蔭子溝小流域監(jiān)測實踐

黎奕瑾，蘇 娟，張 薇

(1.吳忠市水土保持工作站，寧夏 吳忠 751100;2.寧夏建筑材料研究院，寧夏 銀川 750001;3.寧夏水利水電工程建設(shè)管理局，寧夏 銀川 750001)

蔭子溝流域位于黃土高原丘陵溝壑區(qū)第五副區(qū)，地處西川流域上游，海拔1553—1921m。流域內(nèi)溝壑縱橫，梁峁相間，地表破碎，水土流失嚴重，水土流失類型主要是水力侵蝕，并伴有重力侵蝕和風力侵蝕，梁峁頂以面蝕、濺蝕為主，梁峁腰(特別是坡耕地)和壕掌地以面蝕、溝蝕為主，侵蝕溝以溝蝕、重力侵蝕為主。流域內(nèi)有 5條支溝，平均面積為10.68km2，溝道平均比降為1.8%，溝壑密度1.1km/km2。溝道斷面形狀為Ⅴ字形，切溝發(fā)育活躍，溝深一般為20～50m，岸坡較陡，經(jīng)常發(fā)生滑坡、崩塌。溝壕是梁峁之間的較低部位，地勢平坦，但由于侵蝕嚴重，形成了多級沖溝。

蔭子溝流域涉及鹽池縣麻黃山鄉(xiāng)何新莊和井灘子兩個行政村，流域總面積 53.4km2，其中水土流失面積 45.4km2，占總面積的 85%，平均侵蝕模數(shù)為7700t/(km2?a)，強度以上侵蝕面積占水土流失面積的62.9%。

1 小流域綜合治理現(xiàn)狀

20世紀80年代以來，在流域內(nèi)開展了以小流域為單元的水土保持綜合治理工作，截至2005年蔭子溝流域共保存治理面積13.52km2，其中:梯田 52.34hm2、洪漫壩地123.96hm2、喬木林34hm2、農(nóng)田防護林 7.73hm2、果園 58.55hm2、灌木林439.08hm2、人工種草 9.69hm2、封禁治理 626.67hm2，小型水保工程 5處，水窖 831眼。近兩年實施的退耕還林(草)工程效益發(fā)揮還不明顯，但在壕掌地內(nèi)修建的一些洪漫壩地取得了良好的經(jīng)濟和社會效益。

蔭子溝流域總體布設(shè)淤地壩32座，總庫容1065.2萬m3，淤成壩地189.2hm2，其中:新建(改造)骨干工程 7座，總庫容780萬m3，淤成壩地116.4hm2;中型淤地壩11座，總庫容221.5萬m3，淤成壩地 49.1hm2;小型淤地壩14座，總庫容63.7萬m3，淤成壩地 23.7hm2。

2 監(jiān)測成果

吳忠市水土保持工作站負責全市水土保持監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)建設(shè)、管理工作和水土流失動態(tài)監(jiān)測，為政府宏觀決策提供科學(xué)依據(jù)。按照《黃河流域水土保持小流域壩系監(jiān)測導(dǎo)則》的要求，我們于2005年對蔭子溝流域淤地壩壩系進行了實地勘測、逐壩測量。淤地壩工程動態(tài)監(jiān)測的主要內(nèi)容包括坡面治理措施動態(tài)監(jiān)測、溝道工程動態(tài)監(jiān)測、壩地利用及增產(chǎn)效益監(jiān)測和壩系工程安全監(jiān)測。其中，溝道工程動態(tài)監(jiān)測主要是對攔沙量、蓄水量和輸沙量進行監(jiān)測。

2.1 坡面治理措施動態(tài)監(jiān)測

主要是對淤地壩建設(shè)期間坡面治理措施面積變化情況逐年進行監(jiān)測，監(jiān)測的內(nèi)容包括修梯田、造林、種草、封禁的面積及其他坡面措施面積。結(jié)合蔭子溝流域的實際情況，我們采用了實地測量和圖上測量相結(jié)合的方法:對分散的、面積在0.5km2以下的小塊治理措施，結(jié)合 GPS定位逐塊丈量測算;對面積較大、面積在0.5km2以上的治理措施，利用1∶1萬的地形圖實地調(diào)繪，并將各項坡面治理措施輸入電腦，進行矢量化處理后再測算。最后，依據(jù)生成的各項措施專題圖，制作了蔭子溝流域治理措施現(xiàn)狀圖。

2.2 溝道工程動態(tài)監(jiān)測

具體實踐中我們采用了統(tǒng)計調(diào)查的方法對溝道工程進行監(jiān)測，并依據(jù)監(jiān)測結(jié)果在1∶1萬的地形圖上繪制了蔭子溝流域壩系工程平面布置圖。統(tǒng)計不同類型淤地壩的數(shù)量，對每座淤地壩進行編號，并詳細記載每座壩的名稱、地理位置、壩型、控制面積、壩高、庫容、開工時間、竣工時間等內(nèi)容。

該流域淤地壩數(shù)量較多，要對每座實施全面監(jiān)測，工作量大，耗費的人力、物力、財力較多。為此，為了做好壩系工程監(jiān)測，按照制定的監(jiān)測實施方案，在建立了壩系工程臺賬和工程總體建設(shè)動態(tài)表的基礎(chǔ)上，特別對壩系工程的攔沙、蓄水和輸沙情況進行監(jiān)測。在對攔沙、蓄水和輸沙情況進行監(jiān)測時，我們采用的辦法是選擇具有代表性的典型壩進行調(diào)查，并將監(jiān)測數(shù)據(jù)按照每個單壩的控制面積和坡面措施情況進行分析比較，推算出各個工程的攔沙、輸沙和蓄水情況。在監(jiān)測中，通過實地查看和比較分析，結(jié)合每個單壩工程的具體情況，包括溝道發(fā)育的特點、控制面積、坡面措施、地形地貌、工程類型等，將位于支溝主溝道的上甘溝和位于桑家溝主溝道的趙家溝兩座骨干工程作為典型壩進行監(jiān)測。由于蔭子溝流域年均降水少，基本未發(fā)生過暴雨山洪，所以絕大部分工程都沒有出現(xiàn)淤積和蓄水。據(jù)麻黃山氣象站統(tǒng)計，該流域 2005年降水量僅為178.3 mm。在已建成的淤地壩中，只有上甘溝骨干壩產(chǎn)生了少量的淤積，其他壩均無攔沙、輸沙和蓄水情況發(fā)生。因此，2005年只對上甘溝骨干工程的攔沙情況開展了監(jiān)測，具體結(jié)果為:攔沙量為4667.6 m3，輸沙、蓄水情況均未發(fā)生。

2.3 壩地利用及增產(chǎn)效益監(jiān)測

監(jiān)測指標是淤地面積和已經(jīng)利用的壩地面積。在監(jiān)測中，由于上甘溝骨干壩淤積面積還比較小，通過實際丈量計算，該工程淤積面積為2.22hm2，且還沒有利用。壩前所耕種的土地仍是以前在老壩基礎(chǔ)上形成的洪漫地。由于流域干旱少雨、壩系工程建成時間不長，所以截至目前還沒有形成有效壩地，流域壩地利用及增產(chǎn)效益并未出現(xiàn)。

2.4 壩系工程安全監(jiān)測

通過巡視和檢查發(fā)現(xiàn)，花狍溝骨干壩由于是在以前的壩體上加固建成的，壩體發(fā)生了不均勻沉降，導(dǎo)致出現(xiàn)了一條橫向裂縫，鹽池縣水務(wù)局計劃在次年(2006年)春季汛前對其進行處理，并于2006年處理完畢。其余淤地壩壩體及其放水建筑物沒有出現(xiàn)壩體滑坡、沖刷、滲流、沉陷、裂縫等問題，也沒有出現(xiàn)位移，安全狀況良好。該壩系屬于新建工程，建成后沒有大的洪水發(fā)生，壩系工程安全性能良好。

3 存在問題及建議

針對此次監(jiān)測發(fā)現(xiàn)了一些存在的問題，具體有:①監(jiān)測所用1∶1萬地形圖為20世紀80年代國家測繪局制作，采用的是北京 54坐標系，在實施坡面措施調(diào)繪時影響監(jiān)測數(shù)據(jù)的精度。另外，由于我們目前所使用的 GPS采用的是 80坐標系，而地形圖是 54坐標系，由于相應(yīng)的資料不全，坐標轉(zhuǎn)換困難，所以只能采用現(xiàn)場調(diào)繪的方法取得，這樣會影響監(jiān)測成果的準確性。②部分數(shù)據(jù)誤差較大。小流域坡面治理工程及土地利用情況監(jiān)測主要通過實地測量獲得，在監(jiān)測精度把握上難度較大，致使有關(guān)的數(shù)據(jù)誤差較大。③水文數(shù)據(jù)收集不全。由于當?shù)貨]有固定的水文站，致使一些數(shù)據(jù)如年均汛期徑流量、年均暴雨次數(shù)等無法取得。④輸沙量難以實時監(jiān)測。按照淤地壩壩系監(jiān)測導(dǎo)則，輸沙量的監(jiān)測要實時進行，但在具體監(jiān)測中由于所需監(jiān)測設(shè)備如流速儀、烘干機等嚴重短缺，實時監(jiān)測難以實現(xiàn)。

為此建議:①做好監(jiān)測前的準備工作，這是搞好監(jiān)測的前提。要在監(jiān)測工作具體實施前，制定好相應(yīng)的監(jiān)測實施方案，并認真研究提出具體監(jiān)測工作的方法和步驟，確定監(jiān)測指標和取得這些指標的具體辦法。在實施現(xiàn)場監(jiān)測時，還必須提前準備好有關(guān)的測量儀器、1∶1萬的地形圖和監(jiān)測所需要的表格以及淤地壩壩系布局圖等。②收集整理有關(guān)資料，這是監(jiān)測工作順利開展的保證。許多資料如壩系的分布、總投資和每個工程的技經(jīng)指標，以及當?shù)氐淖匀磺闆r、經(jīng)濟情況、水文狀況等都可以通過收集獲得。另外，要對收集到的資料進行審核，搞清哪些資料還需要到現(xiàn)場進行核實、還缺少哪些資料等。③在地形圖的轉(zhuǎn)繪上，由于所采用的1∶1萬地形圖圖面不整潔，經(jīng)掃描后，無法進行矢量化，嚴重影響了工作進度。若把地形圖轉(zhuǎn)繪到透明紙上，那么掃描后就可直接進行矢量化處理，可以極大地提高工作效率。④不可死搬教條。上甘溝骨干壩的淤積量較少，淤積最深處僅有0.44m，如果利用平均淤積高程法計算，從庫容曲線上查得的數(shù)據(jù)幾乎是零。在這種情況下，只能另想別的辦法(我們采用的是用加權(quán)平均淤積厚度乘以面積計算淤積量)。⑤提高水土保持監(jiān)測費用提取的比例。目前淤地壩工程監(jiān)測費提取的比例偏低，影響了監(jiān)測工作的順利開展。⑥建議根據(jù)國家的水土保持監(jiān)測技術(shù)規(guī)程，結(jié)合寧夏的實際情況，盡快制定出我區(qū)水土保持淤地壩監(jiān)測的技術(shù)規(guī)程，將各項監(jiān)測指標具體化，并提出具體的量化指標體系。⑦建議自治區(qū)配備相應(yīng)的監(jiān)測試驗設(shè)備，進一步充實固定監(jiān)測點的試驗內(nèi)容，不斷提高監(jiān)測技術(shù)水準和精度。