城市道路工程水土保持监测与分析

白翠霞　刘晨曦　王志刚

摘 要：本文以城市道路建设项目为例，依照批复的水土保持方案报告书，结合现场实际情况，确定监测方法和监测点位，全面监测项目区扰动土地面积、土石方流向、水土保持措施以及土壤流失强度等关键要素。通过对比项目水土流失防治目标，分析工程建设过程对水土流失的影响，总结施工组织、土石方运送等相关环节的注意事项，提出项目水土保持过程监测和后期管护的要求和建议。通过对城市道路工程水土保持监测工作案例梳理分析，总结施工作业过程中的水土保持工作注意要求，为今后城市道路工程中水土保持工作和水土保持监测提供技术支撑。

关键词：工程水土流失;水土保持监测;城市道路

中图分类号：S157.1

文献标识码：A

引言

城市生产建设过程中的水土流失问题成因复杂，人为因素与自然因素交织，过度施工、地理气候以及植被破坏等问题都易造成严重的水土流失[1，2]。需要按照要求对生产建设项目开展水土保持监测，实时监测建设过程中水土流失类型、强度和危害，及时掌握新增水土流失发展的变化趋势，了解水土保持措施的防护效果。通过向设计、建设单位反馈监测结果来调整施工组织和防护措施，可有效减少水土流失[3-5]。水土保持监测除了反映建设项目水土流失状况、水土保持措施的实施情况外，也是对水土保持方案的检验[6]。通过对方案的水土流失预测及防治措施的评价，进一步完善水土保持方案，提高方案编制水平，有效促进水土保持方案的落实，为同类项目的水土流失预测和防治措施体系的制定提供依据，为水土保持专项验收提供技术支撑，为水土保持监督管理提供数据资料，对促进生产建设项目水土保持工作发展具有重要意义。

1 项目区与项目概况

项目位于湖北省武汉市，长江中游右岸、江汉平原东缘，为长江的一二级阶地及长江的高漫滩区，总体地势呈东北略高，西南略低，微向长江倾斜，具体位置如图1所示。地层主要为第4系全新统河流沉积或人工填筑的粉土、砂土和夹杂的黏性土。项目区属亚热带季风气候，多年平均气温15.8～17.5℃，年降水量1150～1450mm，降雨集中在每年6—8月，约占全年降雨量的40%左右，最大60min暴雨强度45.8mm。项目紧邻武汉市长江干堤，土壤类型主要为潮土，地带性植被类型为常绿阔叶林和落叶阔叶混交林，人工树種主要为香樟、意杨、垂柳等。项目区以水力侵蚀为主，侵蚀强度为微度[7-9]。

项目建设或改造道路全长11.376km，为城市主干路改扩建工程，红线宽为40m。主要建设内容包括景观提升改造段，长1.440km;破除现状路面并拓宽新建段，长4.310km;补强现状道路并拓宽段，长5.626km;同时配套建设相关绿化景观、排水等工程。全线共有40处平面交叉口，35处公交港湾站。单位工程包括道路工程、排水工程、交通工程、照明工程、景观绿化工程等。工程总占地面积47.02hm2，全部为永久占地。项目于2018年8月5日开工，2019年8月完工，总工期13个月。工程土石方开挖量35.98万m3，填方量32.61万m3，借方量6.55万m3，弃方量9.92万m3，弃方主要为工程清除碎渣，运至建筑垃圾消纳场。工程涉及拆迁房屋建筑面积18120m2，采用货币补偿方式，具体的拆迁安置工作由地方政府负责，安置由拆迁户自主购买商品房，其水保由商品房开发商负责。

2 监测方法

监测范围包括景观改造区、破除新建区、补强拓宽区等道路建设用地范围，以及施工场地、临时堆土场等临时占地。根据工程建设的特性、水土流失及其防治的特点，采用简易径流小区地面观测、无人机低空遥感监测、实地量测和资料分析等方法进行水土保持监测[10-12]。监测主要设施设备包括简易径流观测小区、沉砂池、测钎、无人机、GPS、激光测距仪等。监测点是根据水土流失防治分区、水土流失影响因子及环境敏感程度进行布设，布设的水土保持监测点如表1所示。监测时段为2018年10月—2019年10月。

3 监测结果

3.1 扰动土地面积与水土流失防治责任范围

根据实际量计算工程各组成部分扰动范围，结合主体工程征占地资料和竣工资料，项目实际扰动范围总面积为47.02hm2，均属于项目建设区，且全部为永久占地。实际发生的防治责任范围比批复水土保持方案报告书所确定的防治责任范围减少了3.62hm2，均为直接影响区，项目建设区永久占地与批复文件占地保持一致。直接影响区为可研阶段的预测值，工程施工过程中，严格控制红线范围，采用拦挡等措施，无直接影响区。

项目实际施工过程中，布设了1处集中表土临时堆放场，4处临时堆土场，同时临时堆土场面积增加了0.23hm2，为红线区域内重复占地。项目实际施工过程中，根据施工标段实际情况，在附近布设施工材料堆放区、拌和站等临时施工场地共计有5处，占地0.59hm2。

3.2 土石方流向与取土弃渣

工程施工过程中，就近调配土石方，提高土石方利用率，减少弃土弃渣。根据主体工程实际实施情况，由于利用方增加，则借方和废弃量均减少，工程实际土石方开挖量35.98万m3，填方量32.61万m3，借方量6.55万m3，废弃方9.92万m3。相比批复的水土保持方案，开挖量增加1.44万m3，回填增加11.50万m3，借方减少6.51万m3，弃方减少16.57万m3。

根据实际调查结合遥感影像监测，本项目未设置取土场，所需土方全部外购，合计6.55万m3，主要包括碎石、水泥土、砂性土等，用于回填路基。施工过程中对开挖土方充分利用，与方案设计外借土方13.06万m3相比，外借土方减少了6.51万m3。本项目实际弃渣9.92万m3，主要是清除道路硬化层和杂填土等，全部运至建筑垃圾消纳场，不设置弃土（渣）场。工程建设过程中，最大限度地将开挖土方用于回填，与方案设计永久弃渣26.49万m3相比，实际废弃土方减少了16.57万m3。

3.3 水土保持措施

水土保持工程措施完成表土剥离1.44万m3、表土回覆1.44万m3、雨水口900座、海绵蓄水设施3.26万m2、土地平整6.99hm2、硬化层清除2950m3，与方案相比，雨水口增加150座、硬化层清除增加2950m3、土地平整增加2.62hm2。植物措施完成景观绿化10.61hm2、临时撒播草籽0.85hm2，与方案相比，景观绿化增加0.22hm2，临时撒播草籽减少0.85hm2。临时措施完成防雨布苫盖9.90万m2、沉沙池8个、排水沟12.40km、冲洗槽1个、施工围挡8.48km、土袋拦挡1298m3，与方案相比，排水沟、沉沙池及土袋拦挡均有所减少，临时苫盖、施工围挡工程量略有增加。项目水土保持措施基本上做到了与主体工程同时施工，建设过程中，项目临时水土保持措施也基本能满足防治水土流失的要求。在监测期末，各项水土保持工程措施外观完好，植物生长情况良好，有效地防治了项目区水土流失。

3.4 土壤流失

本项目为新建公路项目，占用原地貌类型以耕地、林地和空闲地为主，坡度在0°～8°，项目区背景土壤侵蚀模数平均为105t/km2·a。以年度为阶段统计计算各年度流失量，计算结果如表2所示。根据监测，2018年土壤流失量228t，2019年土壤流失量92t。土壤流失量动态变化原因为2018—2019年因工程施工造成大量开挖，侵蚀强度大，土壤流失量随之增加。2019年各项工作的完成，随着水土保持措施的不断完善，侵蚀强度减小，土壤流失量也随之减少。

3.5 水土流失防治效果

项目6项水土流失防治指标均达到或超过了水保方案中确定的防治目标值，如表3所示。路基工程、服务区建筑物和道路广场都已硬化，基本不产生流失，完善的排水系统及时有序地排除雨水，各个防治区内，绿化及时加强养护，存活率高，裸露施工面植被覆盖度高，达到了绿化美化和保持水土的目的。

4 讨论

4.1 工程建设对水土流失的影响

项目区在建设过程中，因为施工活动对原地形地貌和地表植被的扰动和破坏，不可避免地产生了一定地新增水土流失，其中施工前期为工程大开挖阶段，在相关的水土保持措施尚未实施前，形成了大量裸露面，部分区域水土流失强度较高。工程建成后，随着水土保持工程措施、临时措施和植物措施的实施，对防治工程水土流失起着至关重要的作用，極大地减少了水土流失，随着自然恢复期水土保持措施持续发挥作用，水土流失得到有效控制[13，14]。

4.2 工程建设中水土保持注意事项

工程建设前，先在施工区域设置施工围挡，控制施工范围，在场地内先设置临时排水、沉沙设施，出入口设置冲洗设施。

工程建设时，各施工区土石方开挖前应事先选择好土方堆放点，做好排水、拦挡、苫盖工作。临时堆土合理堆放，并在周围采用袋装土临时拦挡，设置排水沟，对于堆土时间超过30d的撒播草籽进行防护，不足30d的可采用绿网布临时苫盖。

工程建设过程中，应对开挖土方充分利用，最大限度减少外借土方和废弃土方。做好项目土方调配，挖、填方最好一次到位，尽量避免多次转运。施工开挖后，表层土已粗化和有一定植被的地表，经扰动后容易产生流失，必要时采取临时覆盖、压实，防止流失。

施工单位应根据工程建设特点，以工程措施为先导，工程措施、临时措施和植物措施相结合，充分利用工程措施的控制性和速效性，保证工程建设期内挖损面及堆土场堆放土体不流失。在新增水土流失得到集中拦蓄控制的前提下，通过植物措施保护地表、改善生态环境，有效发挥植物措施的观赏性和后效性，实现整个工程的水土流失防治由被动控制到开发治理的转变。

施工期间与气象、水文部门建立讯息联系，及时获取灾害性天气预报和水情预报，以便及时采取临时措施，调整作业计划。

4.3 水土保持措施后期管护建议

水土保持设施在运行一段时间后会出现损坏，需加强运行期养护和管理，及时维护，确保水土保持设施运行安全良好[15]。项目进入试运行期后，建设单位应进一步加强水土保持设施管理力度，完善并落实后期管理制度，确保项目建设区内水土保持设施正常运行，充分发挥其保持水土和防治水土流失的作用，落实专职人员进行水土保持设施管护工作。由于植物措施发挥效益需要一个过程，应加强植被抚育，提高其水土保持功能。要认真做好抚育管理，平时应注重调查监测各部位林草生长情况（包括造林种草质量、存活率、保存率等），发现问题及时采取有效措施，对未成活树种及时进行拔除补种，对场地内的植物措施定期进行日常养护，以提高林草成活率，使植被恢复度迅速提高，尽快发挥防护效益[16，17]。

4.4 水土保持监测应当注意的事项

为全面反映工程防治责任范围内的水土流失及其防治现状，掌握水土保持工程实施过程与投入使用初期水土流失现状及其对周边环境的影响，分析水土保持防护措施的防治效果，为水土保持监督管理和项目区整体规划提供科学依据，提出以下监测原则：全面监测与重点监测相结合的原则;定点监测与动态监测相结合的原则;监测内容与水土保持责任分区相结合的原则;监测技术和方法应科学合理符合规范的原则[18-21]。

5 结论

城市道路工程建设过程中，建设单位应遵循水土保持“三同时”原则，对工程施工过程中造成的地表扰动，产生的临时堆土采取水土保持管理措施、工程和植物措施以及临时措施，逐步形成较为完善的水土保持措施体系。对开挖土方需进行充分利用，大幅度减少外借土方和废弃土方，并根据工程建设特点，以工程措施为先导，工程、临时和植物相结合的水土保持措施，将运行初期项目区平均土壤侵蚀模数控制在合理范围内，使工程新增水土流失基本得到控制。水土保持措施总体布局应以工程措施为主，植物措施和临时措施为辅，工程措施、植物措施和临时措施有机结合，临时措施保证及时跟进，点、线、面上水土流失治理相互作用。充分发挥工程措施控制性和实效性，保证在短时期内遏制或减少水土流失，再利用植物措施和土地整治措施蓄水保土，保护新生地表，实现有效防治水土流失、绿化美化周边环境的目的。

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（责任编辑 贾灿）