實例淺談礦區水土保持監測方法及內容

李超

摘 要：廣東省四會市的土地自然侵蝕主要分布在山區和丘陵區，以面蝕為主。人為侵蝕類型主要包括陡坡開荒、采石取土，侵蝕強度從中度到劇烈均存在，侵蝕情況較為嚴重，且取土采石造成大面積高強度的侵蝕。水土保持監測是水土保持方案實施的重要環節，也是水土保持防治的有效措施之一，為解決實施監測中的實際問題，本文結合工程實例作簡單闡述。

關鍵詞：水土保持監測；方法及內容

1.前言

廣東省是我國建筑用石料的消費大省，建筑用石料產量連續多年位居全國第二，總產量約占全國石料產量的10%。廣東的石料市場一直以強勁的需求不斷地擴展，珠江三角洲地區建筑石料市場需求旺盛。

廣東省四會市東城街道前進礦區工程項目位于廣東省四會市城區80？方位、直距約7km處，行政隸屬四會市東城街道辦事處管轄。礦區中心地理坐標：東經112°46′21″，北緯23°21′12″。礦區至四會市城區約10km，至大旺開發區專用碼頭運距約15km。四會市通過廣賀高速公路、水路、G321和G324國道可達全國各地，交通條件便利。項目建設區53.73hm2，總體劃分為采礦區、礦山道路區、辦公生活區、破碎堆料區、設計排土場共5個水土流失防治區。

礦區范圍下游800m外有大片農田和多個魚塘，由于礦區上游坡面匯集來水大部分匯集至礦坑內，其余可通過附近山溪自流排放，采石活動集中于采礦區范圍內，所造成的水土流失不對坑外的環境造成直接影響。

降雨是決定侵蝕強度的主要水文氣象因子，項目區多年平均氣溫為22.5℃，雨量集中在4～9月份，降雨量占全年的70～80%，其中4～6月份以鋒面雨為主，多暴雨，7～9月份以臺風雨為主，伴隨暴風雨天氣，年均降雨量為1780mm，降雨強度大，在項目建設等多種因素集中出現的情況下，降雨徑流對地表形成強烈的濺蝕和沖刷，容易導致劇烈的水土流失。

項目區為由砂礫巖、石英砂巖、粉砂巖等母巖母質發育而成的赤紅壤，此外還有坡積物發育成的赤紅壤。土壤持水能力差，肥力低，抗侵蝕能力弱，容易引起面蝕、溝蝕、崩崗等形式水土流失。項目區大部分區域已造成植被破壞，植被抗雨滴擊打、滯留降雨、減緩流速等對土壤的保護作用消失，導致強烈水土流失問題。

2.監測目的

廣東省四會市東城街道前進礦區屬建設生產類項目，擾動面積較大，引發水土流失的因素較多，對項目區及周邊生態環境有著明顯的影響。本項目水土保持監測的目的就是通過選擇合理的監測內容、完善的監測方法和科學的評價體系，圍繞本工程水土流失的防治目標，在擾動土地整治率、水土流失總治理度、土壤流失控制比、攔渣率、林草覆蓋率和林草植被恢復率等方面開展的監測工作，做到及時掌握工程施工期及自然恢復期各區水土流失情況和水土保持方案的實施效果，及時發現問題，及時改進或完善各項水土保持防治措施，使之保障主體工程的高質量運行，最大限度的減少對項目區及周邊地區生態環境的負面影響。因此水土保持監測是水土流失重要環節之一，也是水土保持方案實施的有力保證，具有監督管理的作用。

根據《中華人民共和國水土保持法》和《開發建設項目水土保持技術規范》（GB50434-2008）的要求，在工程建設過程中，必須落實水土保持監測工作。

（1）水土保持監測是一項基礎性工作，適時、適地監測有利于正確分析評價水土保持方案的計劃、實施效果，并依據監測結果和標準及時補充和完善相應的水土保持措施，實現方案提出的防治目標，從而保障工程的正常運行和防治水土流失。

（2）在工程施工期間，水土流失的發生、發展和控制是一個動態的變化過程。因此，通過對施工不同階段和不同部位的水土流失情況進行監測，能夠更好地掌握水土流失變化情況，為水土保持設施進一步完善和發揮作用提供依據。

（3）運行期水土保持監測的目的是驗證水土保持方案實施后蓄水保土、防蝕減災等效益，檢驗水土流失防治目標的準確性，同時為優化水土保持措施提供依據，并為同類工程的水土保持方案編制積累經驗。

（4）工程水土保持監測結果，可為水行政主管部門水土保持設施驗收提供依據。

3.監測原則

水土保持監測的指導思想：在重點破壞區布設典型監測點，在一般擾動區布設抽樣監測點，全面掌握項目區域內水土流動變化的動態。監測中應堅持以下四條原則：

（1）科學配置定時定位監測與定期抽樣監測、隨機抽樣監測、巡查監測相結合；

（2）合理布局監測點的布設應科學、合理、規范，具有代表性；

（3）因地制宜根據不同的監測對象、監測時段和監測內容，采用相應的技術手段規范監測；

（4）重點突出重點監測水土流失嚴重處以及環境敏感點。

4.監測時段

根據《開發建設項目水土保持技術規范》（GB50433-2008）和《水土保持監測技術規程》（SL277-2002）的要求，該項工程為建設生產類項目，建設生產類項目水土保持監測時段一般從施工準備期開始至設計水平年結束，同時要對生產運行期的監測提出要求。在工程施工前應對各監測點進行一次全面的監測，以了解當前的水土流失狀況。

結合該項目的建設工期和工程特點，初定工程總監測時段為2013年10月至2023年11月（10.2年）。其中前期監測從2013年10月～2013年11月，按0.2年計算；施工期的監測時段為2013年12月至2014年11月，按1年計算；運行期監測時段為2014年12月至2023年11月，按9年計算。

5.監測點布設

5.1監測點場地選擇原則

（1）每個監測點都要有較強的代表性，對所在水土流失類型區和監測重點要有代表意義，原地貌與擾動地貌應具有一定的可比性；

（2）各種試驗場地應適當集中，不同監測項目應盡量結合；

（3）盡量避免人為活動的干擾；

（4）交通方便，便于監測管理；

（5）簡易土壤侵蝕觀測場應避免周邊來水對觀測場的影響；

5.2監測點布設

本項目為建設生產類項目，根據水土保持監測站點布設原則，結合采礦建設項目的工程特點、擾動地表面積和特征、設計的水土流失不同類型、擾動開挖和堆積形態、植被狀況、水土保持設施及其布局，以及交通、通信等條件綜合確定5處定點監測點。各點監測設施及數量見表5-1。

在上述定點監測的基礎上，應制定和完善調查和巡查制度，擴大監測覆蓋面，并作為上述監測點的補充，特別是滑坡地段更要加強調查，加大巡查頻率。

6.監測內容、方法及頻次

6.1監測內容

（1）項目區水土保持生態環境變化監測。包括地形、地貌和水系的變化情況，建設項目占地和擾動地表面積，挖填方數量及面積，棄土、棄石、棄渣量及堆放面積，項目區林草覆蓋度等。

（2）項目區水土流失動態監測包括水土流失面積、程度和總量的變化及其對下游及周邊地區造成的危害與趨勢。

（3）水土保持措施防治效果監測包括各類防治措施的數量和質量，林草措施的成活率、保存率、生長情況及覆蓋率，工程措施的穩定性、完好程度和運行情況，以及各類防治措施的攔渣保土效果。

6.2監測方法

6.2.1選擇監測方法的原則

1）采取地面監測、調查監測和巡視法相結合的方法；

2）水土流失影響因子和水土流失量的監測應采用地面監測法；

3）擾動面積、棄渣量、地表植被和水土保持設施運行情況等項目的監測應采取調查法；

4）防治責任范圍內，水土流失影響較小的地段，可進行調查監測；水土流失影響較大的地段，應進行地面觀測；

5）施工過程中時空變化多、定位監測困難的項目可采用巡視法監測。

6.2.2氣象水文監測

1）降雨量、降雨強度等監測，可收集工程區內或臨近區域已知氣象站的氣象觀測資料數據；

2）徑流量、泥沙量等，以收集臨近區域觀測資料、數據為主。也可以利用沉砂池、標準取樣器，取出渾水水樣，經過濾烘干后，求得水量和泥量；

3）氣溫（采用專用溫度計）、濕度（采用干濕球法）等，可收集當地氣象監測資料。

6.2.3水土流失因子的監測

項目建設區水土流失因子采用SL277--2002《水土保持監測技術規程》中7.4規定的方法。

1）地形、地貌、植被的擾動面積、擾動強度的變化

采用實地勘測、線路調查、地形測量等方法，結合GPS技術的應用，對地形、地貌、植被的擾動變化進行監測。

2）復核建設項目占地面積、擾動地表面積

采用查閱設計文件資料，利用高精度GPS技術，沿擾動邊際進行跟蹤作業，結合實地情況調查、地形測量分析，進行對比核實，計算場地占用土地面積、擾動地表面積。

3）復核項目挖方、填方數量及面積和各施工階段產生的棄土、棄石、棄渣量及堆放面積采用查閱設計文件資料，利用高精度GPS技術，沿擾動邊際進行跟蹤作業，結合實地情況調查、地形測量分析，進行對比核實，計算項目挖方、填方數量及面積和各施工階段產生的棄土、棄石、棄渣量及堆放面積。人工開挖與填方邊坡坡度、棄渣體高度等采用地形測量法。

4）項目區林草覆蓋度

采用抽樣統計和調查、測量等方法，即選擇有代表性的地塊，分別確定調查地樣方，并進行觀測和計算。

項目區林草覆蓋度采用抽樣調查和測量等方法進行監測。即選擇有代表性的地塊，確定調查地樣方，先現場量測、計算種蓋度（或郁閉度），再計算出場地的林草覆蓋度。

6.2.4水土流失狀況的監測

本項目水土流失狀況的監測各區的水土流失面積、流失量、程度的變化情況（包括坡面水土流失、重力侵蝕等）及對周邊和下游地區造成的危害及其趨勢，應在水土保持方案中的水土流失預測的基礎上進行。通過對報告書預測的重點流失區的典型調查和抽樣調查，獲得現狀監測資料，并進行各次監測成果的對比分析，以及與原預測成果的對比。項目建設區水土流失量監測采用《水土保持監測技術規程》（SL277-2002）中7.3.4規定的方法。

1）水蝕量監測

項目建設區擾動地表、棄渣等施工活動引起的水土流失數量，以及變化情況，可通過典型調查、各種地面觀測方法進行監測。本次坡面水蝕量監測主要采用沉砂池法和簡易坡面量測法進行監測。

①沉砂池法

結合露天采區布設的沉砂池，在每場降雨結束后，觀測徑流量和泥沙量。泥沙量采用標準取樣器取出渾水水樣，經過濾烘干后，求得水量和泥量。系列侵蝕產沙量數據用以反映施工場地水土流失的變化情況。

②簡易坡面量測

選擇能夠存放一定時間的開挖坡面，量測地面具有很好的代表性，結合臨時編織袋攔擋，量測坡面形成初的坡度、坡長、地面組成物質、容重等，每次降雨或多次降雨后，量測坡底物質體積土壤侵蝕深度和侵蝕量。

③溝蝕調查

在有細溝侵蝕的坡面從坡上到坡下，布設若干施測斷面，量測每一段細溝的深度和寬度，并累加求出該斷面總深度和總寬度，直至測完整個坡面的所有施測斷面，再按如下公式計算土壤流失量如下：

2）土壤性質指標量測

涉及的土壤性質指標（容重、含水量、抗蝕性等）觀測方法采用土壤理化分析手冊和國家有關技術規范規定的標準方法。

6.2.5水土保持設施效果的監測

水土保持措施的實施數量，采用抽樣調查的方式，通過實地調查核實；水土保持措施的質量，通過抽樣調查的方式進行。對于工程防治措施，主要調查其穩定性、完好程度、質量和運行狀況，按照SL277-2002《水土保持監測技術規程》中7.4.3規定的方法，并參照GB/T15772-1995《水土保持綜合治理規劃通則》、GB/T16453.1-16453.6-1996《水土保持綜合治理技術規范》的規定；植物措施主要調查其林草的成活率、保存率、生長發育情況（林木的樹高、胸徑、冠幅）、抗凍性及其植被覆蓋度的變化，采用SL277-2002《水土保持監測技術規程》中6.5.1～6.5.4和7.4.4規定的方法，參照SD239—87中第6.5.2條規定的方法。

水土流失防治效果監測主要通過實地調查和核算的方法進行。

水土保持措施的保土效益按照GB/T15774—1995《水土保持綜合治理效益計算方法》進行；攔渣效益通過量測實際攔渣量進行計算。

6.2.6水土流失六項防治目標監測

1）擾動土地整治率

根據工程設計資料，結合野外實地調查，統計各防治區內水土保持防治措施面積、永久建筑面積、水面積及擾動地表面積，分別計算各防治區的擾動土地整治率。

2）水土流失總治理度

通過實地調查和工程設計資料分析，統計分析各防治區的水土流失面積和水土保持防治措施面積，兩者相除得出水土流失總治理度。

3）土壤流失控制比

根據定位觀測得到的土壤侵蝕量，類比分析計算出各防治區的土壤侵蝕量，再計算各防治區的水土流失控制比，采用加權平均法計算本工程的土壤流失控制比。

4）攔渣率

通過實地調查、現場量測和統計分析，計算排土場的棄渣流失量，用棄渣量減去棄渣流失量得攔渣量，進一步算出該排土場的攔渣率。

5）林草植被恢復率

通過實地調查、現場量測和統計分析，得出實施植物措施面積及可以采取植物措施的面積，算得林草植被恢復率。

6）林草覆蓋率

通過實地調查、現場測量和統計分析，確定已實施的植物措施面積與項目建設區面積，計算林草覆蓋率。

綜上所述，各時期水土保持監測內容及監測頻次見表6-1。

7.監測成果和要求

7.1監測成果內容

水土保持監測成果要求主要包含水土保持監測報告、監測相關表格和圖件。水土保持監測報告要求主要包括以下七方面的內容。

1）綜合說明：概述建設項目概況，開展水土保持監測的意義、任務來源以及監測任務的組織實施等。

2）編制依據：包括法規、規章、規范性文件、技術規范與標準和相關資料等。

3）項目及項目區概況：包括項目建設概況、項目區自然和社會經濟情況、項目區水土流失及其防治情況等。

4）水土保持監測布局：包括監測區域、范圍、分區和監測的程序等。

5）監測內容和方法：說明監測的內容和采取的主要方法。

6）監測結果分析：包括防治責任范圍動態變化分析、項目區土壤侵蝕環境因子狀態動態變化分析、水土保持防治效果分析等。

7）結論及建議：包括工程建設水土流失及其防治的綜合評價、存在問題和有關建議等。此外，監測報告還應包括監測數據、附圖和附件。

監測表格指監測過程中填寫完成的表格，要求各表格詳細準確。

監測圖件要求包括工程地理位置圖、水土流失防治責任范圍圖、工程建設前水土流失現狀圖、水土保持措施布局圖和工程竣工后水土保持現狀圖等。

7.2監測要求

1）水土流失監測必須由具有相應水土保持監測資質的單位承擔，既可利用現有人員、設備的優勢，又便于水土保持部門對水土流失防治的宏觀管理及將水土流失監測站點納入市、縣水土流失監測網絡中，統一管理。結合本項目實際情況，應由具有甲級監測資質的單位承擔本項目的監測工作。

2）由監測單位按監測要求編制監測計劃并實施監測；明確委托方（建設單位）、承擔方（監測單位）的職責和義務。

3）確定監測工作的組織領導機構、人員、責任以及資金管理使用制度；對參與監測工作的人員進行實地培訓。

4）建立和健全監測工作的質量保證體系，每次監測前，對儀器進行檢驗，合格后方可投入使用。

5）建立各種數據需求模型，及時收集和挖掘歷史資料，并建立數據庫。

6）加強數據的質量保證和質量控制體系，采集和收集的數據要及時整理、建檔和建立數據庫；每次監測需填寫監測表，年底編制年度監測報告，監測成果定期向業主和水行政主管部門報告。

參考文獻

GB 50433-2008.開發建設項目水土保持技術規范中國計劃出版社，2008.01-14.

水土流失防治效果監測主要通過實地調查和核算的方法進行。

水土保持措施的保土效益按照GB/T15774—1995《水土保持綜合治理效益計算方法》進行；攔渣效益通過量測實際攔渣量進行計算。

6.2.6水土流失六項防治目標監測

1）擾動土地整治率

根據工程設計資料，結合野外實地調查，統計各防治區內水土保持防治措施面積、永久建筑面積、水面積及擾動地表面積，分別計算各防治區的擾動土地整治率。

2）水土流失總治理度

通過實地調查和工程設計資料分析，統計分析各防治區的水土流失面積和水土保持防治措施面積，兩者相除得出水土流失總治理度。

3）土壤流失控制比

根據定位觀測得到的土壤侵蝕量，類比分析計算出各防治區的土壤侵蝕量，再計算各防治區的水土流失控制比，采用加權平均法計算本工程的土壤流失控制比。

4）攔渣率

通過實地調查、現場量測和統計分析，計算排土場的棄渣流失量，用棄渣量減去棄渣流失量得攔渣量，進一步算出該排土場的攔渣率。

5）林草植被恢復率

通過實地調查、現場量測和統計分析，得出實施植物措施面積及可以采取植物措施的面積，算得林草植被恢復率。

6）林草覆蓋率

通過實地調查、現場測量和統計分析，確定已實施的植物措施面積與項目建設區面積，計算林草覆蓋率。

綜上所述，各時期水土保持監測內容及監測頻次見表6-1。

7.監測成果和要求

7.1監測成果內容

水土保持監測成果要求主要包含水土保持監測報告、監測相關表格和圖件。水土保持監測報告要求主要包括以下七方面的內容。

1）綜合說明：概述建設項目概況，開展水土保持監測的意義、任務來源以及監測任務的組織實施等。

2）編制依據：包括法規、規章、規范性文件、技術規范與標準和相關資料等。

3）項目及項目區概況：包括項目建設概況、項目區自然和社會經濟情況、項目區水土流失及其防治情況等。

4）水土保持監測布局：包括監測區域、范圍、分區和監測的程序等。

5）監測內容和方法：說明監測的內容和采取的主要方法。

6）監測結果分析：包括防治責任范圍動態變化分析、項目區土壤侵蝕環境因子狀態動態變化分析、水土保持防治效果分析等。

7）結論及建議：包括工程建設水土流失及其防治的綜合評價、存在問題和有關建議等。此外，監測報告還應包括監測數據、附圖和附件。

監測表格指監測過程中填寫完成的表格，要求各表格詳細準確。

監測圖件要求包括工程地理位置圖、水土流失防治責任范圍圖、工程建設前水土流失現狀圖、水土保持措施布局圖和工程竣工后水土保持現狀圖等。

7.2監測要求

1）水土流失監測必須由具有相應水土保持監測資質的單位承擔，既可利用現有人員、設備的優勢，又便于水土保持部門對水土流失防治的宏觀管理及將水土流失監測站點納入市、縣水土流失監測網絡中，統一管理。結合本項目實際情況，應由具有甲級監測資質的單位承擔本項目的監測工作。

2）由監測單位按監測要求編制監測計劃并實施監測；明確委托方（建設單位）、承擔方（監測單位）的職責和義務。

3）確定監測工作的組織領導機構、人員、責任以及資金管理使用制度；對參與監測工作的人員進行實地培訓。

4）建立和健全監測工作的質量保證體系，每次監測前，對儀器進行檢驗，合格后方可投入使用。

5）建立各種數據需求模型，及時收集和挖掘歷史資料，并建立數據庫。

6）加強數據的質量保證和質量控制體系，采集和收集的數據要及時整理、建檔和建立數據庫；每次監測需填寫監測表，年底編制年度監測報告，監測成果定期向業主和水行政主管部門報告。

參考文獻

GB 50433-2008.開發建設項目水土保持技術規范中國計劃出版社，2008.01-14.

水土流失防治效果監測主要通過實地調查和核算的方法進行。

水土保持措施的保土效益按照GB/T15774—1995《水土保持綜合治理效益計算方法》進行；攔渣效益通過量測實際攔渣量進行計算。

6.2.6水土流失六項防治目標監測

1）擾動土地整治率

根據工程設計資料，結合野外實地調查，統計各防治區內水土保持防治措施面積、永久建筑面積、水面積及擾動地表面積，分別計算各防治區的擾動土地整治率。

2）水土流失總治理度

通過實地調查和工程設計資料分析，統計分析各防治區的水土流失面積和水土保持防治措施面積，兩者相除得出水土流失總治理度。

3）土壤流失控制比

根據定位觀測得到的土壤侵蝕量，類比分析計算出各防治區的土壤侵蝕量，再計算各防治區的水土流失控制比，采用加權平均法計算本工程的土壤流失控制比。

4）攔渣率

通過實地調查、現場量測和統計分析，計算排土場的棄渣流失量，用棄渣量減去棄渣流失量得攔渣量，進一步算出該排土場的攔渣率。

5）林草植被恢復率

通過實地調查、現場量測和統計分析，得出實施植物措施面積及可以采取植物措施的面積，算得林草植被恢復率。

6）林草覆蓋率

通過實地調查、現場測量和統計分析，確定已實施的植物措施面積與項目建設區面積，計算林草覆蓋率。

綜上所述，各時期水土保持監測內容及監測頻次見表6-1。

7.監測成果和要求

7.1監測成果內容

水土保持監測成果要求主要包含水土保持監測報告、監測相關表格和圖件。水土保持監測報告要求主要包括以下七方面的內容。

1）綜合說明：概述建設項目概況，開展水土保持監測的意義、任務來源以及監測任務的組織實施等。

2）編制依據：包括法規、規章、規范性文件、技術規范與標準和相關資料等。

3）項目及項目區概況：包括項目建設概況、項目區自然和社會經濟情況、項目區水土流失及其防治情況等。

4）水土保持監測布局：包括監測區域、范圍、分區和監測的程序等。

5）監測內容和方法：說明監測的內容和采取的主要方法。

6）監測結果分析：包括防治責任范圍動態變化分析、項目區土壤侵蝕環境因子狀態動態變化分析、水土保持防治效果分析等。

7）結論及建議：包括工程建設水土流失及其防治的綜合評價、存在問題和有關建議等。此外，監測報告還應包括監測數據、附圖和附件。

監測表格指監測過程中填寫完成的表格，要求各表格詳細準確。

監測圖件要求包括工程地理位置圖、水土流失防治責任范圍圖、工程建設前水土流失現狀圖、水土保持措施布局圖和工程竣工后水土保持現狀圖等。

7.2監測要求

1）水土流失監測必須由具有相應水土保持監測資質的單位承擔，既可利用現有人員、設備的優勢，又便于水土保持部門對水土流失防治的宏觀管理及將水土流失監測站點納入市、縣水土流失監測網絡中，統一管理。結合本項目實際情況，應由具有甲級監測資質的單位承擔本項目的監測工作。

2）由監測單位按監測要求編制監測計劃并實施監測；明確委托方（建設單位）、承擔方（監測單位）的職責和義務。

3）確定監測工作的組織領導機構、人員、責任以及資金管理使用制度；對參與監測工作的人員進行實地培訓。

4）建立和健全監測工作的質量保證體系，每次監測前，對儀器進行檢驗，合格后方可投入使用。

5）建立各種數據需求模型，及時收集和挖掘歷史資料，并建立數據庫。

6）加強數據的質量保證和質量控制體系，采集和收集的數據要及時整理、建檔和建立數據庫；每次監測需填寫監測表，年底編制年度監測報告，監測成果定期向業主和水行政主管部門報告。

參考文獻

GB 50433-2008.開發建設項目水土保持技術規范中國計劃出版社，2008.01-14.