水利工程項目水土保持監(jiān)測探討

侯進平

（新疆維吾爾自治區(qū)水利廳水土保持處，新疆 烏魯木齊 830000）

1 工程概況

阿爾塔什水利樞紐工程位于莎車縣霍什拉甫鄉(xiāng)與原庫斯拉甫鄉(xiāng)交界位置，工程水庫總庫容23.95 億m3，設(shè)計蓄水位1820 m，電站總裝機容量745 MΩ，為大（I）型一等工程，工程建成后將惠及南疆克孜勒蘇柯爾克孜自治州以及喀什、和田等地區(qū)。阿爾塔什水利樞紐工程處于高地震烈度區(qū)，在高面板堆石壩、高邊坡危巖體處理及深河床覆蓋等方面存在技術(shù)困難，被稱為“新疆的三峽工程”。葉爾羌河流域曾是塔河第一大支流，阿爾塔什水利樞紐工程是葉爾羌河流域山區(qū)河段控制性水利工程，工程建成后在確保塔河生態(tài)供水的基礎(chǔ)上，發(fā)揮防洪、灌溉、發(fā)電等功能，該水利樞紐工程開建于2011 年10 月，并與2019 年11 月下閘蓄水，樞紐工程預(yù)計全部完工時間為2022 年3 月。工程區(qū)現(xiàn)有水土流失是以地表徑流沖刷所致水力侵蝕為主的面蝕，其次為溝蝕，水土流失強度1681 t/（km2·a），屬于輕度流失。隨著工程的建設(shè)，原地貌遭到擾動與破壞，大量棄土棄渣不合理堆放，必將增大工程區(qū)內(nèi)水土流失強度與規(guī)模，據(jù)預(yù)測，阿爾塔什水利樞紐工程建設(shè)將使區(qū)內(nèi)水土流失強度增大為8240 t/（km2·a），造成9.86×104t 的水土流失量，為此，加強項目建設(shè)過程中工程區(qū)內(nèi)水土保持監(jiān)測意義重大。

2 水土保持監(jiān)測設(shè)計

阿爾塔什水利樞紐工程建設(shè)單位應(yīng)委托具有水土保持監(jiān)測資質(zhì)的水土流失監(jiān)測單位對項目水土流失程度進行監(jiān)測。

2.1 監(jiān)測范圍與時段

2.1.1 監(jiān)測范圍

本工程的監(jiān)測范圍為整個水土流失防治責(zé)任范圍，水利樞紐工程的實施擾動原地貌、損壞土地及植被面積達3211.52 hm2。根據(jù)水利樞紐工程建設(shè)對地表擾動程度及水土流失預(yù)測結(jié)果，主體工程區(qū)、砂礫石料場、進場道路為重點監(jiān)測區(qū)域；其他區(qū)域為常規(guī)監(jiān)測區(qū)域。

2.1.2 監(jiān)測時段

本項目為大型水利樞紐建設(shè)項目，依據(jù)《生產(chǎn)建設(shè)項目水土保持技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（GB 50433-2018）和《生產(chǎn)建設(shè)項目水土保持監(jiān)測與評價標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T 51240-2018），為進行水利樞紐工程實施對環(huán)境擾動及水土流失程度的確定，以及工程實施后環(huán)境影響的評價[1]，將本項目監(jiān)測時段設(shè)定為2019 年11 月～2025 年3 月。

2.2 監(jiān)測內(nèi)容與方法

2.2.1 監(jiān)測內(nèi)容

按照水利部《生產(chǎn)建設(shè)項目水土保持監(jiān)測與評價標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T 51240-2018）及水利部令第12 號文的相關(guān)規(guī)定，按照阿爾塔什水利樞紐工程建設(shè)規(guī)模，其水土保持監(jiān)測內(nèi)容必須涵蓋工程區(qū)地形地貌改變、工程施工占地、施工擾動地表面積、施工挖填方土方量、水土流失主要形式、水土流失規(guī)模、水保主要措施、實施效果等方面。根據(jù)文件及工程實際情況，本工程監(jiān)測主要項目按水土流失規(guī)模和水保措施實施效果兩個方面設(shè)置，具體內(nèi)容見表1。

2.2.2 監(jiān)測方法

依據(jù)《生產(chǎn)建設(shè)項目水土保持監(jiān)測與評價標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T 51240-2018），根據(jù)本工程建設(shè)規(guī)模、所使用原材料等級、機械設(shè)備型號等情況，本工程應(yīng)當(dāng)采用調(diào)查監(jiān)測與定位監(jiān)測相結(jié)合的水土流失規(guī)模及水保措施實施效果監(jiān)測方法。

（1）調(diào)查監(jiān)測

表1 阿爾塔什水利樞紐工程水土保持監(jiān)測項目及內(nèi)容

針對阿爾塔什水利樞紐工程占地面積、工程規(guī)模、可能及已經(jīng)發(fā)生的生態(tài)擾動規(guī)模、工程挖填方量、棄土棄渣量、材料及設(shè)備對方面積等進行實地調(diào)查監(jiān)測，同時與工程設(shè)計施工其余資料相結(jié)合進行水土流失規(guī)模量化分析。此外，對工程實施過程中已經(jīng)采取的水保措施類型、規(guī)模、效果等進行實地樣方調(diào)查、量測和計算[2]，包括林草種植率、林草覆蓋率、林草成活率等。

①林草覆蓋率及植被措施實施情況和效果的監(jiān)測主要通過典型樣方測量法進行，具體而言，草本植物、喬木和灌木的典型樣方投影面積分別按1 m×1 m、20 m×20 m 和5 m×5 m 設(shè)計，單位樣方重復(fù)三次進行草本植物、喬灌木的作物類型及種植規(guī)模、生長情況、成活率、覆蓋率、郁閉度、枯葉率等的記錄。

②工程措施的監(jiān)測主要根據(jù)《水土保持綜合治理效益計算方法》（GB/T 1577-1995）以及阿爾塔什水利樞紐工程實際情況選用巡視、實地定點量測以及具體調(diào)查綜合運用的措施，以便對工程實際土地資源利用程度、擾動面積、工程措施實施前后水土流失規(guī)模的變化、具體治理情況、攔渣率等工程措施實施前后的效益調(diào)查監(jiān)測與比較分析。

（2）定位監(jiān)測

本水利工程占地規(guī)模大，施工周期長，對工程區(qū)地形地貌人為擾動較大，按照《水土保持綜合治理效益計算方法》（GB/T 1577-1995）的規(guī)定，徑流小區(qū)觀測法在應(yīng)用過程中必須確保觀測期的相對穩(wěn)定性以及觀測場地設(shè)置的固定性，如果上述兩個方面都難以滿足的情況下，則徑流小區(qū)觀測法不具可操作性，為此，對于阿爾塔什水利樞紐工程上述兩個條件都不具備的情況下，應(yīng)采用簡易水土流失觀測場法和簡易坡面量測法。

①簡易水土流失觀測場法：汛前在阿爾塔什水利樞紐工程堆土的臨時坡面，按觀測設(shè)計與臨時坡面面積，將長50 cm～100 cm、直徑0.5 cm～1.0 cm 的鋼釬按0.5 m 或1.0 m 的間距以上中下、左中右呈縱橫“品”字形依次排列布設(shè)，鋼釬應(yīng)沿垂直坡面方向打入，頂部與坡面齊平，并在鋼釬或木樁頂部涂上顏色。每次降雨產(chǎn)生徑流后，觀測鋼釬或木樁頂部距離地面高度，計算土壤流失厚度和土壤流失量。按照簡易水土流失觀測場法觀測過程中，觀測重點應(yīng)放在棄渣影響自然沉降量、沉降率等方面。

圖1 水土流失簡易觀測場示意圖

②簡易坡面量測法：對阿爾塔什水利樞紐工程挖填邊坡所出現(xiàn)的水蝕規(guī)模的監(jiān)測應(yīng)采用簡易坡面量測法，測量重點放在坡長、坡度、地面組分、土壤容重等方面，在降雨后定期進行侵蝕溝體積規(guī)模的量側(cè)。具體而言，根據(jù)具體情況確定樣方面積，本工程為100 m2，在所確定的樣方內(nèi)進行侵蝕溝數(shù)量、深度、寬度、長度等的量測與計算（圖1）。

③簡易徑流小區(qū)：布設(shè)徑流小區(qū)的坡面應(yīng)具有代表性，且觀測便利；徑流小區(qū)的規(guī)格為20 m2，形狀為矩形，徑流小區(qū)的組成和平面布設(shè)按《水土保持試驗規(guī)程》（SL 419-2007）規(guī)定執(zhí)行。

2.3 監(jiān)測點位布設(shè)

水土保持監(jiān)測站點的布設(shè)根據(jù)項目擾動地表的面積、涉及的水土流失不同類型、擾動開挖和堆積形態(tài)、植被狀況、水土保持設(shè)施及其布局，以及交通、通信等條件綜合確定。監(jiān)測點的布設(shè)選取有較強代表性的點位，點位適當(dāng)集中，交通方便，便于監(jiān)測管理；不同監(jiān)測項目相互結(jié)合，避免人為活動的干擾[3]。本項目為水利樞紐工程建設(shè)類項目，在主體工程區(qū)布設(shè)2 個監(jiān)測點；砂礫石料場、進場道路設(shè)置2 個監(jiān)測點；在辦公生活區(qū)和主體工程區(qū)綠化區(qū)布設(shè)1 個監(jiān)測點；在倒運場、石炭溝料場布設(shè)2 個監(jiān)測點。本項目監(jiān)測點位分布見表2。

表2 監(jiān)測點位分布表

3 結(jié)語

水利工程建設(shè)項目的實施必然引起項目區(qū)原地形地貌的擾動，水土保持監(jiān)測單位應(yīng)針對水利工程項目水土擾動實際情況進行水土流失監(jiān)測，為項目建設(shè)單位和水行政主管部門提供治理及監(jiān)管依據(jù)。在進行水利樞紐工程項目現(xiàn)場水土流失情況監(jiān)測方案設(shè)計的過程中，應(yīng)注重水土保持責(zé)任分區(qū)和監(jiān)測內(nèi)容的結(jié)合、重點監(jiān)測與全面調(diào)查的結(jié)合，基于侵蝕強度監(jiān)測和地表擾動動態(tài)監(jiān)測，以取土棄土監(jiān)測為地表擾動類型監(jiān)測的重點。水利樞紐工程建設(shè)涉及范圍廣，開挖面多，項目區(qū)水土保持難度大，但只要結(jié)合工程建設(shè)特點，加強水土保持監(jiān)測方案設(shè)計，完善水土流失防治點、線、面結(jié)合的總體性布局，選擇適宜的攔渣、護坡、土地整治、植物綠化等水土流失防治措施，就能有效治理工程實施新增水土流失，保證工程經(jīng)濟效益和社會效益的發(fā)揮。