公路建设项目水土保持设计.ppt

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1、第四章 公路建设项目水土保持设计,4.1 概述4.2 公路建设项目水土流失的特点及影响因素4.3 公路建设水土保持的原则和目标4.4 公路建设中水土保持的主要内容4.5 公路建设项目水土保持方案编制程序及内容,4.1 概述,4.1.1 我国水土流失概况 一份由水利部、中国科学院和中国工程院联合形成的“中国水土流失与生态安全综合科学考察”报告显示，目前我国土壤侵蚀面积达到356.92万平方公里，亟待治理的面积近200万平方公里。,科考专家、中科院院士孙鸿烈指出，在所有开发建设项目中，农林开发项目、公路铁路项目、城镇建设工程引起的水土流失最为严重，占总面积的78.2%。,4.1 概述,4.1.2

2、土壤侵蚀的概念及分类1、概念：土壤侵蚀是指地球陆面上的土壤、成土母质和岩屑受水力、风力、冻融和重力等营力作用，发生磨损、结构破坏、分散、移动和沉积等的过程与后果。土壤在外营力作用下产生位移的物质量，称土壤侵蚀量。“水土流失”习惯叫法,土壤侵蚀分类：1）按照侵蚀营力，可将土壤侵蚀分为水力侵蚀(水蚀)风力侵蚀(风蚀)重力侵蚀(如山地滑坡，崩塌等由重力 因素)冰川侵蚀海岸线侵蚀等类型。,黄河水蚀浮雕,风蚀城堡,冰川侵蚀成的海螺沟,第四纪冰川侵蚀 作用形成的石河,海岸线侵蚀,海岸线侵蚀,土壤侵蚀分类,2）按照侵蚀方式，水力侵蚀又可分为面蚀、沟蚀和潜蚀等。面蚀（发生在坡面上）包括溅蚀、片蚀、细沟状面蚀等

3、；沟蚀（发生在沟壑中）可形成浅沟、切沟、冲沟及河沟等(它们是沟谷发育的不同阶段)，是最重要的侵蚀方式。,土壤侵蚀分类,3）按照人类活动的影响，还可将土壤侵蚀分为自然侵蚀与加速侵蚀。自然侵蚀，是由自然因素引起的不断进行的土壤更新作用，即因侵蚀而消失的表土层同时由风化产生的新土层所补偿，消失和补偿基本维持平衡，因而在正常自然条件下，土壤侵蚀速度缓慢，一般危害不大，故又将此称为正常侵蚀。加速侵蚀，是由人类活动引起的，可使正常侵蚀条件下需千百年才能损失的表土，在极短时间内流失殆尽，其危害严重。,2、土壤侵蚀的危害,土壤侵蚀的主要危害可分为四个方面：一是破坏土地资源，使土地支毛沟密布，沟道纵横，直至形成

4、类似黄土高原千沟万壑的景象，使土地丧失利用价值；导致土壤肥力降低，质量变差，生产能力降低；二是损坏基础设施：冲毁道路、水利设施等三是加剧洪涝灾害：导致下游河床、湖泊和水库淤塞，使河流行洪不畅，航运受阻，使渠道湮灭，水利工程失效，湖泊水库淤废，失去蓄水调洪等重要功能。四是恶化生态环境：,2、土壤侵蚀的危害,在我国陕、湘、鄂、黔等省，山区严重的水土流失还使岩石大片裸露，发生石漠化过程，并以每年5%-7%的速度扩大其面积。,2、土壤侵蚀的危害,土壤侵蚀与公路建设：一方面，公路建设过程破坏地表植被，扰动地表土壤，动用大量土石方，从而引起大量的土壤侵蚀；另一方面，土壤侵蚀可使公路边坡失稳，土壤侵蚀的后果

5、直接危害公路安全。所以，公路建设过程的水土保持工作既包括采取适当措施防止土壤侵蚀对区域环境的危害，也包括公路本身的路基边坡稳定性保护。,3、土壤侵蚀的影响因素,土壤侵蚀的影响因素包括土壤母质、降雨、地形及地表植被等因素。,1土壤母质：母岩种类不同，其侵蚀方式、侵蚀强度和侵蚀率也不同。,四、土壤侵蚀的影响因素,2降雨：一年中，少数几次暴雨所产生的侵蚀量，往往占全年侵蚀量的主要部分。3地形：影响土壤侵蚀的地形因素主要是坡长和坡度。一般而言，土壤侵蚀量随坡度增大而增大；但在黄土地区，坡度在0度25度之间时，土壤侵蚀量随坡度增大而增大，当坡度超过25度时，土壤侵蚀量反而减少。,四、土壤侵蚀的影响因素,

6、4地表植被：地表植被对土壤侵蚀有明显的减缓作用，植被覆盖率越大，减缓作用越明显。在黄土高原地区，植被对侵蚀的减缓效果依次为：灌丛最好，草地次之，再次之是林地。,4.1.3 水土流失分级标准,1土壤侵蚀强度分级土壤侵蚀强度是指地壳表层土壤在自然营力和人类活动综合作用下，单位面积、单位时间内被剥蚀并发生位移的土壤侵蚀量，用土壤侵蚀模数表示。单位通常为吨平方千米年(tkm2a),4.1.3 水土流失分级标准,(1)土壤侵蚀容许量 土壤侵蚀容许量或称土壤容许流失量，是指在长时期内，能保持土壤的肥力和维持土地生产力基本稳定的最大土壤流失量。各水力侵蚀类型区土壤容许流失量,4.1.3 水土流失分级标准,(

7、2)土壤水力侵蚀强度分级 土壤水力侵蚀强度分级如表4.2所示。表中第2、3行的年平均侵蚀模数对应于表4.1中的侵蚀区类型。(3)土壤风力侵蚀强度分级 土壤风力侵蚀强度分级按植被覆盖度、年风蚀厚度和侵蚀模数三项指标划分，如表4.3所示。,4.1.3 水土流失分级标准,钦州市土壤侵蚀强度分级情况参见广西区水土流失现状图，各县区土壤侵蚀面积见下页表钦州以轻度侵蚀为主，土壤侵蚀模数（200，500，10002500）,2000年广西水土流失遥感调查面积统计表（钦州）km2,2、我国土壤侵蚀区划,按土壤侵蚀外营力不同，我国土壤侵蚀区划分为3个一级区，分别是：水力侵蚀为主区风力侵蚀为主区冻融侵蚀为主区根据

8、地质、地貌和土壤形态，3个一级区又相应划分为5个、2个和2个二级区。,2、我国土壤侵蚀区划,1水力侵蚀为主的类型区(1)西北黄土高原区：主要在黄河上中游。(2)东北黑土区(低山丘陵和漫岗丘陵区)：主要在松花江流域。(3)北方土石山区：主要在淮河流域以北黄河中下游、海河流域。(4)南方红壤丘陵区：主要在长江中游及汉水流域、洞庭湖水系、鄱阳湖水系和珠江中下游，包括江苏和浙江等沿海侵蚀区。(5)西南土石山区：主要在长江上中游及珠江上游。,2、我国土壤侵蚀区划,2风力侵蚀为主的类型区(1)三北戈壁沙漠及沙地风沙区：包括青海、新疆、甘肃、宁夏、内蒙古、陕西和黑龙江等省区的沙漠戈壁和沙地。(2)沿河环湖滨

9、海平原风沙区：主要在山东黄泛平原、鄱阳湖滨湖沙地及福建、海南滨海区。,2、我国土壤侵蚀区划,3冻融侵蚀为主的类型区(1)北方冻融土壤侵蚀区：主要在东北大兴安岭山地及新疆的天山山地(2)青藏高原冰川侵蚀区：在青藏高原和高山雪线以上,4.2 公路建设项目水土流失的特点及影响因素,4.2.1 特点及分类1、公路建设项目对土壤环境的影响有：1）由于施工开挖而土壤裸露造成的侵蚀2）项目建成后，土壤植被条件的变化改变了地面径流条件而造成的侵蚀。,4.2 公路建设项目水土流失的特点及影响因素,2、公路施工期引起土壤侵蚀的主要因素有：山体开挖造成地表裸露；填筑路堤增加裸露面；取、弃土场产生裸露面；施工过程中损

10、坏原有地表植被及水保设施；干扰不良地质增加其不稳定性等引起水土流失 其中，对地表植被的破坏引起的水土流失的工程环节有：施工便道、施工机械碾压及施工人员践踏等。,4.2 公路建设项目水土流失的特点及影响因素,3、公路营运期引起的土壤侵蚀主要表现在营运初期。当施工过程产生的能引起土壤侵蚀的因素，如挖方路段的上边坡、路基边坡、取弃土场产生的裸露面、破坏了地表植被的施工临时用地等尚未消除时，在生态恢复措施尚未恢复到建设项目施工前的水平时，仍然存在一定程度的土壤侵蚀。,4.2 公路建设项目水土流失的特点及影响因素,随着公路水土保持的生态措施的逐渐恢复和改善，施工过程中影响水土流失的一些因素将逐渐消失，水

11、土流失量将逐渐减少，直到达到新的稳定状态。因此，公路建设对土壤侵蚀的影响主要表现在施工期。,4.2 公路建设项目水土流失的特点及影响因素,4.2.2 影响因素公路施工主要从四个方面影响土壤侵蚀：改变局部面貌，特别是边坡改造；废渣、弃土处理不当破坏植被路面排水不当,1.水土保持的指导方针：中华人民共和国水土保持法中确定的“预防为主”。与公路建设相结合，提出公路建设水土保持的指导方针是？2.水土保持坚持的原则：(1)坚持“预防为主、防治结合”的水土保持方针。(2)水土保持与公路建设相结合。(3)加强水土保持设施的布设。(4)公路水土保持管理与地方水土保持管理相结合。,4.3 公路建设水土保持的原则

12、和目标,4.3 公路建设水土保持的原则和目标,3公路建设水土保持的预期目标：(1)通过采取有效的水土保持措施使边坡稳定，岩石、表土不裸露，为公路安全运行服务，避免水土流失对工程本身的危害；(2)取土场全部做防护处理，使开挖坡面不裸露，并覆土加以利用；,(3)通过对弃土场进行综合治理，使工程施工过程中产生的弃土、石渣总量的80以上得到有效拦挡或利用；(4)工程与生物措施相结合，使泥沙不进入下游河道，不影响河流正常行洪能力；(5)做好公路绿化美化工程的养护，使生态环境明显改善。,4.3 公路建设水土保持的原则和目标,4水土保持防治的责任范围 原则：“谁开发谁保护，谁造成水土流失谁治理”公路建设水土

13、流失防治责任范围包括公路建设主体工程区、取土场、弃土弃渣场以及临时工程占地等。,4.3 公路建设水土保持的原则和目标,4.4 公路建设中水土保持主要内容,4.4.1 公路建设中水土保持的必要性4.4.2 公路建设项目概况及项目自然环境概况调查范围：主体工程施工占地两侧300m以内区域手段：收集资料、现场调查、座谈会内容：1、项目情况调查 2、自然状况调查 3、社会状况调查,4.4 公路建设中水土保持主要内容,4.4.3 水土流失调查水土流失状况调查：流失类型、面积、分布、危害、与公路的位置关系、所属区等水土保持状况调查：地方政府水保规划、沿线治理情况及与公路关系、公路影响范围内的水保设施等,4

14、.4 公路建设中水土保持主要内容,4.4.4 预测分析（重点）4.4.4.1 分区分时段预测：区：主体工程区、取土场区、弃渣场区、施工临建设施区、施工临时道路区、拆迁安置区等时段：施工期、营运初期,4.4 公路建设中水土保持主要内容,4.4.4.2 水土流失预测内容（各自预测方法）扰动原地貌、土地及植被面积工程弃渣量预测被破坏的水土保持设施预测：收水土保持设施补偿费的依据。哪些是水土保持设施？可能造成的水土流失量预测：预测不采取任何措施情况下造成的水土流失量可能造成水土流失危害预测,4.4 公路建设中水土保持主要内容,4.4.4.3 水土流失预测方法 1-3：工程资料分析法 4：数学模型法、实

15、地测定法、类比预测 法、物理模型法等 5、定性分析法,4.4 公路建设中水土保持主要内容,4.4.5 水土流失防治措施4.4.5.1 防治分区：主体工程区，取土场区，弃渣场区，施工临建设施区，以及施工临时道路等。4.4.5.2 防治措施：主体工程水保措施：路基排水、路面排水、路基防护、公路绿化美化工程、防洪工程等,4.4 公路建设中水土保持主要内容,取土场水土保持措施：位置选择、防护措施、排水工程、取土场整治（取土前，先将表层土集中堆放，后用于植被恢复）弃土场水保措施：护坡工程、排水系统、弃土场改造临时工程水保措施：施工结束后进行综合整治,下边坡绿化和排水,取土场还耕,弃土场与周边环境融为一体

16、,及时完成还塘还库,完善排洪引水沟,施工便道恢复,桥梁施工场地恢复,取土场恢复,弃土场恢复,生产生活区恢复,4.5公路建设项目水土保持方案编制程序及内容,水土保持方案编制一般要求 水土保持法及其实施条例规定：在山区、丘陵区、风沙区修建铁路、公路、水工程，其建设项目环境影响报告书中必须有水土保持方案。1编制水土保持方案的目的和意义2水土保持方案编制原则,4.5公路建设项目水土保持方案编制程序及内容,3水土流失防治目标：隧道、路基、桥梁等工程开挖产生的弃土、弃渣应得到有效利用或妥善处理，堆放在规定的弃土弃渣场地；工程施工所形成的高陡边坡应采取有效的防护措施，防止边坡冲刷、风蚀、山体失稳而形成的滑坡

17、、塌方、诱发泥石流或形成洪积区从而威胁施工场地、项目设施的安全；弃渣场、取土场应尽量进行复垦；各类工程建设区，应在土石方工程期结束后，根据立地条件，及时进行植树、植草绿化。,4.5公路建设项目水土保持方案编制程序及内容,4水土保持方案编制有关的基本知识编制单位资格和业务范围由持有水行政主管部门颁发的编制开发建设项目水土保持方案资格证书的单位承担资格证书设甲、乙、丙三级,4.5公路建设项目水土保持方案编制程序及内容,审批权限 中央立项，且征占地面积在50hm2以上或者挖填土石方总量在50*104m3以上的开发建设项目或者限额以上技术改造项目，水土保持方案报告书由国务院水行政主管部门审批；,4.5

18、公路建设项目水土保持方案编制程序及内容,审批手续水上保持法实施条例第十四条规定，“其环境影响报告书中的水土保持方案，必须先经水行政主管部门审查同意”。开发建设单位或者个人要求审批水土保持方案的，应当向有审批权的水行政主管部门提交书面申请和水土保持方案报告书或者水土保持方案报告表各一式三份。水行政主管部门应当自受理水土保持方案报告书(表)审批申请之日起20日(10日)内，做出审查决定。方案报送,4.5公路建设项目水土保持方案编制程序及内容,5公路建设项目水土保持方案编制对于路线处于山区、丘陵区、风沙区(简称“三区”)二级以上的公路建设项目，应编制独立成册的水土保持方案报告书在“三区”外的二级以下

19、公路建设项目只需在环境影响报告书中列水土保持专章专节进行评述。,4.5公路建设项目水土保持方案编制程序及内容,1994年11月，水利部、国家计委和国家环保局以水保1994513号发布了开发建设项目水土保持方案管理办法一文。1998年5月，水利部批准发布了开发建设项目水土保持方案技术规范。公路建设项目水土保持方案编制分为三个阶段：即可行性研究阶段、初步设计阶段和技施设计阶段,4.5公路建设项目水土保持方案编制程序及内容,可行性研究阶段 根据开发建设项目水土保持方案编报审批管理规定所规定的内容和建设项目可行性研究报告，编制水土保持方案报告书。初步设计阶段 根据水行政主管部门批准的水土保持方案(可行

20、性研究阶段)报告书，对各项水土流失防治工程进行初步设计。技施设计阶段 主要是按项目水土保持初步设计，进行各项水土保持工程的技术设计和施工图设计。,水土方案编制程序,工作计划*水土保持方案大纲*水土保持方案报告书水土保持技施设计,水土保持方案报告书的主要内容,开发建设项目水土保持方案技术规范 1方案编制总则(1)水土保持方案编制目的意义 结合公路沿线的环境特征及公路建设项目特点，阐述该项目编制水土保持方案在控制区域水土流失、保护生态环境、减轻水土流失灾害方面的目的意义。(2)编制依据法律法规 有哪些法律法规？,部委规章 水利部、交通部开发建设项目水土保持方案编报审批管理划定(水利部令第5号)、水

21、土保持生态环境监测网络管理办法(水利部令第12号)、开发建设项目水上保持设施验收管理办法(水利部令第16号)、关于印发公路建设项目水土保持工作规定的通知(水利部交通部文件水保200112号文)、开发建设项目水土保持方案大纲编制规定(水利部 水保1999288号文)、开发建设项目水土保持方案管理办法(水利部 水保1994513号文)等。,规范性文件 进行水土保持方案编制直接相关的国家及地方规范性文件。全国生态环境保护纲要*省人民政府关于划分水土流失重点防治区的公告关于印发的通知,规范标准 进行水土保持方案编制直接相关的国家及地方规范标准。中华人民共和国国家标准防洪标准(GB 50201-94)开

22、发建设项目水土保持方案技术规范(SL 204-98)土壤侵蚀分类分级标准(SL l90-96)公路路基设计规范(JTJ 013-95)公路环境保护设计规范(JTJ/T006-98)公路排水设计规范(JTJ 018-97),技术文件 进行水土保持方案编制直接相关的技术文件。水土保持监测技术规程(SL277-2002)水土保持方案大纲水土保持方案大纲评审意见项目工可批复文件环境影响评价大纲及报告书等。技术资料进行水土保持方案编制直接相关的技术资料。任务来源水土保持方案编制委托书,2建设项目概况（这些概况对于水土保持方案编制有何用处？）(1)路线方案(2)建设规模及主要技术标准(3)筑路材料及运输条

23、件(4)工程占地情况(5)土石方平衡情况(6)料场、渣场布设情况(7)工期安排及施工方案,3项目所在区域自然地理与社会经济概况(1)自然环境(2)社会经济状况 介绍沿线地区人口、城镇、工农业生产、交通运输等内容。(3)水土流失及保持现状,4水土流失预测(1)水土流失预测时段的划分。(2)预测的内容和方法。扰动原地貌、损坏土地和植被的面积；弃土、弃石和弃渣量；损坏水土保持设施的面积和数量；可能造成水土流失的面积及流失总量；可能造成的水土流失危害。(3)预测结果及综合分析。,5水土流失防治方案(1)方案编制的原则和目标(2)建设项目的防治责任范围及本方案的设计深度(3)与水土保持相关的工程设计评价

24、(4)水土保持措施总体布局(5)水土流失防治措施(6)水保工程的施工安排及各种措施年度实施计划,6水土流失监测根据预测结果，即水土保持方案编制情况选择水土流失监测点位。按照水土保持监测技术规程确定监测时间、监测项目内容和监测方法等。,7水土保持投资估(概)算及效益分析(1)水土保持投资估算 表4.15(2)水土保持工程实施效益分析生态效益 定量计算水土保持方案实施后的治理程度、扰动土地治理率、水土流失控制比、拦渣率、植被恢复系数、林草植被覆盖率。社会效益 简单定性分析水土保持工程实施，改善区域生态环境，减少灾害发生，保障生命财产：安个的社会效益。,8方案实施的保证措施(1)招投标制度(2)监理制度(3)水土流失监测(4)建立水土保持管理机构(5)现场检查、定期汇报制度(6)竣工验收制度,9方案编制结论及建议阐述本工程水土流失特点、方案编制的结论性意见对土体工程进行总体评价、对下阶段水土保持工作提出指导性意见。,