水土保持監(jiān)測在西南地區(qū)水電站工程中的應(yīng)用探討

陳 磊，阮彥霖，李江鵬(四川西晨生態(tài)環(huán)保有限公司，四川 成都 611130)

水土保持監(jiān)測在開發(fā)建設(shè)項(xiàng)目水土保持工作中具有十分重要的地位。通過水土保持監(jiān)測及時掌握建設(shè)過程中的水土流失，并通過政府監(jiān)督和工程監(jiān)理及時加以控制，可使水土流失減到最少[1-3]。以錦屏二級水電站工程建設(shè)過程中的水土保持監(jiān)測實(shí)踐為例，對西南地區(qū)水利水電工程建設(shè)過程中的水土保持監(jiān)測工作進(jìn)行了分析和探討。

1 項(xiàng)目及項(xiàng)目區(qū)概況

錦屏二級水電站為引水式電站，屬Ⅰ等大(1)型工程，工程開發(fā)任務(wù)為發(fā)電，裝機(jī)容量為4 800 MW，多年平均發(fā)電量為243.7億kW·h，水庫死水位為1 640 m，正常蓄水位為1 646 m。電站工程樞紐為低閘、長隧洞、尾部地下廠房的布置形式，主體樞紐工程分為攔河閘、引水系統(tǒng)和地下廠房樞紐三大部分。

項(xiàng)目區(qū)屬川西高原氣候區(qū)，主要受西風(fēng)環(huán)流及西南季風(fēng)影響，多年平均降水量為787.6 mm，項(xiàng)目區(qū)屬以水力侵蝕、重力侵蝕為主的西南土石山區(qū)，容許土壤流失量為500 t/(km2·a)，土壤流失背景值為1 912 t/(km2·a)。

2 監(jiān)測時段

根據(jù)《水土保持監(jiān)測技術(shù)規(guī)程》(SL 277—2002)和《生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目水土保持監(jiān)測規(guī)程(試行)》要求，生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目水土保持監(jiān)測一般可劃分為監(jiān)測準(zhǔn)備、監(jiān)測實(shí)施、監(jiān)測總結(jié)三個階段，根據(jù)項(xiàng)目施工進(jìn)度劃分，監(jiān)測一般分為項(xiàng)目施工準(zhǔn)備期、施工期和林草植被恢復(fù)期三個階段。

水電站項(xiàng)目施工期普遍較長，大型水電站項(xiàng)目施工工期一般都在5年以上，而開發(fā)建設(shè)項(xiàng)目水土流失的主要時段是項(xiàng)目施工期，也是項(xiàng)目建設(shè)過程中持續(xù)時間最長的一個時段，因此做好施工期的水土保持監(jiān)測工作，就做好了項(xiàng)目水土保持監(jiān)測的主要工作。另外，對施工準(zhǔn)備期和林草恢復(fù)期的監(jiān)測工作而言，更主要的是監(jiān)測其土壤流失背景值、原始地貌和水土保持措施發(fā)揮效益情況等。

本項(xiàng)目于2007年5月開工建設(shè)，2016年6月通過水土保持設(shè)施竣工驗(yàn)收，因此本項(xiàng)目監(jiān)測時段包括施工準(zhǔn)備期監(jiān)測(2007年4—5月)，施工期監(jiān)測(2007年6月至2015年6月)，林草恢復(fù)期監(jiān)測(2015年7月至2016年6月)。

3 監(jiān)測內(nèi)容

按照《水土保持監(jiān)測技術(shù)規(guī)程》(SL 277—2002)和《生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目水土保持監(jiān)測規(guī)程(試行)》的要求，開發(fā)建設(shè)項(xiàng)目水土保持監(jiān)測內(nèi)容主要包括以下幾個方面：

(1)擾動土地情況監(jiān)測，包括擾動土地面積、范圍、土地利用類型及變化情況。

(2)取土(石、料)棄土(石、渣)監(jiān)測，包括取土場、棄土場及臨時堆放場的數(shù)量、位置、方量、表土剝離、防治措施落實(shí)情況等。

(3)水土流失情況監(jiān)測，包括土壤流失面積、土壤流失量、取土棄土潛在土壤流失量和水土流失危害等內(nèi)容。

(4)水土保持措施監(jiān)測，包括水土保持措施類型、開(完)工日期、位置、規(guī)格、尺寸、數(shù)量、林草覆蓋度、防治效果、運(yùn)行狀況等。

水電站項(xiàng)目建設(shè)分區(qū)一般包括樞紐建筑物區(qū)、棄渣場區(qū)、料場區(qū)、施工道路區(qū)、水庫淹沒區(qū)、施工臨時占地區(qū)等，本項(xiàng)目的監(jiān)測內(nèi)容應(yīng)該結(jié)合水保方案中的防治分區(qū)進(jìn)行，根據(jù)規(guī)范并結(jié)合各個分區(qū)實(shí)際情況進(jìn)行監(jiān)測，同時根據(jù)主體工程施工進(jìn)度實(shí)時調(diào)整監(jiān)測內(nèi)容，既不能死摳規(guī)范，亦不能隨心所欲地脫離實(shí)際監(jiān)測，這樣才能在監(jiān)測過程中準(zhǔn)確、客觀地反映出項(xiàng)目建設(shè)過程中水土保持工作落實(shí)情況。

本項(xiàng)目根據(jù)批復(fù)的水土保持方案報告書和水土保持監(jiān)測技術(shù)規(guī)程，確定監(jiān)測內(nèi)容為擾動土地情況監(jiān)測、棄土取土監(jiān)測、水土流失情況監(jiān)測、水土保持措施監(jiān)測四個方面，具體監(jiān)測指標(biāo)與規(guī)范一致。

4 監(jiān)測方法

根據(jù)《水土保持監(jiān)測技術(shù)規(guī)程》，當(dāng)前水土保持監(jiān)測方法主要有遙感監(jiān)測、地面觀測、調(diào)查監(jiān)測三大類。

(1)地面觀測主要有徑流小區(qū)法、簡易觀測場、侵蝕溝觀測場、沉沙池、定點(diǎn)觀察等方法，主要應(yīng)用于擾動地表區(qū)域土壤流失量的監(jiān)測，通常選擇布置在具有代表性的地段進(jìn)行定期或不定期監(jiān)測[3]。地面監(jiān)測法中，除標(biāo)準(zhǔn)徑流小區(qū)法外，其他監(jiān)測法一般具有成本低、投入少、獲取數(shù)據(jù)快捷、簡便等優(yōu)點(diǎn)，但同時也具有監(jiān)測數(shù)據(jù)誤差大、監(jiān)測設(shè)施容易受人為破壞、監(jiān)測工作量大等缺點(diǎn)。

(2)調(diào)查監(jiān)測一般有普查、典型調(diào)查和抽樣調(diào)查三種[4]，是目前監(jiān)測中最常用的監(jiān)測方法之一，主要用于林草植被生長情況監(jiān)測、棄土棄渣情況監(jiān)測、擾動地表監(jiān)測和水土保持措施落實(shí)情況監(jiān)測，調(diào)查監(jiān)測具有靈活、方便、直觀等優(yōu)點(diǎn)，但同時也具有準(zhǔn)確度低、工作量大等缺點(diǎn)。

(3)遙感監(jiān)測是利用遙感圖像及時準(zhǔn)確地獲取施工區(qū)植被狀況、擾動土地、水土保持措施實(shí)施情況等信息，具有廣泛性、時效性、快速性、直觀性等優(yōu)點(diǎn)，是近年來發(fā)展起來的新監(jiān)測方法[3]，在高分辨率遙感影像基礎(chǔ)上通過提取、分析、對比土地利用類型、植被覆蓋度、土壤侵蝕強(qiáng)度和水土保持措施實(shí)施情況等，可以快速直觀地獲取本項(xiàng)目建設(shè)過程中的水土保持情況。

除此之外，目前水土保持監(jiān)測中應(yīng)用到的監(jiān)測技術(shù)還有GIS技術(shù)、無人機(jī)技術(shù)、核元素示蹤技術(shù)和三維激光掃描技術(shù)等新型的監(jiān)測技術(shù)[5-6]，其中無人機(jī)監(jiān)測技術(shù)這兩年得到了迅速普及和推廣。

本項(xiàng)目位于高山峽谷區(qū)域，土壤侵蝕類型以水力侵蝕和重力侵蝕為主，項(xiàng)目擾動地表面積大、施工時間長、項(xiàng)目區(qū)植被生長情況復(fù)雜，僅僅使用一種監(jiān)測方法難以準(zhǔn)確、全面、客觀地反映本項(xiàng)目建設(shè)過程中的水土流失特點(diǎn)。根據(jù)項(xiàng)目區(qū)實(shí)際情況，結(jié)合監(jiān)測技術(shù)規(guī)范，在監(jiān)測過程中主要使用了標(biāo)準(zhǔn)徑流小區(qū)法，用以監(jiān)測項(xiàng)目區(qū)土壤流失背景值，使用簡易觀測場、侵蝕溝觀測場、沉沙池法監(jiān)測各個施工分區(qū)土壤侵蝕量。對于水土保持措施實(shí)施情況，主要運(yùn)用了收集資料、巡查、現(xiàn)場調(diào)查等方法進(jìn)行監(jiān)測，另外本項(xiàng)目在建設(shè)過程中共使用無人機(jī)遙感監(jiān)測三次，分別是在項(xiàng)目開工建設(shè)前、施工期和林草植被恢復(fù)期，通過對比三個時間段遙感影像資料，可直觀地看出項(xiàng)目建設(shè)對項(xiàng)目區(qū)環(huán)境的影響。

5 監(jiān)測頻次

根據(jù)《水土保持監(jiān)測技術(shù)規(guī)程》(SL 277—2002)和《關(guān)于規(guī)范生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目水土保持監(jiān)測工作的意見》(水?！?009〕187號)的要求，對正在使用的棄土、棄渣場和正在實(shí)施的水土保持措施要求每10天監(jiān)測一次，對擾動地表面積、水土保持工程措施攔擋效果每月監(jiān)測一次，對主體工程進(jìn)度、水土流失影響因子、水土保持植被生長情況每3個月監(jiān)測一次，遇到暴雨、大風(fēng)天氣增加監(jiān)測次數(shù)，水土保持災(zāi)害事件發(fā)生一周內(nèi)完成監(jiān)測。

由于本項(xiàng)目所處區(qū)域?qū)儆谖髂贤潦絽^(qū)，項(xiàng)目區(qū)土壤侵蝕以水力和重力侵蝕為主，因此本項(xiàng)目重點(diǎn)監(jiān)測時段應(yīng)該為每年的雨季，即5—10月份。在雨季本項(xiàng)目實(shí)施了駐點(diǎn)監(jiān)測，在非雨季則嚴(yán)格按照規(guī)范要求進(jìn)行監(jiān)測，本項(xiàng)目監(jiān)測頻次可以滿足監(jiān)測數(shù)據(jù)需要，確保監(jiān)測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確。

6 監(jiān)測結(jié)果及分析

通過監(jiān)測，項(xiàng)目在施工過程中共產(chǎn)生水土流失量5.85萬t，較方案預(yù)測的111.9萬t大幅度減少，說明工程在建設(shè)過程中采取了有效的水土流失防治措施。另外，本項(xiàng)目水土流失防治六項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到了水保方案設(shè)計要求，其中擾動土地整治率達(dá)98.94%，水土流失總治理度為98.34%，攔渣率為97.86%，土壤流失控制比為1.30，林草植被恢復(fù)率為98.05%，林草覆蓋率為42.12%。

7 結(jié) 語

開發(fā)建設(shè)項(xiàng)目在施工過程中不可避免地會對原地貌產(chǎn)生大范圍的擾動，破壞原有的水保設(shè)施，造成一定程度的水土流失。因此，加強(qiáng)水土保持監(jiān)測工作，充分運(yùn)用水土保持監(jiān)測工作中取得的監(jiān)測成果，可以及時發(fā)現(xiàn)項(xiàng)目建設(shè)過程中存在的水土流失問題。同時，由于不同區(qū)域地形地貌、植被、雨水等自然因子有所差異，因此科學(xué)選用水土保持監(jiān)測方法，確定監(jiān)測內(nèi)容和頻次，有助于準(zhǔn)確、客觀、真實(shí)、全面地反映出項(xiàng)目水土流失情況，才能更好地服務(wù)建設(shè)單位并為水行政部門提供參考，為國家制定水土保持方針政策提供依據(jù)。

[1] 李智廣.開發(fā)建設(shè)項(xiàng)目水土保持監(jiān)測[M].北京：中國水利水電出版社，2008：220-228.

[2] 趙永軍.水土流失防治責(zé)任范圍的界定[J].中國水土保持，2005(1)：21-23.

[3] 余銘銓，王健.生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目水土保持監(jiān)測技術(shù)與方法探討[J].亞熱帶水土保持，2016，28(4)：54-58.

[4]中華人民共和國水利部.水土保持監(jiān)測技術(shù)規(guī)程：SL 277—2002[S].北京：中國水利水電出版社，2002：35-37.

[5]郭索彥，李智廣.新技術(shù)在我國水土保持監(jiān)測工作中的應(yīng)用 [J].中國水利，2006(12)：25-27.

[6]姜艷艷，趙松源，王劍峰.無人機(jī)遙測技術(shù)在水土保持監(jiān)管中的應(yīng)用[J].中國水土保持，2015(9):73-76.