線型工程水土保持監(jiān)測中以“段”代“點(diǎn)”方法的應(yīng)用及缺失數(shù)據(jù)的補(bǔ)充

李鳳鳴，李純乾，叢子健

(遼寧省水土保持研究所 遼寧省水土保持重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，遼寧 朝陽122000)

線型工程水土保持監(jiān)測中以“段”代“點(diǎn)”方法的應(yīng)用及缺失數(shù)據(jù)的補(bǔ)充

李鳳鳴，李純乾，叢子健

(遼寧省水土保持研究所 遼寧省水土保持重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，遼寧 朝陽122000)

開發(fā)建設(shè)項(xiàng)目；線型工程；水土保持監(jiān)測；監(jiān)測段；數(shù)據(jù)補(bǔ)充

分析了線型開發(fā)建設(shè)項(xiàng)目水土保持監(jiān)測工作存在的兩個(gè)難點(diǎn)，一是線型工程空間跨度長、涵蓋的地形地貌復(fù)雜，如何做到使設(shè)置的監(jiān)測點(diǎn)既能全面反映線型工程的水土流失特性、各項(xiàng)措施的水土流失防治作用，又能盡量減少冗余工作量以提高監(jiān)測效率；二是解決因建設(shè)單位對監(jiān)測工作委托較晚所致前期監(jiān)測數(shù)據(jù)缺失給監(jiān)測工作增加的困難。結(jié)合實(shí)踐，探討了以“段”代“點(diǎn)”方法在線型開發(fā)建設(shè)項(xiàng)目水土保持監(jiān)測點(diǎn)布設(shè)中的應(yīng)用、監(jiān)測數(shù)據(jù)缺失的補(bǔ)充方法，希望能對提高線型工程水土保持監(jiān)測成果的質(zhì)量等有所裨益。

輸電線路、道路、油氣管道等線型開發(fā)建設(shè)項(xiàng)目空間跨越較長，穿越的地形地貌復(fù)雜，時(shí)常與公路、鐵路、河流等交匯跨越。在開展這類項(xiàng)目的水土保持監(jiān)測工作中，監(jiān)測點(diǎn)的選擇及管理很困難，若布設(shè)的監(jiān)測點(diǎn)少則不能完全反映項(xiàng)目水土流失特點(diǎn)和水土保持措施實(shí)施情況及效果等，若點(diǎn)多則數(shù)據(jù)采集、管理都比較難，容易顧此失彼。另外，目前很多開發(fā)建設(shè)項(xiàng)目的水土保持監(jiān)測工作委托比較滯后，監(jiān)測入場時(shí)局部已經(jīng)開工，甚至是部分、大部分完工，這就給水土保持監(jiān)測的數(shù)據(jù)采集帶來了極大的困難，出現(xiàn)數(shù)據(jù)的局部缺失、系列缺失，使監(jiān)測數(shù)據(jù)的典型性、代表性、連續(xù)性大打折扣。能否解決好這兩個(gè)問題是水土保持監(jiān)測工作能否如期、保質(zhì)完成的關(guān)鍵?；诖耍P者結(jié)合實(shí)踐探討以“段”代“點(diǎn)”方法在線型項(xiàng)目水土保持監(jiān)測中的應(yīng)用及缺失監(jiān)測數(shù)據(jù)的補(bǔ)充方法。

1 以“段”代“點(diǎn)”的定義

所謂以“段”代“點(diǎn)”就是在開展建設(shè)項(xiàng)目水土保持監(jiān)測中，選取線路的某些有代表性的部分作為開展監(jiān)測工作的重點(diǎn)地段，布設(shè)1～2個(gè)永久監(jiān)測點(diǎn)，觀測、記錄監(jiān)測點(diǎn)的水土流失、水土保持措施變化情況；其他不具有代表性的地段采用巡查的方法進(jìn)行監(jiān)測。這樣做不僅能使局地微觀與整體宏觀相結(jié)合，點(diǎn)代表局部、局部反映整體的監(jiān)測理念得到貫徹，而且使監(jiān)測工作的主次分明，兼顧周全，還便于監(jiān)測點(diǎn)的布設(shè)和管理。

2 監(jiān)測段長度的確定

監(jiān)測段長度要根據(jù)實(shí)際情況確定，需綜合考慮交通的暢通，即來往于段內(nèi)兩監(jiān)測點(diǎn)之間交通不受阻礙，便于監(jiān)測設(shè)備的布置、運(yùn)輸和后期入場。監(jiān)測段長度一般不超過激光測距儀的最大量程(2 000 m)。

2.1 未施工項(xiàng)目監(jiān)測段長度確定

此類項(xiàng)目并未開工，監(jiān)測過程較完整，數(shù)據(jù)采集連續(xù)性強(qiáng)。可根據(jù)地貌單元的長度確定該類項(xiàng)目的監(jiān)測段長度；在地貌單元上選取典型位置布設(shè)監(jiān)測點(diǎn)，典型位置包括山丘的坡腳、坡面、頂部，溝谷的谷底、溝坡，河流兩岸的岸坡等。若項(xiàng)目位于山丘地段，則可將整個(gè)山丘作為1個(gè)監(jiān)測段，分別在坡腳、坡面、頂部布設(shè)3個(gè)監(jiān)測點(diǎn)(見圖1)，全程監(jiān)測項(xiàng)目建設(shè)引發(fā)水土流失情況和發(fā)生發(fā)展規(guī)律。除監(jiān)測點(diǎn)外，監(jiān)測段內(nèi)其他區(qū)域通過巡查的方式進(jìn)行監(jiān)測。

圖1 山丘段監(jiān)測段、監(jiān)測點(diǎn)布設(shè)示意

2.2 已施工項(xiàng)目監(jiān)測段長度確定

由于已開工項(xiàng)目需要補(bǔ)充監(jiān)測數(shù)據(jù)，所以確定的監(jiān)測段中應(yīng)包含開工及未開工段兩種情況。確定段長前先要弄清已開工段的基本地貌單元，即有幾種地貌類型，每種地貌的分布情況。之后在未開工段尋找近似的地貌單元，以距離最短的兩個(gè)近似地貌單元之間的距離為監(jiān)測段長，監(jiān)測點(diǎn)分別設(shè)在這兩個(gè)近似地貌單元上，監(jiān)測點(diǎn)數(shù)量可根據(jù)地貌特點(diǎn)適當(dāng)增減。如圖2所示，已開工段基本地貌單元包括山丘、溝谷，未開工段基本地貌單元也有山丘、溝谷兩種，所以監(jiān)測段選取兩個(gè)最近的山丘之間的部分，監(jiān)測點(diǎn)主要圍繞兩個(gè)山丘布設(shè)。未開工段作為全程監(jiān)測點(diǎn)，反映建設(shè)過程中水土流失發(fā)生發(fā)展及后期恢復(fù)治理情況；已開工段作為一個(gè)對比預(yù)警點(diǎn)，通過觀測其已有水土流失的發(fā)生位置、規(guī)模，在未開工段提前做好應(yīng)對，同時(shí)繼續(xù)觀測水土流失的發(fā)展，與全程監(jiān)測點(diǎn)形成良好的互補(bǔ)。

圖2 已施工項(xiàng)目段長確定示意

3 監(jiān)測段數(shù)量的確定

監(jiān)測段數(shù)量的確定要兼顧“特殊”與“一般”，“一般”是指在整個(gè)工程沿線出現(xiàn)頻率最多的地形地貌，“特殊”則是指工程沿線出現(xiàn)頻率較低的地形地貌。根據(jù)各地形地貌類型單元長度占工程長度的比例確定監(jiān)測段的數(shù)量。這樣做的主要依據(jù)是：線型工程的“一般”地貌更能反映項(xiàng)目建設(shè)過程中水土流失發(fā)生與治理的趨勢；而“特殊” 地貌則是作為個(gè)案代表局部。整理出關(guān)鍵部位及交匯點(diǎn)，根據(jù)其在工程中的比例確定監(jiān)測段的數(shù)量。

3.1 匯總關(guān)鍵部位，找出交匯點(diǎn)

關(guān)鍵部位是指工程建設(shè)過程中能夠反映工程地貌、地類、施工等關(guān)鍵因素的地段。主要包括以下幾個(gè)方面：①縱覽整個(gè)線型工程，找出有代表性的位置，如交叉點(diǎn)。②區(qū)分項(xiàng)目途經(jīng)區(qū)域的地形地貌及特殊地物，如山丘、溝谷，代表性的地物，河流、道路等的交匯點(diǎn)。統(tǒng)計(jì)這些地貌、地物的數(shù)量。③確定項(xiàng)目沿線的占地類型及分布，即項(xiàng)目有幾種占地類型，地類的沿線分布情況。④根據(jù)施工工藝特點(diǎn)，劃分工程的挖方段、填方段、臨時(shí)堆土場、棄渣場等。

確定關(guān)鍵部位時(shí)除了圖上作業(yè)，還應(yīng)該到現(xiàn)場核實(shí)。工程施工時(shí)，常有微調(diào)，為避免由于工程位置變化而打亂監(jiān)測計(jì)劃，現(xiàn)場定位是必不可少的。確定工程中的關(guān)鍵部位后，找到交匯，如公路項(xiàng)目中的山丘段，施工過程中需要開挖、填墊、轉(zhuǎn)存臨時(shí)堆土、設(shè)置機(jī)械和材料轉(zhuǎn)運(yùn)場地及道路，這段道路就是比較典型的關(guān)鍵部位交匯，包含的關(guān)鍵部位有山丘、開挖段、臨時(shí)堆土、臨時(shí)場地和道路等，在此處設(shè)置監(jiān)測段能夠縮小監(jiān)測范圍且代表性好，同時(shí)可集中布設(shè)和管理監(jiān)測設(shè)備，避免往返于多個(gè)監(jiān)測點(diǎn)，浪費(fèi)時(shí)間和精力。有的線型工程線路較長且典型的交匯點(diǎn)較多，若全部設(shè)置為重點(diǎn)監(jiān)測段，則管理和操作工作量巨大，不便于實(shí)時(shí)監(jiān)測，因此需要對監(jiān)測段進(jìn)行篩選，使最終確定的重點(diǎn)監(jiān)測段具有典型性、代表性。

3.2 按比例確定調(diào)控監(jiān)測段數(shù)量

通常情況下可結(jié)合工程的長度來確定監(jiān)測段的數(shù)量，但若線路較長，具有代表性的關(guān)鍵部位較多，則需要通過篩選來控制監(jiān)測段的數(shù)量。在以往的監(jiān)測工作中，我們通常采用按比例篩選方法控制監(jiān)測段數(shù)量，效果還是比較好的。

根據(jù)各類地貌單元長度占整個(gè)工程長度的比例確定監(jiān)測段數(shù)量，比例小的(一般低于1/20)布設(shè)一個(gè)監(jiān)測段；比例較大的按高程(最高點(diǎn)、最低點(diǎn))布設(shè)2個(gè)監(jiān)測段，若所占比例超過1/4則應(yīng)在中值高程處增加1處監(jiān)測點(diǎn)。例如，線型工程長度150 km，主要地貌包括山地、丘陵、溝谷、平原、河流、公路。山地段20 km、丘陵段30 km、溝谷段25 km、平原段70 km、河流段2 km、公路段3 km。各段占工程長度的比例分別為1/7.5、1/5.0、1/6.0、1/2.1、1/75.0、1/50.0，由此可知，所占比例較小的為河流段、公路段，所占比例最大的為平原段。監(jiān)測段數(shù)量為山地2個(gè)、丘陵2個(gè)、溝谷2個(gè)、平原3個(gè)、河流1個(gè)、公路1個(gè)，共11個(gè)。此外，對于地貌種類單一的線型工程，可以按人為重塑地貌確定監(jiān)測段數(shù)量，如挖方段、填方段、臨時(shí)堆土等，方法同自然地貌。

4 缺失數(shù)據(jù)的補(bǔ)充

結(jié)合長期從事線型開發(fā)建設(shè)項(xiàng)目水土保持監(jiān)測工作的實(shí)踐，發(fā)現(xiàn)在該類項(xiàng)目中布設(shè)監(jiān)測點(diǎn)時(shí)采用以“段”代“點(diǎn)”的方法是可行的，數(shù)據(jù)的補(bǔ)充采用“段”內(nèi)設(shè)對比點(diǎn)的方法。主要指在選擇監(jiān)測段時(shí)，注意施工段、完工段、未開工的鄰部，以相鄰部分為中心向兩端選起。這樣選監(jiān)測段主要基于以下幾點(diǎn)依據(jù)：

(1)線型工程尤其是戰(zhàn)線較長的線型工程，往往分標(biāo)段施工，受地形地貌、施工條件等的限制，各標(biāo)段的施工進(jìn)度不一，這就為數(shù)據(jù)的補(bǔ)充提供了時(shí)間條件。

(2)各標(biāo)段施工進(jìn)度的不同，會(huì)導(dǎo)致在某一時(shí)段內(nèi)，線型項(xiàng)目施工現(xiàn)場同時(shí)出現(xiàn)場平、開挖、堆土、回填等一系列施工，這就為數(shù)據(jù)的補(bǔ)充提供了必要的空間條件。

監(jiān)測段選好之后，在未開工段布設(shè)監(jiān)測點(diǎn)、開工段設(shè)置對比點(diǎn)，每次入場監(jiān)測要記錄兩點(diǎn)的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，相互比較，互為補(bǔ)充。未開工段的監(jiān)測結(jié)果能夠反映從開工到竣工整個(gè)監(jiān)測點(diǎn)的各項(xiàng)指標(biāo)，而已開工段的監(jiān)測結(jié)果為未開工段提供參考，使監(jiān)測工作更有針對性；同時(shí)已開工段的監(jiān)測數(shù)據(jù)要結(jié)合未開工段的前期監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行水土流失因子修正，并最終推導(dǎo)出已開工段的前期水土流失情況，從而實(shí)現(xiàn)“段”內(nèi)設(shè)對比點(diǎn)補(bǔ)充監(jiān)測數(shù)據(jù)。

此外，段內(nèi)措施的適應(yīng)性、控制水土流失的效果，竣工后的水土流失情況，則可通過竣工段比較真實(shí)的反映出來。因此，竣工段可為水土保持措施的選擇與實(shí)施提供可靠依據(jù)。示意圖見圖3。

圖3 監(jiān)測段、監(jiān)測點(diǎn)布設(shè)示意

5 結(jié) 語

以“段”代“點(diǎn)”的監(jiān)測方法在線型開發(fā)建設(shè)項(xiàng)目水土保持監(jiān)測中的應(yīng)用，能進(jìn)一步提高監(jiān)測工作的效率，同時(shí)為已開工項(xiàng)目的數(shù)據(jù)補(bǔ)充提供了一定的便利條件。在今后的監(jiān)測工作中，需進(jìn)一步完善這種方法，使其更好地服務(wù)于預(yù)防和治理水土流失。隨著國家對開發(fā)建設(shè)項(xiàng)目水土保持監(jiān)測重視程度的不斷提高，各項(xiàng)監(jiān)測技術(shù)規(guī)程、標(biāo)準(zhǔn)的不斷出臺(tái)，開發(fā)建設(shè)項(xiàng)目水土保持監(jiān)測將日趨規(guī)范。各級水行政主管部門的監(jiān)督、管理、宣傳力度逐漸加強(qiáng)，使建設(shè)單位對自身職責(zé)和義務(wù)的認(rèn)識(shí)更到位、明確?！?S”、衛(wèi)星影像、計(jì)算機(jī)模擬、實(shí)驗(yàn)室局地模擬等技術(shù)逐步運(yùn)用到水土保持監(jiān)測中，使監(jiān)測工作更加高效、監(jiān)測數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確。水土保持監(jiān)測人員不僅要努力學(xué)習(xí)新技術(shù)，敢于將新技術(shù)應(yīng)用到具體工作中，而且還要善于總結(jié)和解決工作中出現(xiàn)的問題，不斷推動(dòng)水土保持監(jiān)測工作向前發(fā)展。

(責(zé)任編輯 孫占鋒)

S157.2

C

1000-0941(2015)10-0066-03

李鳳鳴(1981—)，男，遼寧阜新市人，助理研究員，學(xué)士，主要從事水土保持監(jiān)測、科研等工作。

2015-01-26