三峽庫區生產建設項目水土保持監測實踐
——以新建鄭州至萬州鐵路重慶段為例

胡 紅，謝成名

(1.海河水利委員會 海河流域水土保持監測中心站，天津 300171；2.渝萬鐵路有限責任公司，重慶 400014)

新時代水土保持工作總的思路和要求是，把工作重心切實轉變到監管上來，在監管上強手段，在治理上補短板，要把生產建設活動造成的人為水土流失作為監管的重中之重。水土保持監測是水土保持監管工作的重要基礎，而生產建設項目的水土流失監測是水土保持監測工作的重要內容，通過水土保持監測摸清水土流失類型、強度和危害，及時掌握水土流失發生發展的變化趨勢，同時進一步研究生產建設項目水土保持監測理論與技術，具有十分重要的現實意義。筆者以新建鄭州至萬州鐵路重慶段工程為例，總結其主要做法，討論了三峽庫區生產建設項目水土保持監測現狀。

1 工程概況

鄭萬鐵路是中國鐵路網中長期規劃的重要客運專線，是聯系鄭州等中原地區和重慶等西南地區的主要客運快速通道，也是北京打造10 h交通圈的基礎，對促進河南、湖北、重慶等地及沿線地區社會經濟發展具有重要的意義。其中重慶段全長183.865 km，橋隧比重98.34%，設計時速350 km/h，于2016年12月開工建設，預計2021年完成全線建設任務。鄭萬鐵路重慶段位于長江流域國家級水土流失重點治理區的三峽庫區治理區內，這里也是重慶市水土流失重點防治區，區位生態意義重大。

2 水土保持監測工作開展情況

2.1 監測目標和任務

監測目標和任務是：從保護水土資源和維護生態環境出發，運用多種手段和方法，對工程建設過程中的水土流失影響因子、水土流失防治責任范圍、水土流失狀況、水土保持措施及其效果進行動態監測；從監管角度出發，抓住問題，認定問題，追究責任，為工程安全建設、運行和生態環境安全保駕護航，為建設單位提供“保姆式”服務，為各級水行政主管部門進行水土保持監督管理提供科學依據。

2.2 監測內容

監測內容有：在施工準備期對項目區水土流失背景值進行監測，對項目區地形地貌、地面組成物質、植被類型、水文、氣象、土壤類型及面積、水土流失類型、土地利用現狀、水土保持措施數量與質量等基本情況進行調查，分析掌握項目區水土流失背景情況。在工程施工期對擾動土地情況、水土流失情況、水土保持措施等情況進行監測，其中擾動土地情況包括擾動范圍、面積及其變化情況等；水土流失情況主要包括土壤流失面積、土壤流失量、棄土(石、 渣)潛在流失量和水土流失危害等內容；水土保持措施有工程措施、植物措施和臨時措施，包括措施類型、開(完)工日期、位置、規格、尺寸、數量、防治效果、運行狀況等。

2.3 監測分區與頻率

按新建鄭州至萬州鐵路重慶段水土保持方案、水土流失特點及項目主體工程布局，將項目區分為 7 個水土保持監測分區，分別為路基工程區、站場工程區、橋梁工程區、隧道工程區、棄渣場區、施工便道區和施工生產生活區。

鄭萬鐵路重慶段水土保持監測項目部嚴格按照《生產建設項目水土保持監測規程(試行)》要求，監測頻次一般部位1 個月監測一次，重點部位10～15 日監測一次，遇到特殊災害性天氣隨時加測。對棄渣場防治區全覆蓋，每月利用無人機航拍監測，對每個渣場進行全方位監測，保證實現對棄渣場防治區的及時動態監測。

2.4 監測手段

(1)常規方法。常規監測方法主要包括地面監測、調查巡測、資料分析等。地面監測主要采用插釬法和簡易徑流小區法；調查巡測是通過實地調查施工現場，將數據記錄、填表，及時掌握各種水土流失情況；資料分析是通過收集整理設計和施工圖等相關資料進行分析計算，獲取監測數據。

(2)高分辨率衛星遙感技術。根據工程施工情況，分別獲取項目區施工過程前(原地貌)、施工過程中每年和水土保持設施運行初期(自然恢復期)等時段的遙感影像(高分一號、二號，SPOT，QUICKBRID等)，分辨率達到米級。通過目視解譯勾繪主體工程擾動地塊、棄渣場、施工營地、施工便道等的位置、范圍和水土保持措施尺寸、數量等，通過目視觀察，從正射影像中目視解譯得到棄渣場類型、水土流失情況、水土保持措施等信息。

(3)無人機低空遙感技術。考慮到工程具有建設線路長，施工周期長，擾動和破壞地表及植被面積大，挖、填、排、棄土石方量大，沿線棄渣場數量多，水土保持監測難度大等特點，為滿足《生產建設項目水土保持監測規程(試行)》的監測頻次要求，提高監測質量，采用無人機對項目區重點部位進行監測，主要為棄渣場、站場和臨時堆放場。實施時段為施工初期、施工過程中每年和水土保持設施運行初期(自然恢復期)等，分辨率達到厘米級。通過目視解譯勾繪主體工程擾動地塊、棄渣場、施工營地、施工便道的位置、范圍和水土保持措施尺寸、數量等，通過解譯從正射影像和三維實景模型中得到棄渣場類型、水土流失情況、水土保持措施等信息。利用各期航測形成的數字表面模型DSM進行挖填方分析，用以監測挖方量、堆渣方量、表土剝離體積、潛在水土流失量等。

2.5 監測結果

至2020年底，工程累計擾動面積538.77 hm2，其中路基區6.52 hm2，橋梁區21.5 hm2，隧道區18.46 hm2，站場區55.88 hm2，棄渣場241.64 hm2，施工便道區115.22 hm2，施工生產生活區79.55 hm2。工程啟用棄渣場實際棄方量1 963.83萬m3；累計完成表土剝離168.45萬m3，土地整治314.20 hm2，排水溝30 794.38 m3，復耕10.8 hm2，護坡18 941.62 m3，棄渣擋墻190 515.21 m3；累計完成植物措施喬木6 737株，灌木301 362株，植草133 509 m2，生態護坡37 911 m2；累計完成臨時措施編織袋擋護96 654 m3，土質排水溝31 084.60 m3，土工布45 877.60 m2，沉沙池324處。工程2020年度的土壤流失量為3 565 t。

水土保持監測情況表明，總體上參建單位重視水土保持方案的落實，積極實施水土保持措施，使水土保持措施和主體工程同步進行、相互協調，有效地防治了各水土保持監測分區的水土流失。

3 主要做法

3.1 配備監測人員和儀器設備

建設單位成立了水土保持監測項目部，并在項目所在地掛牌辦公。監測項目部包括總監測工程師、副總監測工程師、監測工程師、監測員、司機等。結合鄭萬鐵路重慶段工程特點，項目部配備了無人機、激光測距儀、亞米級GPS及計算機、多功能一體機等。

3.2 利用高新技術

高分遙感技術具有大范圍、多頻次、高清晰的優勢，無人機技術具有低空高分辨率、航拍和測圖效率高、外業成本低、快速、隨時可操作的特點，并且不受交通條件的限制。本項目利用高分遙感技術及低空無人機技術實現了對項目區全防治責任范圍的監測，以及重點部位的全方位高頻率的監測，實現了項目區宏觀和微觀監測的有機結合，可全面、及時、快速獲取水土流失情況。

3.3 創新監測制度與機制

項目部嚴格遵守國家水土保持相關法律法規和監測技術規范，結合項目實際制定了完善的鄭萬鐵路水土保持監測制度，包括監測目標、機構設置、人員職責、監測實施程序、進度控制、質量控制、工作管理、安全保障等，這些制度規范了監測人員的行為，保障了項目部運作規范有序、科學合理。

此外，監測項目部實行水土保持監測意見書及水土保持監測簡報制度，及時如實地反映外業監測過程中水土流失和水土保持情況，并針對發現的問題提出專業的水土保持意見和建議，并發送建設單位、相關監理單位和施工單位，針對存在的問題建立問題庫，整改完成后才進行銷號，加大對違反水土保持相關規定的懲罰力度，切實落實水土保持監測工作。

3.4 制定數據采集及數據提取標準

制定水土保持監測數據采集標準，及時整編實地量測數據、無人機遙感數據、衛星遙感數據等監測資料，結合以往水土保持數據采集經驗，建立健全監測資料整編制度和技術標準，加強技術人員培訓和過程質量控制，提高了水土保持監測成果質量，更加有效地完成了水土保持監測工作。

4 討 論

(1)項目所在區域屬長江經濟帶，是習近平總書記明確提出“共抓大保護、不搞大開發”的區域，同時，項目所在地云陽、奉節、巫山縣剛脫貧摘帽，急需通過開發建設，鞏固脫貧成果，提高當地生活水平。因此，三峽庫區生產建設項目在開發的同時需要高度重視生態環境保護，從水土保持角度出發選址選線，開發過程中做好防護措施，做到保護性開發，尤其是表土資源保護、三峽蓄水造成的消落帶生態保護、渣土的綜合利用等，這就需要水土保持監測工作必須到位，為監督管理提供技術支撐，為周圍生態環境保駕護航。

(2)三峽庫區內山高坡陡、谷深水急、雨量大而集中，地表外動力侵蝕強烈，生態環境脆弱，具有發生水土流失的潛在條件[1]。鐵路工程項目具有擾動面積大、周期長等特點，因此水土保持監測難度大、要求高，傳統水土保持監測技術手段無法滿足三峽庫區生產建設項目水土保持監測需要，需運用多種手段和方法，增加監測頻率、做到監測人員到位、儀器設備到位、管理制度到位、檔案資料到位、溝通協調到位、監測成果到位[2]等，以便及時、準確、全面、客觀反映建設過程中的水土流失和水土保持情況。

(3)監測技術手段要高精化。一是監測技術實時性。大型棄渣場、涉河大橋和高陡邊坡等風險較高的監測點需要實時掌握情況，傳統的調查監測、地面觀測及無人機遙感技術都無法實現實時監控，需要引進視頻監控技術。二是監測技術精準化。新時期生產建設項目的擾動范圍監測、水土流失量監測和土石方量監測等需要進一步精準化，如按照水利部辦公廳關于印發《生產建設項目水土保持方案變更管理規定(試行)》，棄渣場堆渣量超過20%以上的，生產建設單位應當在棄渣前編制水土保持方案(棄渣場補充)報告書，報原批準單位審批，如何把握20%的量，目前監測精度不能完全滿足，需要研究融合計算機技術、“3S”技術等的棄渣方量精確計算軟件。