小流域綜合治理項目水土保持監(jiān)測工作要點研究

陽曉原， 王 青， 張 娜， 唐志華

(西安黃河工程監(jiān)理有限公司，陜西西安 710021)

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小流域綜合治理項目水土保持監(jiān)測工作要點研究

陽曉原， 王 青， 張 娜， 唐志華

(西安黃河工程監(jiān)理有限公司，陜西西安 710021)

以青海省祁連縣2014年水土保持工程小東索流域水土保持綜合治理項目為例，探討相似水土流失特點、類似工程的小流域綜合治理項目水土保持監(jiān)測的內(nèi)容及基本方法，為今后開展類似項目水土保持監(jiān)測工作提供參考。

小流域；綜合治理；水土保持監(jiān)測

小流域綜合治理水土保持監(jiān)測是開展水土保持監(jiān)測工作的一個重要類型，而水土保持監(jiān)測的內(nèi)容和基本方法是小流域綜合治理水土保持監(jiān)測中非常重要的一部分[1]。目前，不管是在水土保持監(jiān)測研究還是在水土保持監(jiān)測相關(guān)書籍中，以開發(fā)建設(shè)項目水土保持監(jiān)測較多[2]，涉及到小流域綜合治理項目水土保持監(jiān)測的內(nèi)容比較少，針對小流域綜合治理項目本身的特點，如何開展小流域綜合治理項目水土保持監(jiān)測工作，是值得探討和深入研究的問題[3]。筆者以小東索流域水土保持綜合治理項目水土保持監(jiān)測為例，分析探討小流域綜合治理項目水土保持監(jiān)測工作的內(nèi)容及基本方法，可為今后開展類似項目水土保持監(jiān)測提供參考。

1　小流域概況

1.1地形地貌祁連縣地處祁連山中段腹地，境內(nèi)平均海拔3 169 m，縣城海拔2 787 m。小流域整體地貌屬中高山丘陵地貌，區(qū)內(nèi)分布有山前丘陵地貌，其內(nèi)的洪積扇裙及河流階地是河谷地貌的基本組成部分。流域相對高度584 m，海拔在 2 730～4 314 m，項目區(qū)小東索流域面積63.62 km2。

1.2氣象、水文特征項目區(qū)地處歐亞大陸腹地，遠(yuǎn)離海洋，屬極強(qiáng)大陸性氣候，氣候特點具有明顯的水平分帶差異，基本為高寒半干旱氣候。根據(jù)祁連縣氣象站資料，該地區(qū)多年平均氣溫0.7 ℃，多年平均降水量為406.7 mm，2014年祁連縣年降雨量564.3 mm，降雨集中在6～9月，降雨在時空分布上不均勻，具有一年中中間多，兩頭小的特點。太陽輻射強(qiáng)烈，年太陽總輻射量為160.42 kJ/cm2，日照百分?jǐn)?shù)66%，5～9月日照時數(shù)1 238 h。最大凍土深度1.25 m，無霜期40～110 d。

1.3土壤植被項目所在地土壤主要為黑鈣土、草甸土、栗鈣土，自然土壤中氮、鉀含量豐富，但磷的含量普遍低，土壤潛在肥力高。工程項目區(qū)植被類型主要以山地草甸、高寒草甸、灌叢草甸為主，主要植物種類為嵩草、針茅、苔草、風(fēng)毛菊、鵝觀草、早熟禾、披堿草、芨芨草等，植被覆蓋度50%左右，河灘谷地和淺山的溝谷主要分布有人工種植的云杉、楊樹及柳、榆，河灘分布有沙棘、水柏枝等。

1.4水土流失現(xiàn)狀小東索流域面積63.62 km2，水土流失面積26.62 km2，占總面積的41.84%，多年累計治理水土流失面積 2.88 km2，治理程度 10.83%。祁連縣流域內(nèi)溝壑縱橫，溝壑密度為2.1 km/km2；項目區(qū)輕度侵蝕0.227萬 km2，占全流域水土流失面積的46.39%，中度侵蝕0.200萬 km2，占40.92%，強(qiáng)度侵蝕0.060萬 km2，占12.21%，極強(qiáng)度侵蝕0.002 1萬 km2，占0.48%。根據(jù)調(diào)查及類比其他工程項目，項目區(qū)多年平均侵蝕模數(shù)為1 201 t/km2·a。

1.5流域人口狀況流域共有 520 戶，總?cè)丝?3 030 人，其中農(nóng)業(yè)人口 3 030人，農(nóng)村勞動力資源 1 501 人，人口密度 47.6 人/km2，流域內(nèi)主要居住著漢、藏、撒拉、回等民族。通過對近5年來人口統(tǒng)計資料分析，流域內(nèi)人口自然增長率在 10‰～12‰。

2　項目區(qū)建設(shè)任務(wù)及效益預(yù)測

通過造林、種草、封禁治理等措施新增治理水土流失面積18.68 km2，新增治理程度占水土流失面積的70.17%，累計治理面積21.56 km2，治理程度達(dá)到81.00%。通過此次水土保持綜合治理，項目區(qū)林草面積達(dá)到宜林宜草面積80.00%以上；竣工驗收時，綜合治理措施的保存率達(dá)到80.00%以上；區(qū)域植被覆蓋率由原來的42.93%增至54.10%；水土流失得到有效控制，暴雨期間的洪水災(zāi)害減輕，促進(jìn)當(dāng)?shù)厣鐣?jīng)濟(jì)發(fā)展，調(diào)整土地利用結(jié)構(gòu)，促使農(nóng)林牧各業(yè)用地比例合理，土地利用率達(dá)到80.00%以上，提高農(nóng)民收入，發(fā)展祁連小流域生態(tài)旅游經(jīng)濟(jì)。

3　項目區(qū)監(jiān)測目標(biāo)、技術(shù)路線和內(nèi)容

3.1監(jiān)測目標(biāo)水土保持監(jiān)測是從保護(hù)水土資源和維護(hù)良好的生態(tài)環(huán)境出發(fā)，運用多種技術(shù)手段和方法，對項目建設(shè)(或運行)過程中水土流失的成因、數(shù)量、強(qiáng)度、影響范圍及其水土保持措施效果等進(jìn)行動態(tài)觀測和分析[4]。該項目通過對小流域水土保持重點治理工程的監(jiān)測，及時掌握水土流失治理及效益發(fā)揮狀況、為該項目水土保持綜合治理工程專項驗收和監(jiān)督管理提供技術(shù)依據(jù)，為總結(jié)小流域綜合治理經(jīng)驗、對今后生態(tài)環(huán)境建設(shè)提供監(jiān)測數(shù)據(jù)。

3.2監(jiān)測技術(shù)路線

3.2.1前期。收集小流域綜合治理項目規(guī)劃設(shè)計、有關(guān)項目區(qū)的地形圖、土地利用、社會經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)資料；實地勘查(補(bǔ)測)項目區(qū)水土流失及水土保持現(xiàn)狀，摸清小流域基底情況[5]，校核有關(guān)數(shù)據(jù)資料；經(jīng)分析論證確定監(jiān)測分區(qū)與監(jiān)測點布設(shè)，制訂監(jiān)測實施方案。

3.2.2中期。實施全面監(jiān)測，通過開展地面觀測和調(diào)查監(jiān)測獲取各類監(jiān)測信息，在監(jiān)測期內(nèi)編寫年度監(jiān)測報告。

3.2.3后期。項目竣工后，匯總分析各年度監(jiān)測報告與監(jiān)測信息，編寫監(jiān)測總報告。

3.3監(jiān)測內(nèi)容水土保持監(jiān)測內(nèi)容一般包括影響水土流失的主要因子、水土流失狀況和水土保持工程及其效益狀況，并對它們進(jìn)行預(yù)報。與開發(fā)建設(shè)項目相比較，小流域綜合治理具有動土量較小、擾動變化不大、造成的水土流失類型較為單一等特點[6]。因此，該項目的水土保持監(jiān)測內(nèi)容的重點主要放在了對水土流失、水土保持工程及其效益狀況的監(jiān)測上。水土流失的監(jiān)測內(nèi)容主要是水土流失的面積、強(qiáng)度和分布，水土保持工程的監(jiān)測主要是對水土流失及其各項治理措施的開展面積和質(zhì)量，以及水土流失治理程度的監(jiān)測；效益的監(jiān)測內(nèi)容主要有項目實施所取得的經(jīng)濟(jì)效益、社會效益和生態(tài)效益[7]。

4　監(jiān)測的基本方法及方案

對于該項目的水土流失、水土保持工程及其效益狀況的監(jiān)測，主要采用地面觀測，并輔之以調(diào)查監(jiān)測和詢問、收集資料等方法[8]。

4.1地面觀測該流域的水土流失及綜合治理效果的觀測采用地面觀測方法。

4.1.1簡易徑流小區(qū)。根據(jù)流域內(nèi)實際情況，在小東索流域內(nèi)布設(shè)簡易徑流小區(qū)2個。簡易小區(qū)具有投資規(guī)模小、保持原地貌、觀測頻次低、用材簡易、易修建等特點，適應(yīng)于投資規(guī)模較小的流域治理水土保持監(jiān)測工作[9]。觀測小流域水土保持工程區(qū)內(nèi)不同土地利用類型、不同坡度、不同工程措施地塊的水土流失量，從而監(jiān)測土壤侵蝕模數(shù)、分析防治效果。

4.1.1.1布設(shè)要求。簡易小區(qū)布設(shè)在小流域治理區(qū)內(nèi)，分別選擇已實施治理的地塊和未治理的典型地塊進(jìn)行布設(shè)。已實施治理的地塊要根據(jù)不同治理措施和土地利用分別布設(shè)，小區(qū)盡可能集中布設(shè)。要求小區(qū)的坡面盡量平整、坡度和土壤條件均一。

4.1.1.2建設(shè)方法。參照《水土保持監(jiān)測技術(shù)規(guī)程》對標(biāo)準(zhǔn)小區(qū)的建設(shè)要求，簡易小區(qū)主體應(yīng)包括小區(qū)護(hù)埂、集流槽、集流池3部分。小區(qū)護(hù)埂：可以用磚塊(適于林草地)、人工夯實的土埝作為護(hù)埂，阻擋小區(qū)外的產(chǎn)流進(jìn)入。護(hù)埂的橫縱方向原則上要求分別平行、垂直于等高線，小區(qū)投影為矩形，也可根據(jù)實際地形條件進(jìn)行確定。護(hù)埂投影參考尺寸：縱向5～20 m，橫向1～5 m。集流槽：位于小區(qū)底端，用于將小區(qū)內(nèi)的徑流導(dǎo)入集流池，用水泥材料做成，上緣與地面同高，槽底向下向中間傾斜，寬15～30 cm，長度與小區(qū)底邊長一致。緊接集流槽，由金屬管或其他管做成導(dǎo)流槽。在小區(qū)下緣護(hù)埂中部開口，小區(qū)內(nèi)的產(chǎn)流產(chǎn)沙通過匯流槽進(jìn)入集流池的通道。集流池：集流池為經(jīng)過防滲處理的池子，按照簡易小區(qū)的面積，依據(jù)水文計算確定體積，用石灰砂漿作涂層或膠泥粘塑料薄膜處理。集流池建標(biāo)尺，能通過標(biāo)尺計算集流池容積。根據(jù)小流域簡易小區(qū)布設(shè)情況，在測點附近村莊設(shè)雨量站。如附近有水文氣象部門的雨量站，可以利用有關(guān)雨量數(shù)據(jù)。

4.1.1.3觀測內(nèi)容及方法。降雨量：每次降雨后觀測降雨量和降雨強(qiáng)度。徑流量：觀測小區(qū)集流池內(nèi)降雨體積。泥沙量：每次降雨后，都要進(jìn)行小區(qū)取樣，攪拌均勻徑流池內(nèi)的泥沙后，用取樣瓶，取水樣3個，各500 mL，通過烘干或晾干，計算泥沙量，并以此推算整個小區(qū)的產(chǎn)沙量。

4.1.2標(biāo)樁定位觀測。使用鋼釬、水泥樁、竹木棍等材料制作成標(biāo)樁，標(biāo)記刻度，布設(shè)在項目區(qū)內(nèi)土壤侵蝕典型地段，通過標(biāo)樁量測該地段的土壤侵蝕或泥沙淤積強(qiáng)度。

4.1.2.1標(biāo)樁制作。坡面標(biāo)樁：選直徑10～30 mm、長度50 cm的鋼筋或其他材質(zhì)的細(xì)棒，樁頂端削平且涂醒目顏色，底端削尖；鐵質(zhì)標(biāo)樁表面需做防銹處理；標(biāo)樁柱體表面做精確的刻度標(biāo)記。溝道標(biāo)樁：可用砼預(yù)制，樁的橫截面為矩形或圓形，截面積約為10 cm2，長50～200 cm。標(biāo)樁頂面要用水泥抹面，標(biāo)樁柱體表面同樣要做精確的刻度標(biāo)記。

4.1.2.2標(biāo)樁布設(shè)。坡面部位： 綜合考慮項目區(qū)的地形地貌、水土保持工程措施實施影響，選擇典型水土流失并實施治理的地段，坡面土壤侵蝕觀測點要求坡面平坦、起伏??；觀測點面積根據(jù)具體坡面情況而定，坡面投影面積不低于10 m2，標(biāo)樁縱橫排列，地面上端露出10 cm，觀測區(qū)內(nèi)減少人畜劇烈擾動。

溝道部位: 在項目區(qū)內(nèi)選擇溝道土壤侵蝕或淤積較強(qiáng)的溝道，控制上游的匯水面積需達(dá)到4.67～6.67 hm2;標(biāo)樁埋設(shè)深度以保證標(biāo)樁不被泥沙淤沒和侵蝕后喪失穩(wěn)定性為準(zhǔn)，標(biāo)樁成排布設(shè)。

4.1.2.3觀測方法。詳細(xì)測定并記錄每個觀測點的地理位置、高程、投影面積。每次觀測要登記觀測時間、人員、降水量等觀測背景資料，對每個觀測點和標(biāo)樁進(jìn)行命名和編號。測點出現(xiàn)異常情況(標(biāo)樁丟失、測點遭到破壞)給以記錄，及時補(bǔ)設(shè)標(biāo)樁。每次觀測讀數(shù)遵循固定方向，減少觀測誤差。

4.2調(diào)查監(jiān)測和詢問、收集資料采用調(diào)查監(jiān)測和詢問、收集資料的方法，在該項目的監(jiān)測工作中是作為一種輔助方法，主要是對項目實施后所取得的各種效益的調(diào)查以及對水土保持措施的數(shù)量和質(zhì)量監(jiān)測[10]。 經(jīng)濟(jì)效益和社會效益的調(diào)查從2014年開始，對設(shè)定的典型農(nóng)戶的經(jīng)濟(jì)來源進(jìn)行動態(tài)監(jiān)測。監(jiān)測點的設(shè)置考慮了地貌類型、措施種類和有項目與無項目的差異，長期固定，連續(xù)監(jiān)測。監(jiān)測內(nèi)容主要包括典型農(nóng)戶和典型地塊監(jiān)測以及典型調(diào)查和社會統(tǒng)計等方面。農(nóng)戶監(jiān)測的內(nèi)容主要是農(nóng)戶的種植、養(yǎng)殖和副業(yè)等的收入情況和各項支出情況。地塊監(jiān)測的主要內(nèi)容是造林、種草等措施的年投入和年產(chǎn)出，為項目直接經(jīng)濟(jì)效益分析提供依據(jù)。生態(tài)效益監(jiān)測內(nèi)容主要包括土壤理化性質(zhì)、植被度、小氣候、單項措施和小流域綜合治理保水保土效益等，以反映項目實施前、后土壤肥力、土壤含水量、土壤結(jié)構(gòu)、林草覆蓋度等的變化情況，可以采用典型調(diào)查和重點調(diào)查的方式。對于水土保持措施數(shù)量和質(zhì)量監(jiān)測，采用現(xiàn)場檢查、丈量與填圖驗收相結(jié)合的方法。監(jiān)測時間為每年調(diào)查 2 次，主要是在建設(shè)期和年度竣工驗收前。

5　監(jiān)測的結(jié)果與分析

5.1監(jiān)測數(shù)據(jù)與分析項目區(qū)監(jiān)測數(shù)據(jù)與分析內(nèi)容有：①降雨量。項目區(qū)降雨情況的分析。②項目區(qū)水土流失及災(zāi)害發(fā)生情況分析。包括工程區(qū)內(nèi)的土壤侵蝕情況分析；洪水、崩塌等水土流失災(zāi)害的發(fā)生情況分析。③小流域綜合治理情況。各類治理工程措施分析、治理進(jìn)度、質(zhì)量、管護(hù)等。④治理效果。包括蓄水保土基礎(chǔ)效益、生態(tài)效益(林草覆蓋率、小氣候的改善、淺層地下水的出露等、野生動物的繁殖)、社會經(jīng)濟(jì)效益(土地利用結(jié)構(gòu)與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整、人均純收入增長幅度、生產(chǎn)生活設(shè)施改善)。

5.2監(jiān)測結(jié)果工程項目監(jiān)測結(jié)果包括施工期水土流失及其影響因子的動態(tài)結(jié)果(降雨量、地面坡度、土地利用變化、水土流失)、小流域綜合治理目標(biāo)實現(xiàn)程度(工程措施、植物措施、封禁治理措施等)、小流域綜合治理效益結(jié)果(生態(tài)效益、經(jīng)濟(jì)效益、社會效益)、對項目治理與管護(hù)的有關(guān)建議等。通過此次小流域綜合治理項目水土保持監(jiān)測工作的內(nèi)容及基本方法的探討，可為今后開展小流域項目水土保持監(jiān)測提供參考和依據(jù)。

[1] 許峰.近年我國水土保持監(jiān)測的主要理論與技術(shù)問題[J].水土保持研究,2004(11):21-22.

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Study on Points of Soil and Water Conservation Monitoring Work in Comprehensive Management of Small Watershed

YANG Xiao-yuan, WANG Qing, ZHANG Na et al

(Xi’an Huanghe Project Management Co. Ltd., Xi’an, Shaanxi 710021)

Taking soil and water conservation project of Xiaodongsuo watershed in Qilian County, Qinghai Province in 2014 as example, content and basic method of soil and water conservation monitoring for similar projects of small watershed comprehensive control project were discussed, so as to provide reference for carrying out soil and water conservation monitoring work for similar projects.

Small watershed; Comprehensive management; Soil and water conservation monitoring

陽曉原(1982- )，男，湖南邵陽人，工程師，碩士，從事水土保持監(jiān)測、規(guī)劃設(shè)計、監(jiān)理、科研工作。

2016-05-06

S 29

A

0517-6611(2016)20-234-03