological environment and the landscape pattern along the line.If we do not take preventive measures，it will lead to a large amount of soil erosion.The prediction of soil erosion in highway construction project is preliminarily discussed from the prediction method of soil and water loss and the problems that are easy to appear.It provides a reference for the prediction of soil and water loss in highway construction projects，and refines the soil and water conservation scheme and optimizes it.
Keywords：Highway construction project，Prediction method of soil and water loss，Prediction unit.
引言：近几年，随着经济的发展，我国公路建设项目大量实施，公路建设虽然给所在地区的经济发展注入了活力，但同时也不可避免地给地方的生态环境带来一定的负面影响。公路为线状分布的开发建设项目，涉及的区域情况较为复杂，工程建设扰动地表、破坏植被，且产生弃土弃渣，如不进行妥善的恢复与治理，有可能造成当地生态的破坏和下游人民财产的损失。因此，公路建设时必须加强水土保持工作，遏制新的水土流失。
公路建设项目水土流失影响调查是公路竣工验收调查的主要内容之一，通过水土流失调查可以核查建设项目实施过程中水土保持工作管理情况和水土流失防治措施的落实情况，对无效的或未予落实的防护措施提出有效的补救措施，使工程带来的水土流失影响降至最低。
1 公路建设水土流失的主要特点
公路属于开发建设项目中的线型项目，其水土流失的特点是：
1）工程分布广、影响区域大，少则几km，多则成百上千 km，甚至跨越多个市、省；
2）水土流失类型多样，公路占用的土地类型多样，沿线地形地貌、气候条件、土壤条件等不尽相同，直接导致水土流失类型差异；
3）防治难度较大，公路施工时大量挖、填土石方，破坏了原有的水土保持设施、地表植被等，加剧了水土流失，产生的巨大挖、填方如不及时处理会对周围环境造成重大影响。
2 造成水土流失的因素
2.1 公路建设过程中破坏植被，使表土与植被的平衡关系失调，表土层抗蚀能力减弱，降雨时发生水土流失。且在开挖削坡时土质松动，表层岩土的结构变的松软，土体抗蚀能力降低，加大水土流失量。赵焕胤等在内蒙古赤峰市对林地、草地和裸岩的降雨径流进行研究指出，三者的径流系数分别为3.0%、4.0%和18.0%。裸岩的径流量远大于林地和草地。且裸地洪峰随着降雨的停止而停止。戚隆溪研究地表径流与土壤侵蚀的关系后指出，单位时间内径流量越大，土壤侵蚀量越大。
2.2 填方路基由沙土、石料堆垫经过分层压实后形成，虽然内部结构紧密，但边坡表层结构比较松散，易发生片蚀、浅沟蚀等形式的水土流失。水土流失量与坡度和坡长有关。戚隆溪研究指出，坡度在1%～9%条件下，坡度越大侵蚀强度越大，在相同降雨量下，9°坡地的侵蚀强度是1°的15倍。张光科经过实验与理论计算指出沙土侵蚀量与坡度的关系为Ps=-0.0212α2+ 1.4012α-15.24，坡度在20-40°之间较大，最大值为25.8°。而一般沙土的休止角在这个范围。黎四龙研究表明，土壤侵蚀量与坡长的关系Qs=kQmLnIp，坡长越大，侵蚀量越大，当降雨强度为大雨和暴雨条件下，二者为直线关系。
2.3 挖损边坡（如挖方路基产生新的坡面，取土场的边坡等）陡峭，有的近于直立状态，边坡质地有土质、石质和土石混合质。由于边坡坡度大，暴雨时极易产生剧烈水力侵蚀，且在降雨作用下很容易诱发小型崩塌、滑塌、滑坡等，造成严重的土壤侵蚀，侵蚀强度为极强烈或剧烈侵蚀。
2.4 弃土场一般为土质、石质和混合质。以堆山或填凹方式堆置，上表面一般比较平整或有一定斜坡。土壤侵蚀形式为片蚀、细沟侵蚀等，侵蚀强度为中度或强度；自然形成的松散边坡，稳定性差，坡度较陡，为30°～ 40°，抗蚀性极差，土壤侵蚀形式为面蚀或沟蚀，侵蚀强度为剧烈。孙虎对黄土性弃土的降雨侵蚀过程研究后指出：人为弃土斜坡（32°～ 35°）侵蚀模数32142.7t/（km2•a）。一般弃土堆侵蚀量是裸地的11～ 13倍。可见弃土场是公路建设中重要的水土流失区。
2.5临时占地分布在公路沿线，主要为原料场、生活区、仓库、弃土临时存放地等，这些区域破坏原有植被，使当地水土流失加剧。尤其山区公路建设过程中，原料场及废弃土临时存放地管理不当时，容易发生片蚀，浅沟蚀等形式的水土流失。
3 水土流失预测原则、范围及时段
水土流失预测原则主要有：水土流失预测基于主体工程设计，同时以不采取任何水土保持措施为前提对可能产生的水土流失量及其危害进行预测和分析；扰动土地面积按实际扰动情况进行分析，水土流失面积结合扰动地表情况进行分析。预测单元与防治分区一致，并在此基础上细化。主要分为：主体工程区域及工程其他临时占地区域（一般含弃渣场区、取土场区、临时堆土场区、施工道路区和施工生产生活区等）。拟建项目预测时段主要为施工期（含施工准备期）和自然恢复期。开发建设项目自然恢复期指施工扰动结束后采取水土保持植物措施条件下，松散裸露面逐步趋于稳定、植被自然恢复或在干旱、沙漠地区形成地表结皮，土壤侵蚀强度减弱并接近原背景土壤侵蚀模数所需的时间。工程每个预测单元的预测时段按最不利的情况考虑，超过雨季长度的按全年计算，不超过雨季长度的按占雨季长度的比例计算。
4 数学模型预测方法
4.1 扰动原地表、损坏土地、植被面积及损坏水土保持设施数量
工程施工不可避免的扰动地表、损坏土地和植被，导致原地表降低或丧失水土保持功能。根据对拟建工程的实地调查并结合图纸直接测量，经分析预测，计算得出工程建设扰动原地貌、损坏土地和植被面积。水土保持设施是指具有防治水土流失功能的一切设施的总称，通过现场调查及查阅项目有关技术资料，统计得出项目施工期损坏水土保持设施。
4.2 弃渣量的预测
根据项目的土石方平衡情况，可统计出工程建设产生的弃渣量。
4.3 水土流失量预测
工程建设期所造成的水土流失量主要由两部分组成：1）由于项目建设挖填破坏、埋压土地及植被造成原地貌水土保持功能降低甚至丧失，导致土壤侵蚀加剧而增加的水土流失量；2）因为项目建设产生的弃土、弃渣及其不合理堆放而增加的水土流失量。工程建设所造成水土流失量采用土壤侵蚀模数法进行预测：
其中，W为土壤流失量，t；ΔW为新增土壤流失量，t；Fji为某时段某单元的预测面积，km 2；Mji为某时段某单元的土壤侵蚀模数，t/（km 2•年），依据现场调查结果，按照土壤侵蚀分类分级标准确定；ΔMji为某时段某单元的新增土壤侵蚀模数，t/（km 2•年），只计正值，负值按0计；Tji为某时段某单元的预测时间，年；i为预测单元，i= 1，2，3，…，n；j为预测时段，j= 1，2，3，指施工准备期、施工期和自然恢复期。
5 结语
本文对公路建设项目水土流失特点进行了分析，提出了该类项目中水土流失量的预测是重点。文中提出的4种公路建设项目水土流失预测方法在实际预测中较为常用，由于公路建设项目的特殊性，需综合利用多种方法来进行公路工程的水土流失量预测，这样可弥补使用单一方法的不足，使预测结果更加接近实际水土流失量，从而达到很好的预测效果。另外，本文还提出了公路项目水土流失预测的常见问题，可供类似项目预测参考。
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论文作者:王斌
论文发表刊物:《基层建设》2018年第12期
论文发表时间:2018/7/9
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