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文檔簡介
1、142內(nèi)蒙古水利2011年第2期(總第132期)【水土保持監(jiān)測】集寧至包頭段增建第二雙線工程水土保持監(jiān)測技術(shù)及方法交流李林虎。,肖冬,薛平‘,康占艷(1內(nèi)蒙古水利科學(xué)研究院,內(nèi)蒙古呼和浩特010020;2內(nèi)蒙古巴彥浩特水文水資源局,內(nèi)蒙古阿左旗075300)[摘要]通過對集寧至包頭段增建第二雙線工程水土保持監(jiān)測試驗區(qū)的布設(shè)和觀測,分析鐵路項目水土保持監(jiān)測的內(nèi)容和方法,同時分析監(jiān)測過程中對監(jiān)測數(shù)據(jù)的影響因素,對探索相同地區(qū)類似開發(fā)建設(shè)項目
2、的水土保持監(jiān)測技術(shù)、方法具有借鑒意義。[關(guān)鍵詞]鐵路工程;水土保持監(jiān)測中圖分類號:S157文章標(biāo)識碼:B文章編號:1009—0088(2011)o2—0142—02I項目及項目區(qū)概況11項目概況集寧至包頭鐵路位于內(nèi)蒙古中部的烏蘭察布市、呼和浩特市及包頭市境內(nèi),線路自京包線集寧南站引出,沿既有線向西依次經(jīng)過集寧區(qū)、察哈爾右翼前旗、卓資縣、呼和浩特市區(qū)、土默特左旗及土默特右旗等,最終進入包頭市區(qū)接入包頭站,線路全長307955km,其中新建
3、線263213km,改造利用既有線44742km。本工程共征用土地281889hm,其中新增永久占地166247hm、臨時占地115642hm。全線土石方量49160810m,其中填方35774210m,挖方13386610nl(包括隧道出碴405910II1)。利用方6918710m,取(借)方28855510m’,棄方64679x10m。12項目區(qū)概況本線基本為東西走向,由東向西分別經(jīng)過中低山及丘陵區(qū)、大青山山前傾斜平原區(qū)兩大地貌單
4、元。從集寧至郭家營(CK491100一CK626450),為大青山及山前丘陵,郭家營至包頭(CK626450一包蘭K22000)為大青山山前沖洪積傾斜平原區(qū)。察右前旗及集寧區(qū)鐵路沿線地帶的土壤分布主要是暗栗鈣土,低山丘陵頂部分布著粗骨栗鈣土,在平緩丘陵及臺地頂部分布著黃沙土和暗栗黑土,河漫灘的二級階地分布著草甸栗鈣土。沿線土地利用類型主要為耕地、草地等,草地分為干草原、低濕地草甸類草地等,植被蓋度一般大于40%,沿線主要河流有屬霸王河、
5、大黑河。沿線屬于中溫帶亞干旱氣候區(qū),干旱缺雨,夏季炎熱,冬季嚴(yán)寒,晝夜溫差大,無霜期短,春、秋季大風(fēng)頻繁,多風(fēng)沙。多年平均氣溫51℃,多年平均降水量3099mm,多年平均風(fēng)速22m/s。2工程水土流失特點在鐵路工程中,主要是開挖路塹和填筑路堤、架設(shè)橋梁、隧道挖掘、取土(石)料、棄土(石)料等施工活動,導(dǎo)致地表抗侵蝕力降低,引發(fā)和加速水土流失。(1)路基挖、填、整平:由于剝離表土、整平、填筑等活動,形成線性疏松沙土質(zhì)裸露面。但經(jīng)過人工挖、
6、填擾動的土體,土壤的固結(jié)能力已大大降低,結(jié)構(gòu)變得松散,尤其是在高路堤和深路塹段,極易發(fā)生風(fēng)、水復(fù)合侵蝕。在路基兩側(cè)的施工區(qū)域,由于車輛來往頻繁,破壞、占壓地表植被,影響植被生長,降低了水土保持功能。(2)橋涵修筑:橋涵施工時臨時堆放的挖基余土堵塞或壓縮溝道,洪水期容易在橋涵前積水,造成水流集中,下游流速過快對溝坡造成沖刷。溝道除汛期外多處于干涸狀態(tài),沙質(zhì)河床裸露,在施工期間,挖基臨時堆土土質(zhì)疏松,在大風(fēng)季節(jié)易造成風(fēng)力侵蝕。(3)隧道挖掘
7、:施工期間,隧道口兩側(cè)土(巖)層遭到擾動,土(巖)體松動裸露,在風(fēng)力和水力的作用下造成水土流失,同時也可能發(fā)生重力侵蝕。(4)站場基礎(chǔ)開挖、填墊:站場施工進行大量的土方開挖及回填,破壞了原地面植被,在基礎(chǔ)挖方處和臨時堆土處形成松散邊坡,在風(fēng)水侵蝕營力的作用下加劇水土流失。(5)取土(石)料:該鐵路工程設(shè)置取土場多處,取土深度4~7m不等,取土場多為不規(guī)整的坑、穴,坑底較平整。取土挖方使土沙(石、礫)疏松裸露,風(fēng)季易發(fā)生風(fēng)蝕;而坑周邊坡度
8、陡,處于非穩(wěn)定狀態(tài),無植被和其它防護措施,雨季極易發(fā)生水蝕和塌陷等重力侵蝕。(6)棄土(渣、石):本鐵路沿線設(shè)置棄土(渣)場多處。路塹挖方、路基整平與清基棄方、隧道挖掘余方及其它施工多余土(石)方棄于棄土場。棄土高度5—15m。組成物質(zhì)為沙質(zhì)土及超粒徑塊石,邊坡處于非穩(wěn)定狀態(tài),極易形成風(fēng)水復(fù)合侵蝕。3監(jiān)測內(nèi)容依據(jù)《水土保持監(jiān)測技術(shù)規(guī)程》(SL277—2002)及《水土保持生態(tài)環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)管理辦法》(水利部令第12號2000年1月31日)
9、,結(jié)合張集鐵路工程的實際情況,監(jiān)測內(nèi)容包括4個集寧至包頭段增建第二雙線工程水土保持監(jiān)測技術(shù)及方法交流李林虎等143方面:一是影響水土流失的主要因子,包括降雨、地形地貌、地面組成物質(zhì)、植被類型與覆蓋度、水土保持設(shè)施和質(zhì)量等;二是水土流失形式、面積、強度等;三是水土保持工程效果,工程主要包括攔渣工程、護坡工程和土地整治等;四是路基邊坡、取土場及棄渣場等的降雨徑流泥沙。4監(jiān)測點位地面觀測點的布設(shè)按分區(qū)特點、水土流失強度等指標(biāo)布設(shè)。項目監(jiān)測區(qū)域
10、重點主要放在丘陵區(qū)水土流失較嚴(yán)重的地方,重點監(jiān)測路基、隧道出人口、橋梁施工場地、取棄土(碴)場等的水土流失情況,觀測點布設(shè)見表2一表6。針對各防治責(zé)任分區(qū)水土流失特點及施工進度,適當(dāng)增加臨時觀測點。表2主體工程區(qū)監(jiān)測點位行政域地形地貌監(jiān)測點位置監(jiān)測點監(jiān)測點數(shù)侵蝕類型DK545768左傅200m姑家照腱道一號渡槽棄渣場I水蝕、風(fēng)蝕丘陵DK533180左側(cè)500m八蘇術(shù)隧道出口棄渣場頂部1風(fēng)蝕DIC505351左側(cè)500m棄土場坡面I承蝕行
11、政區(qū)域地形地貌監(jiān)測點位置監(jiān)測點監(jiān)測點數(shù)侵蝕類型卓資縣低山區(qū)八蘇木隧道進口施工便道1水蝕土右旗平原區(qū)大黑河6號特大橋施工便道1風(fēng)蝕5主要監(jiān)測方法51調(diào)查監(jiān)測(1)實地調(diào)查法:對與項目區(qū)背景值有關(guān)的指標(biāo),通過查閱主體工程設(shè)計資料,收集氣象、水文、土壤、土地利用等資料,結(jié)合實地調(diào)查分析給各指標(biāo)賦值。(2)實地量測法:對防治責(zé)任范圍、擾動地表面積、損壞水土保持設(shè)施面積采用CPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)的RTK技術(shù),沿占地紅線和擾動邊界跟蹤作業(yè)確定;對排棄量
12、采用全站儀通過現(xiàn)場地形測量并結(jié)合施工資料和監(jiān)理資料確定。(3)樣方調(diào)查法:對植被狀況的監(jiān)測采用樣方法或標(biāo)準(zhǔn)行法,樣方投影面積為:喬灌木林30mx30m或標(biāo)準(zhǔn)行測定法,人工種草2Illx2m,每一樣方重復(fù)3次,查看林木生長情況、成活率。52定位監(jiān)測定點監(jiān)測法:對水土流失強度采用定點觀測的方法。(1)風(fēng)蝕監(jiān)測(包括土壤含水量及土壤容重):對風(fēng)蝕強度采用測釬法測定,同時測定土壤含水量、土壤容重及林草植被覆蓋度等。在選定的每個監(jiān)測點,沿主風(fēng)方向
13、每隔20m布置1個,每組布置5個測釬,共布設(shè)3組15個。每半月量取測釬離地面的高度變化,并計算風(fēng)蝕模數(shù)。風(fēng)蝕觀測場設(shè)置風(fēng)速風(fēng)向自記儀,記錄每天的地面風(fēng)速、大風(fēng)出現(xiàn)的時間、頻次,整理統(tǒng)計監(jiān)測年內(nèi)各級起沙風(fēng)的歷時,同時收集氣象站的平均起沙風(fēng)速、大風(fēng)日數(shù)、頻次等。土壤含水量采用烘干稱重法,土壤容重采用環(huán)刀法,與風(fēng)蝕量觀測同步進行。(2)水蝕監(jiān)測:本項目水蝕多發(fā)生在外排土場邊坡、形成時間較長的坡面、建構(gòu)筑物臨時堆土區(qū)等,分別采取不同方法監(jiān)測。水
14、蝕監(jiān)測采用侵蝕溝法和徑流小區(qū)法監(jiān)測,具體方法如下:①侵蝕溝法:在存在一定時間且發(fā)生侵蝕的坡面上,首先量測坡面的坡度、坡長及侵蝕溝的體積,調(diào)查坡面形成存在的時間,量算侵蝕量。具體是對一定面積內(nèi)(實測樣方面積根據(jù)具體情況確定,一般為100m的坡面)的侵蝕溝數(shù)量及斷面形狀進行統(tǒng)計,每條溝測定溝長和各部位的溝頂寬、底寬、溝深,最終推算其流失量。②徑流小區(qū)觀測法:根據(jù)中華人民共和國水利行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《水土保持監(jiān)測技術(shù)規(guī)程SL227—2002)),徑流小
15、區(qū)因坡長而設(shè),一般寬5r/l(與等高線平行),長20In(水平投影),長度可視坡面情況而定,可適當(dāng)縮短。由于排土臺階高度為15m,坡度較陡,按標(biāo)準(zhǔn)小區(qū)布設(shè)邊坡水平投影長度不夠,因此將小區(qū)長度縮小到10m,寬度不變。小區(qū)上部及兩側(cè)設(shè)置鍍鋅鐵皮擋板,下部設(shè)置集流槽、引水管和集流桶。每次降雨后觀測集流桶中雨水體積計算小區(qū)徑流量,取水樣分析泥沙含量計算小區(qū)泥沙侵蝕量,經(jīng)分析后得出小區(qū)水蝕量。53臨時監(jiān)測臨時監(jiān)測主要采用集沙儀法,在建構(gòu)筑物基礎(chǔ)開
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