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1、融公路建设于自然环境之中的探讨 1引言由于世界人口急剧增加和城市化、工业化的飞速发展，人类赖以生存的生态环境正在不断恶化。首都北京频繁发生风沙灾害，引起了国家和国务院的高度重视，激发了全国人民对我国生态环境建设的热情。因此保护和恢复自然生态环境，促进人类文明的可持续发展越来越受到全世界的重视。进入二十世纪九十年代以来我国基础设施建设，尤其是公路建设蓬勃发展，它在极大推动国民经济发展的同时，也带来了严峻的环境问题，鉴于此，如何把环境保护工作纳入公路设计、施工、养护和管理的全过程，将是一个十分重要而急迫的课题。2中国公路建设现状与发展目标2.1 中国公路建设成绩改革开放二十多年来，我国公路交通事业
2、发生了历史性的转变。目前，公路交通已不再是制约国民经济发展的“瓶颈”，而成为拉动国民经济快速发展的主要力量。我国公路建设发展状况见(图)所示。1980年全国公路总里程为88.33万公里，到1995年为115.7万公里，2000年末已达到140.27万公里，可见，近几年的公路发展速度明显加快。其中高速公路从无到有，2000年底已发展到16.3万公里。根据交通部近期规划的“公路交通发展三阶段战略目标”，到2010年全国公路总里程达到180万公里，其中高速公路达到35万公里，占公路总里程的19%，二级以上的公路达到36万公里，占公路总里程的20%。可见，公路建设事业方兴未艾。为维持公路建设与环境保护
3、的协调和可持续发展，与公路有关的环境问题将越来越受到人们的关注。 (万公里)1401201008060402000 196519601955197519701968198519801978199419901988199719961995200019991998 图1 我国历年公路通车里程统计表2.2 中国公路建设仍然滞后于国民经济的发展改革开放20多年来,经过不断的实践和积累,中国在公路建设投融资方式上逐步走向开放。逐渐形成了“国家投资、地方筹资、社会融资、利用外资”的多元化、多渠道、多层次和多形式的投资新体制。同历史相比，中国公路建设的成绩是显著的。但是就总体而言，中国公路建设不仅与发达国家
4、存在较大差距，即使同国民经济发展的需求相比，也是滞后的。2.3 中国公路发展目标公路交通是综合运输体系中一种重要方式，是国民经济和社会发展的基础设施和基础产业。中国环境与发展国际合作委员会环境与交通工作组组织有关人员对辽宁、江苏、重庆、山东、陕西、内蒙古等个省、自治区、直辖市的公路交通与环境状况进行了调查，经认真分析研究，提出了公路发展的目标。公路发展的目标是：在综合运输网发展规划的指导下公路总量继续保持稳定增长，路网结构逐渐趋于合理，完善运输系统建设，增强综合运输能力，改善地区间公路交通不均衡状况，满足客货运输增长和结构变化的要求。要有效的控制公路施工期和营运期对环境的影响，加强生态保护及土
5、地恢复工作，减轻环境污染，进一步提高重点路段的环境质量，逐步使公路建设与社会经济发展、环境保护相协调。3公路环境污染的类型及特征环境问题在经历了20世纪的环境污染高潮之后，发展到今天，已从区域性环境问题演化成全球性环境问题，当前人类面临的十大问题是：全球气候变暖、臭氧层的损耗与破坏、生物多样性减少、酸雨蔓延、森林锐减、土地荒漠化、大气污染、淡水资源枯竭与污染、海洋污染、危险性废物。综观以上十大全球性环境问题，不难看出，公路交通几乎与所有的环境问题都有关联。公路自建设开始的整个生命周期都将对环境产生强烈的影响（见图2）。时 期主要污染类型主 要 表 现建设期生态破坏动植物栖息地破坏、植被破坏与减
6、少、水土流失大气污染粉尘污染噪音污染施工噪音固体废弃物污染生活垃圾和建筑垃圾营运期生态环境污染铅等重金属的污染大气污染汽车尾气、CO、NO等氮氧化物噪音污染交通噪音水质污染路面径流及危险品运输对水质的影响其它生活服务区废水和垃圾图2 公路生命周期及对应的环境污染问题3.1 建设期环境污染建设期的环境污染与破坏主要表现在：生态环境的破坏、施工机械的污染物排放及生活垃圾，尤其对生态破坏的影响范围广、强度大，主要表现在以下三个方面。3.1.1 对土地资源的影响土地是最基本的资源，是不可替代的生产要素。土地是矿物质的储存所，它能生长草木和粮食，也是野生动物和家畜等的栖息所，是重要的生命支持系统。因此，
7、土地资源的合理利用与保护就成为各种资源保护的中心。一般公路占地约1.32.7hm/km，而高速公路在平丘地区可达8.010.7hm/km以上。公路对土地资源的占用是永久性的，有的甚至是良田。据公路环评调查的中国公路占用耕地的统计，若以省的单位，一般不超过1%，但在农业发达的省份，有的农庄被占用耕地可达20%30%，对土地占用比例较大的局部地区来说，对农业生产和对农民的影响还是比较大的。公路建设对土地资源的影响主要有以下几个方面：（1）公路永久性占地 公路永久性占地数量大，占地会加速本已不多的耕地资源的减少，加剧对剩余耕地的压力。（2）施工期临时用地 施工期临时用地包括施工便道、拌和场、施工营地
8、、预制场等。因施工作业，这些土地的农业功能暂时受到限制。（3）公路开通所具有的城镇化效应，常使公路两边的大片优质农田非农化，这是公路建设对土地资源的间接影响。（4）公路交通污染效应可使公路两侧的农田土壤质量下降，可使农作物污染物含量超标，从而间接的使土地资源减少。3.1.2 改变了生态环境山区公路某些路段在施工时大填大挖，或取弃土处置不当，会改变原有的地形、地貌，造成植被破坏，局部地区引起水土流失，施工过程中有时会干扰地表和地下水流，破坏了生态平衡。发生在拉丁美洲加勒比海岸的一条公路的修建造成红树林枯死，就是公路建设因改变河流水文条件而造成严重生态破坏的事例之一。其原因是在公路规划阶段并不清楚
9、用以维系这片红树林健康生长的海水和淡水的混合比例是多大，当修建公路之后，原有河流的河道发生了局部变化，在公路桥梁下游的河水没有足够的淡水与海水混合，而在公路桥梁的上游，则没有足够的海水与淡水混合，从而导致了这片红树林的枯死。 3.1.3 对珍惜动植物的影响珍惜动植物是生物保护的重点，它对经济、科学、文化等方面具有重要的指导意义。公路的建设，改变部分野生动植物的栖息、繁殖、迁徙场所，将会不同程度的威胁到他们的生存繁殖。3.2 运营期的环境污染公路运营期一切环境污染均源于汽车（包括尾气、噪音、灰尘及运输危险化学品等），它们沿公路形成一定范围的带状污染。3.2.1 土壤中的铅污染公路两侧铅污染主要来
10、源于以含铅汽油为燃料的汽车尾气排放在自然环境中的沉降，并可通过食物链得以富集而对人体、家畜、农业生态及自然生态有严重的、潜在的影响和危害。研究表明铅的积累主要集中在公路两侧50米范围内，其两侧土壤中铅的含量与到公路边缘的距离符合高斯衰减的分布模型。进一步研究表明，车速慢时较车速快时铅积累大，怠速情况下，尾气排放的累积量更高。3.2.2 大气污染大气污染源于汽车的排放，在汽车排放的污染物中，除了碳氢化合物之外，其余均来自汽车的排气，汽车排放的碳氢化合物来源有三方面：一是汽车排放尾气（约占60%），二是曲轴窜气（约占20%），三是燃料系统的蒸发（约占20%）。它们在公路两侧形成的污染强度及范围主要
11、受源强（由流量、车速、工况等因素控制）、气象（风速、风向及大气稳定型类型）和地形条件等多因素的影响而变化，并在200300m的范围内明显的影响环境空气质量。据我国已建成的九条高速公路环境空气质量的监测，CO超标的公路有两条，占22%；NOx超标的公路有四条，占44.4%，TSP超标的公路有三条，占33.3%。而1998年全国民用汽车保有量已达1319.3万辆，并且还以年平均10%左右的增长率增长，各类汽车污染物的排放还将增加。3.2.3 噪音污染正常的环境声音是40dB，一般40dB作为噪音的卫生标准。当声强超过此界限时便会对周围环境产生一定的影响，其危害主要是以下几个方面：损伤智力、干扰睡眠
12、、干扰交谈工作和思考、对人体的影响、对动物的影响，其是公路两侧单位与居民反映敏感的污染问题。交通噪音主要由机械噪音（主要是发动机）和轮胎与路面的摩擦噪音组成，其噪音对敏感点的影响强度主要取决于车辆的辐射特征及敏感点的距离有关。交通噪音也将形成公路两侧200300m范围内的噪音污染带。由于最近几年来，许多交通量大、车速高的汽车专用线陆续投入营运，使交通噪音扰民问题日益突出，全国80%左右的交通干线两侧环境噪音超过了国家规定的标准。据对9条高速公路交通噪音的监测，夜间噪音100%的超标，有的路段甚至超标10dB以上。3.2.4 水污染水是人类赖以生存的物质基础，但是当人类的文明发展到几乎无所不能时
13、，却不能使污染的河水在短期内变清。保护水资源已是关系到人类生存刻不容缓的任务。公路建设对水质的影响包括生活污水、路面径流对河流湖泊水质的污染以及施工阶段的水土流失导致的河流湖泊水质浑浊、悬浮物增高等，特别是水源地路段这种影响会更加敏感4 公路的环境保护措施与对策最大限度地实现公路建设与环境的协调发展,就需要在公路的规划、设计、施工、运营管理过程中注意实施系统的、全方位的环境保护措施，将公路建设所产生的环境影响减少到最小。4.1 选择环境最优的路线方案和路线设计方案4.1.1 路线方案的比较和优化随着系统科学、计算机技术和生物工程技术的发展以及科学间的相互交互和渗透，以信息社会为背景能够的现代景
14、观生态设计是以人类的可持续发展为原则，对整体景观（包括自然的和文化的）的各要素进行主动安排和协调的过程，这就意味着现代公路设计不能把公路当作唯一的设计对象，而应把构成沿线景观整体要素作为设计变量和目标，创造出一个安全、舒适的大众公园和艺术品，实现公路快、达、畅、美的目标，开展公路景观设计，而在施工图设计阶段则以路域植被、噪音污染结构和污水净化处理设计为主，开展路域生态、环境治理设计，最终使系统结构和功能达到整体优化。长期以来，我国将CAD成功用于公路设计，但它在数据采集方法、数字化三维模型的生成，动态全景透视仿真及综合分析功能等方面都存在明显的缺陷。要更好地发挥它在现在空间信息时代的作用，必须
15、解决对遥感信息、地下勘测数据的直接采集，各种专题地图数字化问题，拥有多层管理，综合分析和道路汽车的驾驶仿真功能等，以满足公路设计和环境保护的高质量、高效率和高水平的要求。路线环境方案优选的目的是考虑拟建公路周围环境的敏感性，选择环境影响最小和经济社会效益最优的路线方案，在GIS和RS环境下，既考虑到公路周围环境的敏感性，又可引入影响程度系数，并考虑那些敏感点在沿线的分布和影响趋势分别，理想地完成路线的优选、公路景观设计和方案比较过程。 另外公路环评在公路选线时就能有意识的避让自然保护区、文物保护区、居民住宅区、医院等环境敏感地区，减少公路对野生动植物和人民生活的影响。例如，中国云南楚雄大理高速公路，原设计中有一段路要从国家风景保护区通过，评价人员经过实地调查和勘测，否定了原设计，并重新选定了新的设计方案，这样不仅避开了祥云县清华森林公园、弥渡县东山森林公园、小哨水库、青海湖等环境敏感点，还避让了沿线许多小村镇。4.1.2 路线设计与环境保护选定路线的设计技巧,可有效的减轻公路对某些环境方面的污染,尤其是在路线设计中采取下述方法能有效的减轻环境污
