多年冻土区公路建设的环境影响特征及关键技术

（1） 公路建设对环境污染的影响分析

1） 对声环境的影响分析

公路建设的噪声主要来自车辆、机械及爆破。公路主体路基上由于车流量、车速等原因可以造成横向300 m范围的噪声污染带。噪声水平及影响范围随施工阶段不同而存在差异。但施工期噪声影响随着施工的结束而消失，且属无残留污染，因此其影响是暂时的。

2） 对水环境的影响分析

公路的建设会导致所在地区水文条件发生变化，地上、地下水流与数量也会发生变化，进而影响路域范围内甚至较远地区，并会产生水污染和地下水位的变化。主要包括四点：改变地表径流、改变地下径流、影响水质及影响湿地。

在公路的三种形式中，路基对水流的影响是最大的，对洪水的有效排泄、高水位水流的侵蚀和水体自然流动三种过程造成影响，同时还可能把地表浅层水流分割成为独立的水体。在缺少路基涵洞的情况下，公路路基像一堵挡水墙，造成公路一侧积水，导致水流被迫沿着路域边沟流动增加边沟的水量，或者致使水体沿公路表面流动造成路面积水。

当采用混凝土挡土墙、浆砌石挡土墙和水泥混凝土抗滑桩等边坡加固措施时，由于材料的渗透性一般低于边坡岩土的渗透性，会阻碍边坡地下水的渗出，减弱地下水与地表水的联系。公路的修建会干扰水流的本来形式，一方面是切断原本的路径导致公路一侧积水，另一方面则迫使水流以公路为导管沿公路的走向流动。

3） 对大气环境的影响分析

公路建设对大气的污染主要是施工扬尘以及施工机械和运输车辆排放的尾气。施工扬尘污染主要来自以下几个方面：路基开挖、土地平整及路基填筑等施工过程，会造成粉尘、扬尘、沥青烟和总悬浮物（TPS）等大气污染。在风的作用下到处飞扬，影响到附近的植物生长，同时如果落入周围的水中，会影响到水质，影响水生生物；水泥、砂石、混凝土等建筑材料如运输、装卸、仓库储存方式不当，可能造成泄漏，产生扬尘和大气污染；灰土拌和、混凝土拌和加工会产生扬尘和粉尘；施工所需散体建筑材料数量较大，施工将增加车流量，加之建筑砂石、土、水泥等泄漏会增加路面起尘量。

4） 固体废物影响分析

公路建设如果对固体废物不加以处置和利用，就必须放在一个地方堆存，这就必须占用一定数量的土地，由于堆存的数量越大，占用的土地就会越多。由于堆存了大量的固体废物，土地失去了原有的功能。同时固体废物的随意堆放和丢弃还将会影响自然景观和环境卫生，对人们的健康构成潜在威胁。由于固体废物长期在露天堆放，经过风化、雨雪溶淋、地表径流的侵蚀等，其中的一部分有害物质会随着渗滤液渗入地下，使周围土壤和地下水受到污染。若是有毒有害固体废物，还会影响当地微生物和动植物的正常繁衍和生长，对当地的生态平衡构成威胁。固体废物可随天然降水和地表径流进入河流湖泊，或随风飘迁落入水体，从而将有毒有害物质带入水体，杀死水中生物，污染人类饮用水水源，危害人体健康。同时固体废物的随意丢弃还可能造成河道淤积、堵塞。若固体废物直接排入水体，造成的水体污染将更严重。堆放的固体废物中含有大量的粉尘等其他细小颗粒物，这些粉尘和细小颗粒物不仅含有对人体有害的成分，而且固体废物中还含有大量致病菌。在风的作用下，固体废物中的有害物质和致病菌就会四处飞扬，污染空气，进而危害人的健康。

（2） 公路建设对生态环境的影响分析

多年冻土地区尤其是青藏高原，由于特殊的自然地域单元、地理位置、地质结构、气候特征决定了其具有独特的生态价值。首先，高原冻土是重要的生物资源宝库，动植物种类繁多，生物多样性丰富，具有极大的经济、研究和医药价值；其次，高原多年冻土区是一个巨大的固体水库，是五大水系的发源地，在陆地水文循环过程中起着特殊的作用，对区域气候乃至全球大气循环过程有着重大影响；第三，多年冻土地区气候寒冷，生长期短，生物量低，生态环境非常脆弱，一旦遭到破坏，很难恢复。公路建设对生态环境的影响主要有以下几点。

1） 占用土地，破坏植被

多年冻土区植被环境是极其脆弱的寒区生态环境，易受外界因素干扰，一旦遭受严重破坏，长期不能恢复，同时对其他生态环境产生较大影响。如青藏公路建设，大量开挖引起地表植被破坏，30年尚未完全恢复，仅有部分地段开始生长少量植被，同时改变了地表下垫面条件，引起地表沙漠化现象增加；同时在施工过程中，修筑的大型临时设施、临时房屋、开凿隧道、取土填筑路堤、机械碾压和填压、施工人员践踏等都会使地表植被遭到破坏，引起当地土地沙化，同时也会间接影响食草动物群落的稳定。

公路建设活动破坏了一些地区的原生生境，破坏生物栖息生境，降低生物多样性。如作为物种源的大型植被破碎为一些小型的残遗斑块，影响作为跳板的林地斑块的功能发挥，造成生物迁徙受到阻隔。乡土植物群落一旦受到破坏，植被急剧发生向下的演替过程。这些都直接影响了内部物种的数量和质量，造成野生物种如鸟类栖息数量和种类的减少，生物多样性降低。

2） 对冻土的影响(www.xing528.com)

多年冻土热稳定性差，对外界温度变化十分敏感，尤其是在高温、高含冰量多年冻土地段，微弱的工程热扰动就可能会引起冻土发生极大变化。工程建设活动和环境植被的破坏将改变多年冻土的热量平衡状态，其最直接的效应就是季节融化深度加深和次年回冻深度减薄，致使多年冻土上限逐渐下降，导致路基不均匀下沉，破坏其上的建筑物。

另外，为冻土区公路工程施工及防治季节性冻土、沼泽路面翻浆等地质灾害而采取的工程措施也将破坏原有的地表结构，改变天然状态下的水分循环过程，甚至使冻土类型、冻结层深度等发生变化。原有的地表结构破坏使天然状态下水分循环发生改变，可能使冻土层破坏，最终导致区内草场退化、土地沙化、水土流失严重、生态环境变劣，形成生态环境的恶性循环。

3） 对湿地的破坏

青藏地区多湖泊河流，由河流冲积形成的河谷带状冲积平原和山前冰水—冲洪积扇平原地形较多，在这些山间平原上多发育有河流湿地。公路建设不合理可能会改变地表径流方向，造成湿地来水量减少，导致湿地萎缩；公路路基将会侵占部分湿地植被，破坏沿线土壤结构和公路两侧水力联系。

（3） 公路建设对水土保持影响分析

水土流失是在陆地表面由外营力引起的水土资源和土地生产力的损失和破坏。它是在地球表面的重力场中发生的，在太阳能的作用下水、风（空气的流动）和温度都能造成水土流失。

公路建设会破坏地表的土壤结构和地表植被，形成各种重塑坡面，形成各种潜在的水土流失，高速公路建设引起的水土流失主要由人为活动造成。公路工程产生的水土流失是由于人类在公路建设过程中大量砍伐地表植被、大面积开挖土石方使公路沿线生态环境遭到破坏而带来的后果，水土流失危害集中在公路沿线，主要包括路基开挖裸露面、取土场、采石场、弃渣场等区域。一般公路建设引起水土流失绝大部分由取土弃土弃渣和路基及边坡引起，其中以取土弃土弃渣引起的流失量为最大，其次为路基及边坡，弃土弃渣造成的水土流失量一般占工程总流失量的50%以上，甚至占到施工过程中总流失量的85%以上，因此取土弃土弃渣的水土保持是公路建设设计规划的一项重要内容。公路工程的特点就是线路较长，它所产生的水土流失主要集中在一条线上，凡是公路经过的区域都会带来水土流失。

冻土区产生的水土流失一是形成人工斜坡的坡面侵蚀，以水力侵蚀为主；二是施工不当扰动地表植被和土壤，使土壤抗侵蚀性降低加剧高原上的风力侵蚀；三是设计不合理或施工方法不当，影响地表热交换，引发热融滑塌、热熔沉陷等冻融侵蚀。这些因素产生的水土流失若不加以控制，自然环境敏感脆弱又原始独特，一旦遭到破坏，恢复是极其困难的。因此，公路建设中搞好生态环境保护和水土流失防治是十分重要和关键的。

（4） 公路建设对野生动物影响分析

青藏高原是世界山地生物物种一个重要的起源和分化中心，高原内部属古北界区系，东南部属东洋界区系。动物则为高地森林草原—草甸草原—寒漠动物类群。青藏公路、铁路通过的区域主要是草甸草原—寒漠动物类群。动物中的藏羚是高原上唯一的特化属，牦牛则是第四纪冰期中冰缘环境下发展起来的种类。青藏铁路通过的地区为世界上自然条件最严酷的地区之一。在这里生存的物种多是在长期适应这种生态环境下的特有种和少数高山种类，如野牦牛浓而长的体毛和藏羚柔而密的绒，造就了其抵御严寒的本领。藏羚粗大而上翘的鼻孔增大空气吸入量，适应了严重缺氧的环境，毛色与环境的一致能躲避敌害。这里的动物以种类少、特有种多、种群数量大为主要特点。严酷的自然条件使这里成为世界上生态最脆弱的地区，在这里从事大型施工或增加其他人工设施都如同在平衡的杠杆的一端增加砝码或改变支点，它们均会在基本平衡的生存竞争中打破均衡，造成不可逆转的局面。

（5） 公路建设对社会环境影响分析

公路建设对环境的影响由人类活动、工程活动引起，贯穿于施工期及运营期。施工期以工程活动影响为主，运营期以人类活动影响为主。由于青藏高原海拔高、空气稀薄，气候寒冷、干燥，动植物种类少、生长期短、生物量低、食物链简单，生态系统中物质循环和能量的转换过程缓慢，致使本区生态环境十分脆弱。长期低温和短促的生长季节使寒冷地区的植被一旦被破坏，恢复十分缓慢，而且会加速冻土融化，引起土壤沙化和水土流失。因此公路建设对环境的影响归根结底还是对土壤环境的影响及由此引发的其他问题。

公路建设对土壤环境的影响是由于施工开挖使土墩裸露，以及项目建成后，地表植被化改变了地面径流条件造成的。

公路施工期引起土壤环境变化的主要因素有：山体开挖造成地表裸露，填筑路堤增加裸面，取、弃土场产生裸面，施工过程中损坏原有地表植被及水保条件，干扰不良地质增加其不稳定性。其中引起地表植被破坏的工程环节有施工便道、施工机械碾压及施工人员践踏等。

公路营运期引起的土壤环境变化主要表现在营运初期，当路基边坡和取、弃土场的裸露面及破坏了地表植被的施工临时用地等，在生态还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环境影响。但相比施工阶段，其程度要轻得多。但运营期人类活动的影响会产生新的环境问题，例如污水排放、车辆尾气排放、垃圾废弃及交通行人的影响等。