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岩溶区高速公路路域水环境保护技术研究 项目简介
发布日期:2019年10月21日 来源:交通运输工程学院

我国岩溶水天然资源为2039.67亿m3,约占地下水总资源量的1/4强,许多地区利用岩溶水作为供水水源,但岩溶水系统极为脆弱,其与沙漠边缘区、黄土盐碱地地区一样,被列为“脆弱的大环境”地区,一旦破坏难以恢复。西南岩溶地区生态环境的最大特点是体现在其脆弱性,随着西部大开发及我国基础建设的大力开展,人类活动开始影响到该地区脆弱的生态环境,尤其是工程建设期间对水环境的影响成为对生态环境影响中的最重要的一部分,关系到整个生态系统生物链及非生物群落的生态平衡。近年来,随着我国西南岩溶地区高速公路工程建设的迅速开展,其对公路路域生态环境尤其是水环境的破坏影响效应日益突显,由于建设引起的公共安全事件也时有发生。如在高速公路建设过程中,对周围路域一定的地段或是地区的影响是局部范围内的,但在公路建设过程中路基的修筑、路面的铺设、隧道的开挖、基坑的开挖及植被的破坏等是不可恢复的,其对该区水环境影响的持续时间是长时期的,对该区水环境的影响程度是严重且不可逆转的,加之西部岩溶地区特殊的地质条件,导致其影响范围的扩大。以往在交通建设中,岩溶出露泉就常由于打桩等施工行为突然消失或减少,严重影响了当地经济发展与居民的生活,特别在西南地区浅表水资源匮乏、水环境及生态脆弱的岩溶地区,这一问题尤为突出,因此在高速公路修筑过程中对岩溶水环境进行保护极为重要。为此,本项目从岩溶区高速公路路域水环境勘察设计的任务与方法、水环境保护策略、岩溶区高速公路施工期水质评价方法与标准、岩溶隧道施工水环境预测预报以及相应的水环境保护技术等开展研究与应用,减少高速公路建设对岩溶区水环境的不利影响,避免水环境病害或工程病害的发生,实现公路建设与自然环境的和谐可持续发展。经过4年的刻苦攻关,取得了一系列创新性研究成果。

(1)创新了岩溶区路域水环境评价指标体系及分类方法。提出了岩溶区高速公路路域水环境勘察设计定义、任务与方法;创新了岩溶区路域水环境评价指标体系及分类方法,并针对不同的岩溶地貌类型,按补给区、径流区、排泄区提出了相应的水环境保护策略,开发了相应的评价软件,获软件著作权1项。

(2)建立了岩溶区高速公路施工期水质评价方法与标准。针对路基、桥基、隧道施工对岩溶区水环境的影响特点,提出了岩溶水环境监测点的选取原则、水质监测指标、监测时间与频率、水样采集与指标测定方法,构建了岩溶区高速公路施工期水质评价方法与标准体系,获实用新型专利3项,软件著作权3项。

(3)研发了岩溶隧道施工、预测、信息系统及其水环境保护技术。针对高速公路隧道施工过程中对岩溶水环境的影响,提出了基于岩溶管道流和溶质运移的岩溶隧道涌水量预测方法及信息系统,获软件著作权1项;开发了复合型混凝土减水剂、环保型快干水泥砂浆材料作为隧道防水环保材料,并针对隧道施工与岩溶区水环境的相互影响,研发了具有柔性测试表面的土压力测试仪和岩土体风化力学特性测试仪,确保了岩溶区隧道施工及其对水环境保护共获发明专利4项。

(4)研发了适用于岩溶区水环境保护集成技术并应用于工程实践。研制了自净化特性测试仪、土壤自净化特性测试仪等,获实用新型专利6项;研发了岩溶区的中承式桩基、路面径流净化技术及边坡土壤改性材料、纳米沥青阻燃抑烟改性剂等环保材料并广泛应用依托工程,获发明专利4项;减少了高速公路建设过程中对水环境的破坏,并对路域范围内的水资源进行了净化处理,产生直接经济效益2865.4万元,社会、生态、环境效益显著。

本项目项目研究成果已在广西和湖南十余条高速公路依托工程中得以应用,有效保证了工程与环境相协调的可持续发展战略。由于岩溶区水环境问题在南方岩溶区的高速公路建设中具有普遍性,因此项目研究成果具有广泛的推广应用前景。


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