西氣東輸二線新疆段主要水土保持監測方法

木哈買提·尼亞孜

(新疆維吾爾自治區水土保持生態環境監測總站，新疆 烏魯木齊 830000)

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西氣東輸二線新疆段主要水土保持監測方法

木哈買提·尼亞孜

(新疆維吾爾自治區水土保持生態環境監測總站，新疆 烏魯木齊 830000)

[摘要]西氣東輸二線新疆段(霍爾果斯—星星峽段)經過伊犁山間盆地、天山山地、天山北麓傾斜平原、吐哈盆地等地貌區和艾比湖風區、達坂城風區、吐魯番三十里風區及哈密百里風區，總長1 395 km。管線經過區域水土流失以中、強度為主，流失類型以風力侵蝕為主，水力侵蝕面積相對較小但破壞性極強。在開展水土保持監測過程中，考慮到區域條件及水土流失特點，選用的監測方法主要有地面定位監測、調查監測、遙感監測等。

1工程及工程區概況

西氣東輸二線工程西起新疆的霍爾果斯口岸，東至浙江、上海，南至廣東、廣西，途經新疆、甘肅、寧夏、陜西、河南、湖北、江西、廣東、安徽、江蘇、浙江、上海、湖南、廣西、香港等15個省(區、市)，總體走向由西北向東南。主體工程由1條輸氣主干線、6條支干線、2條主干線聯絡線和3座配套地下儲氣庫組成，線路總長9 102 km，設計輸氣能力300億m3/a。

西氣東輸二線新疆段(霍爾果斯—星星峽段)，在新疆境內經過伊犁、博爾州、塔城、烏魯木齊、昌吉、石河子、吐魯番、哈密8個地(州、市)的16個縣(市)，總長1 395 km。經過伊犁山間盆地、天山山地、天山北麓傾斜平原、吐哈盆地等地貌區。土壤主要為灰鈣土、灰漠土、鹽土、風沙土、灌淤土等。沿途年降水量30～290 mm，西段多，東段少，降雨集中且多暴雨。經過艾比湖風區、達坂城風區、吐魯番三十里風區和哈密百里風區，其中達坂城風區、吐魯番三十里風區、哈密百里風區等是大風區，8級以上大風日每年均在100 d以上。所經區域水土流失以中、強度為主，流失類型以風力侵蝕為主，水力侵蝕面積相對較小但破壞性極強。

2監測時段及內容

2.1監測時段及頻次

根據工程建設實際與監測委托合同，按照水土保持監測規程的要求，確定施工期和運行初期2個監測時段，其中施工期監測時段為11個月，運行初期為8個月。在全面巡查的基礎上，對重點地段的水土流失進行動態監測，雨季每月定期對水蝕動態進行1次監測，風季每月定期對風蝕動態進行1次監測，對風速大于5 m/s和降水量大于20 mm/d的情況進行加測，在發生特大暴雨、大風時再進一步加測。由于本項目水土保持監測開展得相對滯后，所以在監測工作開展前期，進行全面調查，對每處典型地段進行1次重點監測，收集水土流失背景資料，補充施工準備期的監測資料。

2.2監測內容

①防治責任范圍。通過監測建設過程中臨時占地面積及直接影響區的面積變化，確定建設過程中實際的防治責任范圍。②棄土棄渣。主要監測棄土棄渣的位置、數量、流轉工序,土方區間調配、利用和堆放方式及防護情況。③水土保持措施落實情況。監測水土保持工程措施、臨時防護措施實施數量、質量及完好程度、運行情況、措施的攔渣保土效果。④風沙侵蝕量、沉積量的變化。采用測釬法、集沙缸法及集沙儀法進行多點位、多頻次監測，經綜合分析，得出不同擾動類型的水土流失量變化情況。

2.3監測重點地段選擇

本項目是國家重點新建特大型Ⅰ級工程，線路長，空間跨度大，項目水土保持監測工作規模大、對象復雜。根據監測要求和項目水土流失特點，依照土壤侵蝕分布特點及野外考察結果，在侵蝕地貌類型變化程度較大、與人類活動關系密切的地段設置監測點，并實行重點監測。對管線長度、地貌、氣候、土地類型、土壤植被、水土流失等進行對比分析，確定天山山地、吐哈盆地等為本工程的重點監測區域。隧道工程施工場地，河流、公路及鐵路穿越工程，站場工程、道路工程、取棄土場、棄渣場是水土保持監測的重點對象。全線共布設34個監測點，其中定位監測點20個(測釬法監測點18個，簡易徑流小區法監測點2個)、調查監測點14個。考慮到工程線路長，每個定位監測點均由2個監測小區組成，即擾動監測小區和背景值對照監測小區。

3主要監測方法

3.1地面定位監測

3.1.1水蝕區定位監測

主要用于天山山地的果子溝地段，采用的方法有簡易徑流小區法、坡面細溝水土流失監測法和堆積體積法。①簡易徑流小區法。以坡面為徑流場，設簡易徑流小區，實際規格為2 m×3 m，四周設截水墻，小區上方及兩側設簡易截流溝及排水溝，小區下端設梯形集水槽，集水槽用固定油毛氈覆蓋，槽下設集流桶。每次降雨后，收集氣象資料，同時觀測集流桶內泥水量，并充分攪拌，取泥水樣，分別分析徑流量和土壤流失量，分析水土流失狀況。②坡面細溝水土流失監測法。公路邊坡土質開挖面、土或土石混合或粒徑較小的石礫堆等坡面的水土流失量的測定采用坡面細溝水土流失監測法。在選定的坡面，量測坡面形成初期的坡度、坡長、坡面組成物質、土壤容重等，并記錄造成侵蝕的每次降雨。在每次降雨或多次降雨后，量測侵蝕溝的體積，得出溝蝕量，并通過溝蝕占水蝕的比例(50%～70%)，計算水土流失量。③堆積體積法。在開挖和填筑邊坡坡腳、取土場、棄渣場等監測區域的水流出口溝洼處，流失的土壤會形成堆積體，量算堆積體體積，推算土壤流失量。

3.1.2風蝕區定位監測

主要采用測釬法、集沙儀法、集沙缸法、混合法。①測釬法。每次觀測以毫米量度地面刻度數字，同時觀測或收集氣象數據等資料。②集沙儀法。采用16方位集沙儀，觀測不同方位輸沙量。集沙儀布設場地應平坦、空曠，周邊無障礙，加大觀測頻次，及時清理、記錄。③集沙缸法。在監測點將集沙缸埋入地下，保持缸口與地表相平，每次觀測集沙缸內風沙量，分析其組成。④混合法。在部分監測點，為提高監測數據的準確性，將測釬法與集沙儀、集沙缸法配套使用。

3.2調查監測

(1)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，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、渣體高度等采用地形測量法，棄渣量及其堆放面積采用全站儀進行實地測量。

(2)項目區林草覆蓋度。項目區林草覆蓋度利用高精度GPS，結合GIS分析技術，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，現場量測、計算覆蓋度，再計算項目區的林草覆蓋度。具體方法為：①林地覆蓋度的監測采用樹冠投影法。②灌木覆蓋度的監測采用線段法。③草地覆蓋度的監測采用針刺法。樣方規格喬木林為60 m×20 m，灌木林為10 m×10 m，草地為2 m×2 m。

3.3遙感監測

本工程空間跨度大，多為無人區，采取全線普查法獲取水土流失數據的難度大、費用高、時間長。因此，監測區域的土壤侵蝕背景數據及施工前后擾動、治理效果等，主要通過遙感監測與典型調查相結合的方式獲得。以遙感影像為數據源，按照《水土保持監測技術規程》要求，對監測區域進行外業調查，建立遙感解譯標志，通過解譯，獲得監測區域在施工前后各種土地利用類型、土壤侵蝕類型和侵蝕強度的分布、面積和空間特征數據。采用人機交互式解譯法進行監測。首先，結合全線野外調查，在重點監測地段建立解譯標志；其次，在GIS軟件支持下，由參加野外考察、經驗豐富的土壤侵蝕和遙感專業人員在GIS平臺提取信息，評判水土保持設施狀況及其防治效果。同時，采用對比監測法，分析重點地段施工前后土地利用、土壤侵蝕、水土保持措施及其防治效果等指標。

3.4實地調查、抽樣調查

水土流失防治效果監測主要通過實地調查、抽樣調查和核算方法進行。如攔渣效益通過量測實際攔渣量進行計算獲得，植物措施成活率、保存率和生長情況采用實地調查方法獲取，挖方、填方邊坡的防護情況及穩定情況采用抽樣調查方法獲取等。

(責任編輯孫占鋒)

[中圖分類號]S157.2

[文獻標識碼]C

[文章編號]1000-0941(2016)07-0069-02

[作者簡介]木哈買提·尼亞孜(1969—)，男(維吾爾族)，新疆烏魯木齊市人，高級工程師，學士，從事水土保持技術與管理工作。

[收稿日期]2016-01-10

[關鍵詞]水土保持監測；監測方法；風蝕監測；水蝕監測；西氣東輸二線新疆段