第二章 道路交通生态环境影响与保护Word下载.docx
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（1）达到生态平衡的生态系统，其有机体个体数目、生物量、生产力均最大。
（2）生态平衡是一种动态平衡，任何内部或外部因素的变化都可能使这种平衡发生变
化。
生态系统具有自动调节能力以保持平衡稳定.系统越成熟、组成种类越多、营养结构
趋复杂，对外界压力、冲击的抵抗能力就越大，受到某些破坏．可以自我恢复。
但是．系统的这种调节能力是有限度的，其界限称阈值，稳定系统的阈值较高。
当外界干扰造成的破坏超过系统的自我恢复能力或阈值时，系统平衡破坏，食物链关系失常，生物个体数变少，生物量下降，生产力衰退，系统的结构与功能失调，系统内物质循环及能量流动中断，最终导致生态系统的瓦解崩溃。
（3）人类对生态系统的影响很大。
人类是生态系统中最积极活跃的因素，人类的活动对
生态平衡影响很大。
一方面，过度开发与环境污染，使生态系统遭到严重破坏。
另一方面，人类可以按照客观规律，用更合理的人工生态系统来替代旧的自然生态系统，建立生产力更高的良性生态平衡。
3.生态环境
生态环境是指影响生态系统发展的环境条件的总体。
环境科学所指的生态环境是人类的
生态环境，它是人类生存的自然环境和社会环境的综合（见图2－2）。
L．自然环境
自然环境是人类赖以生存和发展的所有物质、能量因素和外界条件的综合体。
也就是环绕着人群的空间中可以直接、间接影响人类生产、生活的一切自然形成的物质、能量的总体。
构成自然环境的物质、能量的种类很多，大体可以分为以下六大类：
（1）地质因素。
包括地质构造分区、地层、构造、岩石类型及其力学特征与抗风化性能，环境地质问题，地质灾害与地震烈度等。
（2）地貌因素。
包括地貌类型，地表起伏，破碎程度，剥蚀、侵蚀、堆积特征等。
（3）气候因素。
包括气候类型、气温、降水、风力、风向、灾害天气等。
（4）水文因素。
包括河流、湖泊、沼泽等地表水体的主要特征，地下水特征，海滨地带的海洋影响等。
（5）生物因素。
包括植被类型、野生动植物及其生态系统等。
（6）土壤因素。
包括土壤类型、荒漠化与水土流失等。
2．社会环境
社会环境是指在自然环境的基础上，人类通过长期有意识的社会劳动，加工和改造了的自然物质，创造的物质生产体系，积累的物质文化等所形成的环境体系。
所以，社会环境是人类生存及活动范围内的社会物质、精神条件的总和。
广义讲，包括整个社会经济文化体系，如生产力、生产关系、社会制度、社会意识和社会文化。
狭义讲，指人类生活的直接环境，如家庭、劳动组织、学习条件和其他集体性社团等。
区域社会环境，一般包括社区基本特征、经济因素与社会文化因素。
自然资源是人类在一定的发展状况下，能被人类所利用的，存在于自然环境中的部分自然物质和自然能量，如阳光、空气、矿物、土壤、水与水能、野生动植物、森林、草场等，它们是人类赖以生存和发展的物质与能量基础。
3.自然资源的类型
自然资源有多种分类方法，目前较常用的且与环境保护关系密切的是根据资源的再生性等特征的分类，见图2－3。
4.自然资源的主要特征
自然资源具有整体性、有限性、地域性、变动性与稳定性、层次性、多用性、国际性等特点。
随着科学技术的进步与社会经济的发展，自然环境中更多的物质和能量，都将成为可被人类利用的自然资源。
因而自然资源的类型、数量都将随着社会发展而不断增加。
对自然资源的开发利用必须坚持科学规划、合理开发、有效保护、永续利用的原则。
资源开发不当或过度开发，对资源及环境的影响是多方面的。
以森林资源为例，大面积森林破坏造成的恶果有：
（1）森林资源减少以至枯竭。
（2）多种林下植物大量减少或消失。
（3）多种林内动物大量减少或消失。
（4）水土流失加重，洪水、泥石流、滑坡等灾害增多。
（5）森林防风沙及保护环境功能减弱或消失。
（6）森林景观消失。
（7）释氧量减少，森林保健功能减弱或消失。
（8）小气候变劣等。
二、道路交通对生态环境的影响
道路建设与营运过程中，对沿线一定范围内的生态环境会产生不同程度的影响。
（1）路基开挖或堆填，会改变局部地貌。
在地质构造脆弱地带易引起崩塌、滑坡等地质灾害，在石灰岩地区易引起岩溶塌陷，在高寒山区易引起雪崩等灾害。
（2）开挖路基有时会影响河流的稳定性。
例如大量弃土倾入河谷、河道，使河床变窄，易引发山洪、泥石流等灾害。
（3）道路建设占用大量土地，尤其是高速公路工程量大，施工期长，其施工场地、运输便道、生活设施等用地面积更大，因而对生物多样性影响明显。
路面对植被的长期破坏，路基两侧对植被也造成一定影响，在生态系统脆弱地区，植被破坏会加剧荒漠化或水土流失。
对森林、草地的破坏，会影响野生动物的正常活动。
另外，道路建设有时还会对自然保护区、风景名胜区、森林公园等产生不利影响。
（4）对城镇、乡村、农田及各种建筑设施产生一定影响。
有时还会对历史文物产生不利影响。
（5）河沿线环境带来一定程度的污染。
如引起大气污染、水污染、土壤污染、植物污染及噪声影响沿线居民的正常生活。
通常，山区道路建设难度大．对自然环境的影响远比平原地区大。
而平原地区道路建设对人工生态系统影响明显。
选线不当及施工中引起局部自然生态失调，会对沿线生态环境产生不良影响。
道路建成营运后，沿线经济带开发引起人类活动的增加，也将成为局部地区生态环境失调的新的诱发因素。
第二节道路交通与地质灾害的防治
崩塌、滑坡、泥石流等是山区道路建设与营运中易发生的地质灾害，往往会造成严重的生态破坏与居民生命财产的巨大损失。
这些地质灾害的产生，不仅与自然条件有关，而且与人为因素有关。
因而，在丘陵山区、黄土高原、岩溶高原等地表起伏较大地区修建道路时，应采取多种措施，避免或减少地质灾害对道路交通的影响以及对沿线生态环境的破坏。
一．崩塌及其防治
1崩塌的危害与主要类型
在比较陡峻的斜坡上，大块岩体或碎屑在重力作用下突然落下，并在坡脚形成倒石堆（又称岩屑堆）的现象称为崩塌。
倒石堆是一种倾卸式的急剧堆积，一般是松散、杂乱、多孔隙、大小混杂而无层理。
崩塌的运动速度很快，崩塌的体积可由小于1m3到数亿m3。
大规模的崩塌能摧毁铁路、公路、隧道、桥梁，破坏工厂、矿山、城镇、村庄和农田，甚至危及人民的生命安全，造成巨大灾害。
它在工程建设上被视为“山区病害”之一。
崩塌有下列主要类型：
（1）落石。
指悬崖陡坡上块石崩落。
一般规模不大，可分为散落、坠落翻落三种形式。
（2）山崩。
指发生在山区规模巨大的崩塌。
例如，由于地震影响，陕西秦岭中的翠华山曾发生山崩，产生的巨大角砾（粒径可超过50m）遍布山坡，形成“砾海”。
巨大的崩积体（倒石堆）堵塞山谷，积水成湖，形成景色优美的翠华山天池。
（3）坍岸。
指发生在河岸、湖岸、海岸的崩塌。
（4）坍陷。
指由地下溶洞、潜蚀穴或采空区所引起的崩塌。
2崩塌易发地段的评价
（1）地貌条件
地貌是引起崩塌的基本因素。
一定的坡度和高差是崩塌发生的基本条件。
据调查由坚硬岩石组成的斜坡，坡度大于50º
或60º
，高差大于50m时，才可能发生崩塌。
由松散物质组成的坡地，当坡度超过它的休止角时可能出现崩塌，一般坡度大于45º
，高差大于25m可能出现小型崩塌，高差大于45m可能出现大型崩塌。
黄土地区，坡度在50º
以上，才可能发生崩塌。
高山峡谷、悬崖陡岸多数是崩塌易发地段。
（2）地质条件
岩性与地质构造也是崩塌发生的重要条件。
结构致密又无裂隙的完整基岩，即使在坡度很陡的情况下也不发生崩塌。
反之结构疏松、破碎的岩石易发生崩塌。
当坚硬岩层与松软岩层成互层出现时，由于差异凤化，使坚硬岩层突出，临空面增大，易引起崩塌。
大量节理或断层存在，会加速岩石的风化解体过程，是崩塌发生的重要条件。
（3）气候条件
强烈的物理风化是崩塌发生的基础性条件。
由于干旱、半干旱地区温差大而寒冷，山区冻融过程强烈，因此在这些地区岩石风化强烈，悬崖陡坡最易出现崩塌。
暴雨、连日阴雨及冰雪融化等往往是崩塌的触发因素，岩体和土体中水分的大量渗入，大大增加了负荷，同时还影响岩体内部结构，导致崩塌发生。
另外，暴雨、连日阴雨还易引起洪水，导致大范围坍岸，造成严重灾害。
（4）人为因素
道路建设或改造中，因过分开挖山体边坡，或在坡脚大量采石取土，使坡脚支持力减弱而引起崩塌。
另外，在岩体较破碎地带，大爆破也会引起崩塌。
在道路设计、建设与营运过程中，要根据上述条件，综合分析，确定崩塌易发地段和时段，采取相应的防治措施，以保证施工与营运安全，保护生态环境。
3．崩塌的防治
在山区修建道路，对崩塌易发地段，应定期监测，判断崩塌发生的可能性、强度、规模，并采取适当的防治措施，如清除危石、改造坡面等。
对规模大、破坏力强、仍在发展中的大型崩塌，一般应以改线避绕为主。
对规模不大的崩塌，可根据不同情况，采取建拦石坝、防护河堤、支撑体、砌石护坡、绿化坡面或清除岩屑堆等措施。
道路施工，应尽可能避免因人工开挖或爆破引起崩塌。
二．滑坡及其防治
1．滑坡及其危害
滑坡是山区道路建设中经常遇到的一种地质灾害。
坡面上大量土体、岩体或其他碎屑堆积。
在重力和水的作用下，沿一定的滑动面整体下滑的现象称为滑坡。
滑坡一般由三大部分组成，即滑坡壁、滑动面和滑坡体。
滑坡的规模不一，其危害程度也不一，大型滑坡的危害是相当严重的。
如1955年8月18日，陇海铁路宝鸡附近发生的卧龙寺大滑坡，把铁路向南推出110m。
该滑坡南北长645m，滑坡体最大厚度88.6m，滑坡体体积约2000万m3，滑动面积33万m3，迫使陇海铁路在这里改线。
又如1983年3月7日，在甘肃省东乡县洒勒山南坡，在第四纪黄土与下伏第三纪红土层中发生的大型滑坡，南北长1600m，东西宽约800m，滑坡体达5000多万m3，滑坡影响面积为150万m3。
滑坡快速滑动仅两分钟，滑动距离达800～1000m，最大速度为46．1m／s，因而破坏性极大。
该滑坡使公路毁坏，河道堵塞，水库淤积，附近4个生产队的71户被掩埋，220人死亡，200多公顷农田被毁。
2．滑坡易发地段的评价
（1）地质条件
滑坡主要出现在松散沉积层。
松散沉积物，尤其是粘土及黄土浸水后，粘聚力骤降，大大增加其可滑性。
基岩区的滑坡常和页岩、粘土岩、泥灰岩、板岩、千枚岩、片岩等软弱岩层有关。
当组成斜坡的岩石性质不一，特别是上覆松散堆积层，下伏坚硬岩石时，易产生滑坡。
（2）地貌条件
高陡的山坡或陡崖，使斜坡上部的软弱面形成临空状态，上部土体或岩体处于不稳定状态，容易产生滑坡。
据观测．基岩沿软弱结构面滑动时，要求坡度为30°
～40°
；
松散堆积层沿层面滑动时，要求坡度在20°
以上。
此外，河水侵蚀强烈的凹岸陡坎是滑坡易发地段。
在黄土地区的河谷两岸，往往会出现巨大的滑坡带。
（3）降水和地下水条件
降水和冰雪融水往往是滑坡的触发条件。
大多数滑坡发生在降雨时期，一般是大雨大滑，
小雨小滑，无雨不滑。
地下水也是促使滑坡发生的重要原因，绝大多数滑坡都是沿饱含地下水的岩体软弱面产生的。
（4）地震
地震是滑坡重要的触发条件。
（5）人为因素
人为因素对滑坡的影响主要表现在四个方面：
①开挖坡脚，破坏了自然斜坡的稳定状态；
②在坡顶上堆积弃土、盖房，加大了坡顶荷载；
③不适当的大爆破施工；
④排水不当等。
滑坡的发生和发展一般可以分为蠕动变形阶段、剧烈滑动阶段、渐趋稳定阶段。
蠕动变形阶段，长的可达数年，短的仅几天。
一般滑坡规模越大，这个阶段越长。
较准确的判断蠕动变形是防治滑坡，减轻灾害的关键。
3．滑坡的防治
山区道路在选线时，应尽可能避开大型滑坡易发地带。
在道路建设与营运中，应对滑坡易发地段进行监测。
对开始蠕动变形地段要及时采取防治措施，同时要尽量减少人为因素的影响。
滑坡的防治主要有排、挡、减、固等措施。
（1）排。
是排除地表水和疏干地下水，增加抗滑力。
（2）挡。
是修建挡土墙，挡住土体下滑。
（3）减。
是在滑坡上方取土减荷，减小下滑力。
（4）固。
是在滑坡体内打抗滑桩或烘烧滑动面土体使之胶结，加大抗剪强度。
考虑滑坡防治措施时，必须针对引起滑坡的原因及类型，抓住主要矛盾加以综合治理。
三、泥石流及其防治
1.泥石流的危害与类型
泥石流是一种含有大量泥沙、石块等固体物质，突然爆发，历时短暂，来势凶猛，具有强大破坏力的洪流。
泥石流爆发时，山谷雷鸣，地面振动，几十万甚至几百万立方米的沙石混杂着水体，依仗陡峻的山势，沿着峡谷深涧，前推后拥，猛冲下来。
它掩埋村庄，摧毁城镇，破坏交通和一切建筑物，往往造成巨大的灾害。
泥石流之所以危害巨大，主要是它的剥蚀、搬运和沉积作用极为强烈，对地表改变很大。
泥石流可以搬运大量的粗碎屑和巨砾，并以高速运动，带着强大的能量，对沟道产生强烈的下切和侧蚀。
泥石流冲出峡谷后，在较开阔地面沉积下来，形成巨大的锥形或扇形堆积体。
泥石流主要有两类：
粘性泥石流，指固体物质总量占40％以上的泥石流；
稀性泥石流，指固体物质总量占40％以下的泥石流。
2.泥石流易发地区的评价
泥石流的发生取决于三个条件：
一是要有丰富的固体碎屑；
二是要有大量水体，水既是泥石流的组成部分，又是重要的动力条件；
三是要有适宜的地貌条件。
所以，典型的泥石流流域可分为三个区：
①上游形成区，这是一个三面环山，一面出口的盆地，这里是组成泥石流固体碎屑和水源的主要汇集区；
②中游流通区，它是泥石流外泄的通道，地形上为比降较大的深切沟谷；
③下游堆积区，是泥石流物质的停积地区。
总之，构造变动复杂或新构造运动强烈，而且岩性脆弱的地区，一般是泥石流的易发区。
形成泥石流的水源主要来自暴雨或冰雪融水。
暴雨中心往往是泥石流的分布区，暴雨量越大，泥石流规模也越大。
另外，人为因素对泥石流的影响不可低估，如采矿废碴和修路废弃土石方不合理大量堆积，森林植被严重破坏，工程建筑物不合理布局等，都有可能为泥石流的发生提供条件。
山区道路选线应尽量避开大型泥石流多发区。
施工时，应尽量减少对森林植被的破坏，同时要注意对废弃土石方的处理，不能为泥石流的产生提供物质条件。
3.泥石流的防治
泥石流的防治是一项综合性生态工程，对泥石流的三个区，要采取针对性的措施。
（1）上游形成区。
植树造林，保护草地，修建排水系统，减少或断绝泥石流的固体物质原。
（2）中游流通区。
在主沟内修建各种拦石坝，拦蓄泥沙石块，削减泥石流的流速和规模，防止泥石流的侧蚀和下切。
（3）下游堆积区。
修建排洪道和导流堤，保护道路、桥梁、涵洞和其它建筑物。
第三节道路交通与水土保持
一、土坡侵蚀的因五与规律
（一）土壤侵蚀及其危害
1．土壤侵蚀类型
一般认为，土壤侵蚀是地球陆面上的土壤、成土母质和岩屑，受水力、风力、冻融、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。
目前，世界上多采用土壤侵蚀（Soilerosion）这一术语。
根据侵蚀营力，可将土壤侵蚀分为水力侵蚀（水蚀）、风力侵蚀（风蚀）、重力侵蚀和泥石流等类型。
按照侵蚀方式，水力侵蚀又可分为：
①面蚀，包括溅蚀、片蚀、细沟状面蚀等；
②沟蚀，是最重要的侵蚀方式，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）；
③潜蚀，英文词条名：
undergrounderosion在土体内部发生的管涌现象。
2．土壤侵蚀的危害
（1）破坏土地资源
一方面，土壤侵蚀可使土壤中的有机物质和无机养分大量流失，导致土壤肥力降低，质量变差，土地生产力下降。
另一方面，土壤侵蚀使大量耕地遭到蚕食，可利用土地面积减少。
据水利部门统计，40多年来，全国因水土流失平均每年损失耕地约6．7万公顷。
长江上游部分山区因水土流失导致土地“石化”，其后果相当严重。
2）淤积水库河道、加剧洪水灾害
土壤侵蚀所产生的大量泥沙淤积水库、渠道、河流，是破坏水利设施，加剧洪水灾害的根源之一。
黄土高原是世界上水土流失最严重的地区之一。
黄河是世界上泥沙含量最高的河流之一。
水土流失不仅使黄土高原地区的生态环境遭到严重破坏，而且对黄河下游地区构成巨大威胁。
目前，黄河下游河床因泥沙淤积每年升高10－20cm，下游大堤不得不逐年加高，已处于“越险越加高，越加高越险”的恶性循环处境，决堤的威胁有逐年加重的趋势。
黄河之所以难治，关键在泥沙，“泥沙不治，河无宁日”。
泥沙的长期淤积，已使洞庭湖基本丧失了调节长江水量的功能，导致长江中下游地区洪水灾害加重。
3）生态环境恶化
由于人类不合理的经济活动加剧了土壤侵蚀，出现了“越垦越穷，越穷越垦”的恶性循环。
水土流失严重地区，生态环境恶化，自然灾害增多，直接影响着区域社会经济的发展。
目前，全国多数贫困地区位于水土流失和荒漠化严重地区。
（二）影响土壤侵蚀的因素
土壤侵蚀是多种因素综合作用的产物。
影响土壤侵蚀的因素可分为自然因素和人为因素两大类。
1．自然因素
自然因素主要包括地质。
地貌、气候、植被等。
l）地质
一般情况下，新构造运动活跃，地表物质较疏松的地区，水蚀、风蚀、重力侵蚀等均较强烈。
例如黄土高原地区，地表广覆厚层黄土。
由于黄土是一种未被充分胶结的粘土粉砂岩，其结构疏松，垂直节理发育，因此，极易遭受侵蚀。
2）地貌
它是土壤侵蚀产生的空间条件，其中坡度和坡长对土壤侵蚀的影响最大。
有关研究表明，在黄土地区，坡度在0°
～25°
（或28°
）之间，土壤侵蚀量随坡度变大而增大；
当坡度超过25°
）时，土壤侵蚀量反而减小。
坡长对土壤侵蚀的影响比较复杂，在一些条件下，土壤侵蚀量随坡长的增加而增加。
3）气候
气候条件是土壤侵蚀的主要外动力条件。
降雨，特别是暴雨对土壤侵蚀影响很大。
一些地区，一年或几年中，少数几次暴雨所产生的侵蚀量，往往占总侵蚀量的主要部分。
另外，暴雨还是崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害的触发因素。
风蚀主要发生在多风季节，是导致沙质荒漠化的主要原因之一。
4）植被
植被有保护地面免受雨滴直接打击，削减地表径流，减缓流速，提高土壤抗蚀力和改良生态环境等综合作用。
所以，植被永远是防治水土流失的积极因素。
植被覆盖率越大，保持水土的功能就越显著。
在黄土高原地区，灌丛的防蚀效果最好，草地次之，再次之是林地。
土壤侵蚀往往从地表植被破坏开始。
2人为因素
人类活动对土壤侵蚀的影响具有两重性。
一方面，人类不合理地利用土地资源，特别是掠夺式利用土地资源，超过了其承载能力，破坏了自然生态平衡，使侵蚀过程由自然侵蚀逐渐成为强烈的加速侵蚀。
另一方面，人类合理利用和保护土地资源，使土壤侵蚀速度减慢，即通过人为努力防治土壤侵蚀。
近几十年来，加速侵蚀日益强烈的主要原因是：
1）陡坡耕种面积扩大。
这在短期内很难大幅减少。
2）林地面积减小。
3）过度放牧与滥伐。
4）工矿、交通、水利和基本农用建设等工程，不注重水土保持措施。
（三）土壤侵蚀的规律
1土壤侵蚀按类型区划
我国土壤侵蚀面积大，各地自然条件和人为活动不同，土填侵蚀的特点不同，可将全国分为不同的土填侵蚀类型区。
通常分为三个一级区，即水力侵蚀为主的类型区、风力侵蚀为主的类型区和成融侵蚀为主的类型区。
该划分大致和中国综合自然区域中的三大自然区，东部季风区、西北干旱区和青藏高原区相对应。
l）水力侵蚀为主的类型区
该区大体位于我国大兴安岭一阴山一贺兰山一青藏高原东线一线以东。
可进一步划分为六个二级类型区：
（1）黄土高原区。
（2）东北低山丘陵区。
（3）北方山地丘陵区。
（4）南方山地丘陵区。
（5）四川盆地及周围的山地丘陵区。
（6）云贵高原区。
2）风力侵蚀为主的类型区
该区包括新疆、青海、甘肃、宁夏、内蒙古、陕西等省区的部分地区，是我国沙质荒漠、砾质荒漠、石质荒漠的主要分布区。
3）冻融侵蚀为主的类型区
该区包括青藏高原及其他一些高山地区，尤其是现代冰川活动区。
2土壤侵蚀的分带性
同一地区，不同的地貌都位，其土壤侵蚀方式往往不同。
较平缓的高原面、山梁及缓坡多以水力侵蚀为主，面蚀、浅沟侵蚀较普遍，一般侵蚀较轻微。
较陡的山坡不仅水力侵蚀活跃，而且重力侵蚀强烈。
这里是沟蚀、重力侵蚀、潜蚀等的综合作用区，土壤侵蚀最强烈。
3土壤侵蚀强度的分级
目前我国土壤侵蚀强度的分级，采用水利部门1984年颁发的土壤侵蚀强度分级指标。
计算出水土流失区不同路段的土壤侵蚀量后，可对土壤侵蚀强度进行分级，并研究相应的防治措施。
二、道路交通与土壤侵蚀
（一）道路建设与土壤侵蚀
道路施工过程中的路基施工区，采石、取土及弃土堆放区是最易产生土壤侵蚀的地段，道路施工主要从四个方面影响土壤侵蚀。
（1）改造局部地貌，为土壤侵蚀提供了有利的地貌条件。
特别是边坡改造，会加剧水土流失。
还有可能引起崩塌、滑坡等。
（2）废碴、弃土处理不当会加剧水土流失，有时还会为泥石流的产生提供固体碎屑。
（3）破坏植被加剧土壤侵蚀。
在干旱、半干旱等以风力侵蚀为主的地区
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