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多年冻土区公路建设环境保护技术参数

时间:2023-11-16 理论教育 版权反馈
【摘要】:应充分结合保护地地形、野生动物的分布、迁移扩散路线、公路致死数据等相关资料,选择合理的通道位置。④ 动物伤亡或肇事情况为一级、二级的地段。目前关于动物通道设置的间距并没有明确的规定,也没有具体计算公式。但具体设计时,要考虑到目标物种或类群的分布与行为特性。路上式通道主要是为了大型哺乳动物的通过而设计的,多数宽30~50 m,但也有200 m或更宽的。

多年冻土区公路建设环境保护技术参数

在野生动物通道设计时,应尽可能科学地考虑通道建设的位置、数量、类型、尺寸、表面设计、地面基质、周围环境、配套设施以及后期监测等相关方面的内容。

(1) 通道位置

通道的位置关系着其能否被动物有效利用。应充分结合保护地地形、野生动物的分布、迁移扩散路线、公路致死数据等相关资料,选择合理的通道位置。然而有研究显示,基于道路致死数据选择的通道位置并不是最佳选择,这是由于保护地可能会存在数据缺乏的情况,可以通过基于专家经验的栖息地模型、快速评估、走访调查等方法,综合分析确定可能的合适位置。

根据沿线动物活动路线、生境适宜性、食物丰富程度及动物伤亡情况,应在满足下列条件之一的地段设置动物通道:

① 处于动物一级、二级活动路线的地段。

② 生境适宜性等级为一级、二级的地段。

③ 食物丰富程度为一级的地段。

④ 动物伤亡或肇事情况为一级、二级的地段。

动物通道以远离取土场、砂石料厂、施工营地和场地为佳,一般要求通道位置应选在离场地3~5 km以外区域。

(2) 通道数量

通道数量应根据目标物种的数量和迁移能力,以及建筑物的隔断性等因素确定。在经济社会条件允许的状况下,应尽可能在符合设置动物通道条件的地段都建设通道。如果已有桥涵处于应设置动物通道的地段,且目标物种利用率较高,应予以利用。

可综合考虑保护动物的类型、数量与迁移能力,以及保护地的经济状况、人类活动、公路沿线地形特征等因素,确定不同路段的通道设置间距。目前关于动物通道设置的间距并没有明确的规定,也没有具体计算公式。根据现有资料,高速公路上动物通道设置的间距从1.5 km到6.0 km不等。但具体设计时,要考虑到目标物种或类群的分布与行为特性。

(3) 通道形式

通道类型的选择主要受到野生动物栖息地质量、地形因素及建设成本的限制,包括上跨式和下钻式两种通道类型。上跨式通道多设于地形较为平缓或U形地段,主要适合喜开阔环境的大型有蹄类动物、食肉动物、树栖或半树栖动物通过。下钻式通道多依地形而设,多建于平缓、隆起、湿地、水域等区域,常以涵洞形式存在,主要适合小型哺乳动物、两栖类、爬行类动物通过。研究显示,棕熊、欧洲马鹿、狼等更喜欢利用上跨式通道,而美洲黑熊美洲狮则没有表现出明显的偏好。对于水渠旁高速公路上的下钻式通道—涵洞,小型哺乳动物对其的利用率高达100%,两栖动物利用率达75%。同时由于保护地生物多样性丰富,可以建立多种类型的通道,以降低公路的阻隔效应。

一般来讲,根据动物的生活习性,通道主要有以下几种形式:路上式通道、路下式通道、隧道上方通道、警示标志与平面路基、路基缓坡通道等。

1) 路上式通道

路上式通道是在公路路线上方专为野生动物通过而架起的结构物,结构上方通常会模仿自然状态覆土种植,如图8—1所示。路上式通道主要是为了大型哺乳动物的通过而设计的,多数宽30~50 m,但也有200 m或更宽的。随着各国公路的不断拓宽和交通量的持续增长,使用路上式通道作为连接道路两侧破碎栖息地的可行性也在持续增长。路上式通道有很多优点:一是通道环境与自然一致,动物穿越其间胁迫感小,因而受到更多种动物的喜爱;二是通道受下方的车辆干扰小,当通道上的植物生长出来后动物根本看不到车辆;三是食肉类动物和有蹄类动物大多有喜爱登高而不愿钻洞的习性,因而该类型通道对不少种类的动物来说很友好;四是通道上还可作为小型动物的过渡性栖息地。其最大缺点便是造价高,而且布局位置不对,其效果也会大打折扣。

图8—1 路上式动物通道效果图

2) 路下式通道

当公路经过湿地、河流、低洼等地区时,为保护该区域内的两栖、爬行类动物,可顺势架桥或者设置涵洞,从而保证下部陆地空间的连通,以降低对动物自由迁徙的影响,这是一种较为普遍的通道形式,如图8—2所示。作为路下式通道,其空间跨越的基本尺度是8 m以上,小于该值称为涵洞式通道。路下式通道跨度大、占地少,道路两侧环境的连贯性好,对生态环境的影响相对较低,尤其是高架桥的这种作用更为突出。由于动物不需要穿越公路,因而从根本上杜绝了交通事故的发生,是山区、江河路段最好的通道形式,工程本身有修建的要求又兼顾了动物通行需要。但是目前各国建造高架桥更多的是出于交通需要和建筑美观的考虑,而非如何使得野生动物获益。根据2002年的一份报告,美国没有一个州表示将动物群落的连通性作为建立高架桥的考虑之一。而且用高架桥做通道会增加公路建设的造价,这也是其难以得到推广的重要原因。而涵洞式通道造价较低,且底部易于进行植被恢复,适用于多种动物的通行。而且涵洞式通道一般还具有过水功能,两栖类动物可在雨季来临时利用涵洞,而爬行类动物则在干旱时将此类涵洞作为通道使用。

图8—2 路下式动物通道效果图

3) 隧道上方通道

为了防止对地上野生动物栖息地的影响,公路以隧道的形式从地下穿过,该种类型动物通道适用于所有动物类群,特别适用于生活在开阔生境的有蹄类动物。优点是与周围植被连续,动物可按日常活动习性自然通过或栖息。缺点是需结合隧道工程一并实施,并且此方式工程造价较高。

4) 警示标志与平面路基

在野生动物经常出没、比较平坦开阔的地带,公路一般设置动物标志牌,诸如“禁止鸣笛请勿惊扰野生动物”“车辆慢行,请勿鸣笛”等提醒司机注意动物横穿马路,减速慢行避免撞伤动物。平面路基是指公路路面与周围地面基本在同一平面上,这种形式便于野生动物通过公路。由于平面路基不需要增加其他构造物设施,且施工中路基的土石方工程量小,因此造价低,但存在的安全隐患也较大,如图8—3所示。

图8—3 动物通道警示标志效果图

5) 路基缓坡通道

一些低填方路基段在开放式运行的前提下,可通过放缓边坡允许动物从地面通过的方式设置动物通道。缓坡通道是要求路基边坡坡率放缓为1∶2,再改造为动物通道。该类型动物通道适用于所有动物类群,特别适用于生活在开阔生境的有蹄类动物。其与周围植被较为连续,动物可按日常活动习性自然通过;工程造价低廉。但是安全性差,需要采取辅助安全措施,如图8—4所示。(www.xing528.com)

(4) 通道尺寸

已有研究表明通道尺寸影响通道的利用率及有效性,但通道尺寸没有固定标准,应结合考虑通道用途、目标物种或类群的个体大小、行为特性等因素。上跨式通道宽度应不小于10 m,而宽度大于50 m时可满足绝大部分动物通过。在地形和经济允许的条件下越宽越好。在德国、法国建成的上跨式通道最宽达到了870 m。下钻式通道尺寸相对上跨式通道偏小,宽10 m、高4 m的通道基本上能满足所有利用该类型通道的动物通过。已有资料显示,在建设通道时应综合考虑其尺寸,把开度(即宽×高/长)这一概念运用到实践中,开度可能比通道整体大小更为重要。

图8—4 缓坡路基段效果图

① 通道宽度。根据目标物种的种群数量和行为特征,以及道路等级、设计车速等因素,或通过野外实验的方法确定通道的宽度。

② 通道高度。根据目标物种的生态生物学和行为学特性,以及穿越的建筑物的宽度和深度确定通道的高度。若在有草场围栏的地段,应根据目标物种的跳跃能力确定围栏的高度,确保目标物种的幼年个体也能跃过。以桥梁为通道的部位,对于藏羚、藏原羚等中小型动物的通道,桥下通道部位净高要求大于3 m;而对于藏野驴、野牦牛等大型动物的通道,桥下通道部位净高要求大于4 m。

(5) 通道表面设计

上跨式通道表面的基质和土壤应该就地取材,使其尽可能与周围环境一致,铺设厚度应该考虑能给植物提供足够的水分和支撑。同时应在通道上种植目标保护动物所偏好的植物,以降低其心理恐惧,顺利通过通道。下钻式通道则应考虑到目标物种的种类: 如果是两栖类,则应修建小沟渠引导流水流入通道,保持通道的潮湿;若是小型有蹄类动物,则应考虑通道的排水性,以免受到暴雨影响。

(6) 通道地面基质

构建通道地面的材料宜就地取材,使通道铺面基质与建筑物两侧生境的基质基本一致。一些研究表明,许多动物喜欢自然地面内的环境,但也有一些动物会喜欢由混凝土制造的地下通道或金属通道。对于高架桥下通道和排水涵洞,在洪水来临之前通道内部应有不被水淹的部分作为通道的联系。

(7) 通道周围环境

通道开口处的植被应与周围生境的天然植被一致,尽可能采用当地物种模拟自然植被的绿化方式,使通道两侧连接自然顺畅,动物就会不自觉地走进通道。若动物依然横穿公路,不按预设通道活动时,应在公路两边设立护栏,以防动物上路发生交通死亡事故。同时设置能使从边坡等高处跌落下来的小动物逃脱的水、旱小路和供鸟类及其他小动物栖息的侧沟等。

(8) 配套设施

应在通道两侧设置栅栏以引导动物进入通道,阻止其进入旅游公路而发生车祸。在通道位置前后设计交通标志牌或季节性警示牌,提醒司机减速慢行。虽然目前缺乏对竖立警示牌的有效性研究,但其有效性评估已引起广泛关注。此外,如果通道远离水源,还应修建简易蓄水池用于植物的浇灌。

(9) 监测系统

为了配合保护区的科研工作,可在通道上安装红外监测系统,辅以足迹追踪(如sand beds、snow tracking)等方法,对通道的合理性、使用效率进行检验,并对不合理之处及时调整。更为重要的是可以监测动物通过通道的行为特性,这对于研究动物对通道的适应时间、适应机制以及动物穿越通道的决定因素等科学问题具有重要意义。

1) 监测目标

① 野生动物目前不同季节的活动与公路的关系(位置、距离、影响等)。

② 监测公路改建对野生动物生境的实质性影响和分析动物的适应能力

③ 主要易受影响的野生动物类群、数量,具体跨越或不跨越公路的具体位置,受施工队伍、施工机械和公路运营等产生的影响。

④ 监测和评估环评报告书中野生动物通道的作用和功能。若有必要,探讨和论证可能需要补充或增加的新措施。

2) 监测方法

① 足迹法。统计通道两侧动物足迹的种类和数量判断通道使用的情况。

② 直接计数。根据动物的活动规律,在非迁移高峰期进行动态监测。在迁移高峰期,定点静态监测和动态监测同时进行。

③ 录像监测。在线路重点区域段,安装录像监测装置,对迁移通过公路路基或通道的种类、数量进行记录。

④ 无线电遥感。这是评估通道使用率最有效的方法。通过给动物安装无线装置(如项圈或一种植于皮下的芯片)进行全程跟踪。不仅可以观测通道使用情况,同时可以了解通道对动物活动领域和迁徙路线的影响。现在还可以通过租用卫星频道对动物进行准确GPS定位。但是要安装无线装置涉及捕捉野生动物,如不慎可能造成伤害,同时这种方法的费用相当昂贵。

(10) 其他

充分利用可用的公路建设项目的桥梁、隧道和路基缓坡等设施,对于高山山地动物通过的平交缓坡,公路两侧路基坡度应小于40°;而对于草地草原动物通过的缓坡通道,公路两侧路基坡度应不大于35°。

动物通道修建完成后,还要采取一些诱导性的措施,提前收集一些动物的粪便,撒在通道的位置;对野生动物通道两侧100 m范围内的植被进行人工恢复,恢复其自然生境原貌,吸引动物通过。在动物通道附近设置一些标志和规定,比如在动物通道前方2 km处设置明显的标志,注明该类通道的名称、形式、使用通道的动物、使用季节以及相应的环保提示等。

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