水土保持監測在西南地區水電站工程中的應用探討

陳 磊，阮彥霖，李江鵬(四川西晨生態環保有限公司，四川 成都 611130)

水土保持監測在開發建設項目水土保持工作中具有十分重要的地位。通過水土保持監測及時掌握建設過程中的水土流失，并通過政府監督和工程監理及時加以控制，可使水土流失減到最少[1-3]。以錦屏二級水電站工程建設過程中的水土保持監測實踐為例，對西南地區水利水電工程建設過程中的水土保持監測工作進行了分析和探討。

1 項目及項目區概況

錦屏二級水電站為引水式電站，屬Ⅰ等大(1)型工程，工程開發任務為發電，裝機容量為4 800 MW，多年平均發電量為243.7億kW·h，水庫死水位為1 640 m，正常蓄水位為1 646 m。電站工程樞紐為低閘、長隧洞、尾部地下廠房的布置形式，主體樞紐工程分為攔河閘、引水系統和地下廠房樞紐三大部分。

項目區屬川西高原氣候區，主要受西風環流及西南季風影響，多年平均降水量為787.6 mm，項目區屬以水力侵蝕、重力侵蝕為主的西南土石山區，容許土壤流失量為500 t/(km2·a)，土壤流失背景值為1 912 t/(km2·a)。

2 監測時段

根據《水土保持監測技術規程》(SL 277—2002)和《生產建設項目水土保持監測規程(試行)》要求，生產建設項目水土保持監測一般可劃分為監測準備、監測實施、監測總結三個階段，根據項目施工進度劃分，監測一般分為項目施工準備期、施工期和林草植被恢復期三個階段。

水電站項目施工期普遍較長，大型水電站項目施工工期一般都在5年以上，而開發建設項目水土流失的主要時段是項目施工期，也是項目建設過程中持續時間最長的一個時段，因此做好施工期的水土保持監測工作，就做好了項目水土保持監測的主要工作。另外，對施工準備期和林草恢復期的監測工作而言，更主要的是監測其土壤流失背景值、原始地貌和水土保持措施發揮效益情況等。

本項目于2007年5月開工建設，2016年6月通過水土保持設施竣工驗收，因此本項目監測時段包括施工準備期監測(2007年4—5月)，施工期監測(2007年6月至2015年6月)，林草恢復期監測(2015年7月至2016年6月)。

3 監測內容

按照《水土保持監測技術規程》(SL 277—2002)和《生產建設項目水土保持監測規程(試行)》的要求，開發建設項目水土保持監測內容主要包括以下幾個方面：

(1)擾動土地情況監測，包括擾動土地面積、范圍、土地利用類型及變化情況。

(2)取土(石、料)棄土(石、渣)監測，包括取土場、棄土場及臨時堆放場的數量、位置、方量、表土剝離、防治措施落實情況等。

(3)水土流失情況監測，包括土壤流失面積、土壤流失量、取土棄土潛在土壤流失量和水土流失危害等內容。

(4)水土保持措施監測，包括水土保持措施類型、開(完)工日期、位置、規格、尺寸、數量、林草覆蓋度、防治效果、運行狀況等。

水電站項目建設分區一般包括樞紐建筑物區、棄渣場區、料場區、施工道路區、水庫淹沒區、施工臨時占地區等，本項目的監測內容應該結合水保方案中的防治分區進行，根據規范并結合各個分區實際情況進行監測，同時根據主體工程施工進度實時調整監測內容，既不能死摳規范，亦不能隨心所欲地脫離實際監測，這樣才能在監測過程中準確、客觀地反映出項目建設過程中水土保持工作落實情況。

本項目根據批復的水土保持方案報告書和水土保持監測技術規程，確定監測內容為擾動土地情況監測、棄土取土監測、水土流失情況監測、水土保持措施監測四個方面，具體監測指標與規范一致。

4 監測方法

根據《水土保持監測技術規程》，當前水土保持監測方法主要有遙感監測、地面觀測、調查監測三大類。

(1)地面觀測主要有徑流小區法、簡易觀測場、侵蝕溝觀測場、沉沙池、定點觀察等方法，主要應用于擾動地表區域土壤流失量的監測，通常選擇布置在具有代表性的地段進行定期或不定期監測[3]。地面監測法中，除標準徑流小區法外，其他監測法一般具有成本低、投入少、獲取數據快捷、簡便等優點，但同時也具有監測數據誤差大、監測設施容易受人為破壞、監測工作量大等缺點。

(2)調查監測一般有普查、典型調查和抽樣調查三種[4]，是目前監測中最常用的監測方法之一，主要用于林草植被生長情況監測、棄土棄渣情況監測、擾動地表監測和水土保持措施落實情況監測，調查監測具有靈活、方便、直觀等優點，但同時也具有準確度低、工作量大等缺點。

(3)遙感監測是利用遙感圖像及時準確地獲取施工區植被狀況、擾動土地、水土保持措施實施情況等信息，具有廣泛性、時效性、快速性、直觀性等優點，是近年來發展起來的新監測方法[3]，在高分辨率遙感影像基礎上通過提取、分析、對比土地利用類型、植被覆蓋度、土壤侵蝕強度和水土保持措施實施情況等，可以快速直觀地獲取本項目建設過程中的水土保持情況。

除此之外，目前水土保持監測中應用到的監測技術還有GIS技術、無人機技術、核元素示蹤技術和三維激光掃描技術等新型的監測技術[5-6]，其中無人機監測技術這兩年得到了迅速普及和推廣。

本項目位于高山峽谷區域，土壤侵蝕類型以水力侵蝕和重力侵蝕為主，項目擾動地表面積大、施工時間長、項目區植被生長情況復雜，僅僅使用一種監測方法難以準確、全面、客觀地反映本項目建設過程中的水土流失特點。根據項目區實際情況，結合監測技術規范，在監測過程中主要使用了標準徑流小區法，用以監測項目區土壤流失背景值，使用簡易觀測場、侵蝕溝觀測場、沉沙池法監測各個施工分區土壤侵蝕量。對于水土保持措施實施情況，主要運用了收集資料、巡查、現場調查等方法進行監測，另外本項目在建設過程中共使用無人機遙感監測三次，分別是在項目開工建設前、施工期和林草植被恢復期，通過對比三個時間段遙感影像資料，可直觀地看出項目建設對項目區環境的影響。

5 監測頻次

根據《水土保持監測技術規程》(SL 277—2002)和《關于規范生產建設項目水土保持監測工作的意見》(水保〔2009〕187號)的要求，對正在使用的棄土、棄渣場和正在實施的水土保持措施要求每10天監測一次，對擾動地表面積、水土保持工程措施攔擋效果每月監測一次，對主體工程進度、水土流失影響因子、水土保持植被生長情況每3個月監測一次，遇到暴雨、大風天氣增加監測次數，水土保持災害事件發生一周內完成監測。

由于本項目所處區域屬于西南土石山區，項目區土壤侵蝕以水力和重力侵蝕為主，因此本項目重點監測時段應該為每年的雨季，即5—10月份。在雨季本項目實施了駐點監測，在非雨季則嚴格按照規范要求進行監測，本項目監測頻次可以滿足監測數據需要，確保監測數據的準確。

6 監測結果及分析

通過監測，項目在施工過程中共產生水土流失量5.85萬t，較方案預測的111.9萬t大幅度減少，說明工程在建設過程中采取了有效的水土流失防治措施。另外，本項目水土流失防治六項指標均達到了水保方案設計要求，其中擾動土地整治率達98.94%，水土流失總治理度為98.34%，攔渣率為97.86%，土壤流失控制比為1.30，林草植被恢復率為98.05%，林草覆蓋率為42.12%。

7 結 語

開發建設項目在施工過程中不可避免地會對原地貌產生大范圍的擾動，破壞原有的水保設施，造成一定程度的水土流失。因此，加強水土保持監測工作，充分運用水土保持監測工作中取得的監測成果，可以及時發現項目建設過程中存在的水土流失問題。同時，由于不同區域地形地貌、植被、雨水等自然因子有所差異，因此科學選用水土保持監測方法，確定監測內容和頻次，有助于準確、客觀、真實、全面地反映出項目水土流失情況，才能更好地服務建設單位并為水行政部門提供參考，為國家制定水土保持方針政策提供依據。

[1] 李智廣.開發建設項目水土保持監測[M].北京：中國水利水電出版社，2008：220-228.

[2] 趙永軍.水土流失防治責任范圍的界定[J].中國水土保持，2005(1)：21-23.

[3] 余銘銓，王健.生產建設項目水土保持監測技術與方法探討[J].亞熱帶水土保持，2016，28(4)：54-58.

[4]中華人民共和國水利部.水土保持監測技術規程：SL 277—2002[S].北京：中國水利水電出版社，2002：35-37.

[5]郭索彥，李智廣.新技術在我國水土保持監測工作中的應用 [J].中國水利，2006(12)：25-27.

[6]姜艷艷，趙松源，王劍峰.無人機遙測技術在水土保持監管中的應用[J].中國水土保持，2015(9):73-76.