西氣東輸二線新疆段主要水土保持監(jiān)測(cè)方法

木哈買提·尼亞孜

(新疆維吾爾自治區(qū)水土保持生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)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(jiān)測(cè)方法

木哈買提·尼亞孜

(新疆維吾爾自治區(qū)水土保持生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)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(jīng)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(qū)和艾比湖風(fēng)區(qū)、達(dá)坂城風(fēng)區(qū)、吐魯番三十里風(fēng)區(qū)及哈密百里風(fēng)區(qū)，總長(zhǎng)1 395 km。管線經(jīng)過區(qū)域水土流失以中、強(qiáng)度為主，流失類型以風(fēng)力侵蝕為主，水力侵蝕面積相對(duì)較小但破壞性極強(qiáng)。在開展水土保持監(jiān)測(cè)過程中，考慮到區(qū)域條件及水土流失特點(diǎn)，選用的監(jiān)測(cè)方法主要有地面定位監(jiān)測(cè)、調(diào)查監(jiān)測(cè)、遙感監(jiān)測(cè)等。

1工程及工程區(qū)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(jīng)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(gè)省(區(qū)、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(lián)絡(luò)線和3座配套地下儲(chǔ)氣庫組成，線路總長(zhǎng)9 102 km，設(shè)計(jì)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(nèi)經(jīng)過伊犁、博爾州、塔城、烏魯木齊、昌吉、石河子、吐魯番、哈密8個(gè)地(州、市)的16個(gè)縣(市)，總長(zhǎng)1 395 km。經(jīng)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(qū)。土壤主要為灰鈣土、灰漠土、鹽土、風(fēng)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(jīng)過艾比湖風(fēng)區(qū)、達(dá)坂城風(fēng)區(qū)、吐魯番三十里風(fēng)區(qū)和哈密百里風(fēng)區(qū)，其中達(dá)坂城風(fēng)區(qū)、吐魯番三十里風(fēng)區(qū)、哈密百里風(fēng)區(qū)等是大風(fēng)區(qū)，8級(jí)以上大風(fēng)日每年均在100 d以上。所經(jīng)區(qū)域水土流失以中、強(qiáng)度為主，流失類型以風(fēng)力侵蝕為主，水力侵蝕面積相對(duì)較小但破壞性極強(qiáng)。

2監(jiān)測(cè)時(shí)段及內(nèi)容

2.1監(jiān)測(cè)時(shí)段及頻次

根據(jù)工程建設(shè)實(shí)際與監(jiān)測(cè)委托合同，按照水土保持監(jiān)測(cè)規(guī)程的要求，確定施工期和運(yùn)行初期2個(gè)監(jiān)測(cè)時(shí)段，其中施工期監(jiān)測(cè)時(shí)段為11個(gè)月，運(yùn)行初期為8個(gè)月。在全面巡查的基礎(chǔ)上，對(duì)重點(diǎn)地段的水土流失進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，雨季每月定期對(duì)水蝕動(dòng)態(tài)進(jìn)行1次監(jiān)測(cè)，風(fēng)季每月定期對(duì)風(fēng)蝕動(dòng)態(tài)進(jìn)行1次監(jiān)測(cè)，對(duì)風(fēng)速大于5 m/s和降水量大于20 mm/d的情況進(jìn)行加測(cè)，在發(fā)生特大暴雨、大風(fēng)時(shí)再進(jìn)一步加測(cè)。由于本項(xiàng)目水土保持監(jiān)測(cè)開展得相對(duì)滯后，所以在監(jiān)測(cè)工作開展前期，進(jìn)行全面調(diào)查，對(duì)每處典型地段進(jìn)行1次重點(diǎn)監(jiān)測(cè)，收集水土流失背景資料，補(bǔ)充施工準(zhǔn)備期的監(jiān)測(cè)資料。

2.2監(jiān)測(cè)內(nèi)容

①防治責(zé)任范圍。通過監(jiān)測(cè)建設(shè)過程中臨時(shí)占地面積及直接影響區(qū)的面積變化，確定建設(shè)過程中實(shí)際的防治責(zé)任范圍。②棄土棄渣。主要監(jiān)測(cè)棄土棄渣的位置、數(shù)量、流轉(zhuǎn)工序,土方區(qū)間調(diào)配、利用和堆放方式及防護(hù)情況。③水土保持措施落實(shí)情況。監(jiān)測(cè)水土保持工程措施、臨時(shí)防護(hù)措施實(shí)施數(shù)量、質(zhì)量及完好程度、運(yùn)行情況、措施的攔渣保土效果。④風(fēng)沙侵蝕量、沉積量的變化。采用測(cè)釬法、集沙缸法及集沙儀法進(jìn)行多點(diǎn)位、多頻次監(jiān)測(cè)，經(jīng)綜合分析，得出不同擾動(dòng)類型的水土流失量變化情況。

2.3監(jiān)測(cè)重點(diǎn)地段選擇

本項(xiàng)目是國家重點(diǎn)新建特大型Ⅰ級(jí)工程，線路長(zhǎng)，空間跨度大，項(xiàng)目水土保持監(jiān)測(cè)工作規(guī)模大、對(duì)象復(fù)雜。根據(jù)監(jiān)測(cè)要求和項(xiàng)目水土流失特點(diǎn)，依照土壤侵蝕分布特點(diǎn)及野外考察結(jié)果，在侵蝕地貌類型變化程度較大、與人類活動(dòng)關(guān)系密切的地段設(shè)置監(jiān)測(cè)點(diǎn)，并實(shí)行重點(diǎn)監(jiān)測(cè)。對(duì)管線長(zhǎng)度、地貌、氣候、土地類型、土壤植被、水土流失等進(jìn)行對(duì)比分析，確定天山山地、吐哈盆地等為本工程的重點(diǎn)監(jiān)測(cè)區(qū)域。隧道工程施工場(chǎng)地，河流、公路及鐵路穿越工程，站場(chǎng)工程、道路工程、取棄土場(chǎng)、棄渣場(chǎng)是水土保持監(jiān)測(cè)的重點(diǎn)對(duì)象。全線共布設(shè)34個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，其中定位監(jiān)測(cè)點(diǎn)20個(gè)(測(cè)釬法監(jiān)測(cè)點(diǎn)18個(gè)，簡(jiǎn)易徑流小區(qū)法監(jiān)測(cè)點(diǎn)2個(gè))、調(diào)查監(jiān)測(cè)點(diǎn)14個(gè)?？紤]到工程線路長(zhǎng)，每個(gè)定位監(jiān)測(cè)點(diǎn)均由2個(gè)監(jiān)測(cè)小區(qū)組成，即擾動(dòng)監(jiān)測(cè)小區(qū)和背景值對(duì)照監(jiān)測(cè)小區(qū)。

3主要監(jiān)測(cè)方法

3.1地面定位監(jiān)測(cè)

3.1.1水蝕區(qū)定位監(jiān)測(cè)

主要用于天山山地的果子溝地段，采用的方法有簡(jiǎn)易徑流小區(qū)法、坡面細(xì)溝水土流失監(jiān)測(cè)法和堆積體積法。①簡(jiǎn)易徑流小區(qū)法。以坡面為徑流場(chǎng)，設(shè)簡(jiǎn)易徑流小區(qū)，實(shí)際規(guī)格為2 m×3 m，四周設(shè)截水墻，小區(qū)上方及兩側(cè)設(shè)簡(jiǎn)易截流溝及排水溝，小區(qū)下端設(shè)梯形集水槽，集水槽用固定油毛氈覆蓋，槽下設(shè)集流桶。每次降雨后，收集氣象資料，同時(shí)觀測(cè)集流桶內(nèi)泥水量，并充分?jǐn)嚢瑁∧嗨畼?，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(xì)溝水土流失監(jiān)測(cè)法。公路邊坡土質(zhì)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(cè)定采用坡面細(xì)溝水土流失監(jiān)測(cè)法。在選定的坡面，量測(cè)坡面形成初期的坡度、坡長(zhǎng)、坡面組成物質(zhì)、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(cè)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(jì)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(chǎng)、棄渣場(chǎng)等監(jiān)測(cè)區(qū)域的水流出口溝洼處，流失的土壤會(huì)形成堆積體，量算堆積體體積，推算土壤流失量。

3.1.2風(fēng)蝕區(qū)定位監(jiān)測(cè)

主要采用測(cè)釬法、集沙儀法、集沙缸法、混合法。①測(cè)釬法。每次觀測(cè)以毫米量度地面刻度數(shù)字，同時(shí)觀測(cè)或收集氣象數(shù)據(jù)等資料。②集沙儀法。采用16方位集沙儀，觀測(cè)不同方位輸沙量。集沙儀布設(shè)場(chǎng)地應(yīng)平坦、空曠，周邊無障礙，加大觀測(cè)頻次，及時(shí)清理、記錄。③集沙缸法。在監(jiān)測(cè)點(diǎn)將集沙缸埋入地下，保持缸口與地表相平，每次觀測(cè)集沙缸內(nèi)風(fēng)沙量，分析其組成。④混合法。在部分監(jiān)測(cè)點(diǎn)，為提高監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，將測(cè)釬法與集沙儀、集沙缸法配套使用。

3.2調(diào)查監(jiān)測(cè)

(1)挖方、填方數(shù)量及面積和各施工階段產(chǎn)生的棄土、棄石、棄渣量及堆放面積。采用查閱設(shè)計(jì)文件資料，結(jié)合實(shí)地情況調(diào)查、地形測(cè)量分析，進(jìn)行對(duì)比核實(shí)，計(jì)算項(xiàng)目挖方、填方數(shù)量及面積和各施工階段產(chǎn)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(cè)量法，棄渣量及其堆放面積采用全站儀進(jìn)行實(shí)地測(cè)量。

(2)項(xiàng)目區(qū)林草覆蓋度。項(xiàng)目區(qū)林草覆蓋度利用高精度GPS，結(jié)合GIS分析技術(shù)，采用抽樣調(diào)查和測(cè)量等方法進(jìn)行監(jiān)測(cè)。即選擇有代表性的地塊，確定調(diào)查地樣方，現(xiàn)場(chǎng)量測(cè)、計(jì)算覆蓋度，再計(jì)算項(xiàng)目區(qū)的林草覆蓋度。具體方法為：①林地覆蓋度的監(jiān)測(cè)采用樹冠投影法。②灌木覆蓋度的監(jiān)測(cè)采用線段法。③草地覆蓋度的監(jiān)測(cè)采用針刺法。樣方規(guī)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(jiān)測(cè)

本工程空間跨度大，多為無人區(qū)，采取全線普查法獲取水土流失數(shù)據(jù)的難度大、費(fèi)用高、時(shí)間長(zhǎng)。因此，監(jiān)測(cè)區(qū)域的土壤侵蝕背景數(shù)據(jù)及施工前后擾動(dòng)、治理效果等，主要通過遙感監(jiān)測(cè)與典型調(diào)查相結(jié)合的方式獲得。以遙感影像為數(shù)據(jù)源，按照《水土保持監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)程》要求，對(duì)監(jiān)測(cè)區(qū)域進(jìn)行外業(yè)調(diào)查，建立遙感解譯標(biāo)志，通過解譯，獲得監(jiān)測(cè)區(qū)域在施工前后各種土地利用類型、土壤侵蝕類型和侵蝕強(qiáng)度的分布、面積和空間特征數(shù)據(jù)。采用人機(jī)交互式解譯法進(jìn)行監(jiān)測(cè)。首先，結(jié)合全線野外調(diào)查，在重點(diǎn)監(jiān)測(cè)地段建立解譯標(biāo)志；其次，在GIS軟件支持下，由參加野外考察、經(jīng)驗(yàn)豐富的土壤侵蝕和遙感專業(yè)人員在GIS平臺(tái)提取信息，評(píng)判水土保持設(shè)施狀況及其防治效果。同時(shí)，采用對(duì)比監(jiān)測(cè)法，分析重點(diǎn)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(biāo)。

3.4實(shí)地調(diào)查、抽樣調(diào)查

水土流失防治效果監(jiān)測(cè)主要通過實(shí)地調(diào)查、抽樣調(diào)查和核算方法進(jìn)行。如攔渣效益通過量測(cè)實(shí)際攔渣量進(jìn)行計(jì)算獲得，植物措施成活率、保存率和生長(zhǎng)情況采用實(shí)地調(diào)查方法獲取，挖方、填方邊坡的防護(hù)情況及穩(wěn)定情況采用抽樣調(diào)查方法獲取等。

(責(zé)任編輯孫占鋒)

[中圖分類號(hào)]S157.2

[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]C

[文章編號(hào)]1000-0941(2016)07-0069-02

[作者簡(jiǎn)介]木哈買提·尼亞孜(1969—)，男(維吾爾族)，新疆烏魯木齊市人，高級(jí)工程師，學(xué)士，從事水土保持技術(shù)與管理工作。

[收稿日期]2016-01-10

[關(guān)鍵詞]水土保持監(jiān)測(cè)；監(jiān)測(cè)方法；風(fēng)蝕監(jiān)測(cè)；水蝕監(jiān)測(cè)；西氣東輸二線新疆段