水力侵蝕地區(qū)生產(chǎn)建設(shè)項目水土保持監(jiān)測方法適用性比較分析

張學(xué)文

摘要：在水土保持方案編制、生產(chǎn)建設(shè)項目建設(shè)生產(chǎn)過程中開展水土保持監(jiān)測時，往往存在對水土保持監(jiān)測方法選取不準(zhǔn)問題，造成監(jiān)測方法由于成本高或技術(shù)力量弱難以實現(xiàn)、水土保持監(jiān)測數(shù)據(jù)不夠準(zhǔn)確。如何根據(jù)不同項目特點、水土流失類型選擇不同的監(jiān)測方法，通過對不同監(jiān)測方法優(yōu)缺點的比較分析，基本總結(jié)出了不同項目的水土保持監(jiān)測方法，希望能夠為水力侵蝕地區(qū)水土保持方案編制和監(jiān)測工作的開展提供借鑒。

關(guān)鍵詞：生產(chǎn)建設(shè)項目水土保持監(jiān)測方法適用性選取

Applicability Comparison and Analysis of Soil and Water Conservation Monitoring Methods for Production and Construction Projects in Water Erosion Area

ZHANG Xuewen

（Water and Soil Conservation Station， Qinzhou Water Affairs Bureau， Tianshui， Gansu Province，741000 China）

Abstract： When soil and water conservation monitoring is carried out in the process of soil and water conservation scheme preparation and production and construction project construction， ?the problem of inaccurate selection of monitoring methods for water and soil conservation often exists， resulting in difficult implementation of monitoring methods due to high cost or weak technical force， and inaccurate water and soil conservation monitoring data.How to select different monitoring methods according to the characteristics of different projects and types of water and soil loss， through the comparative analysis of the advantages and disadvantages of different monitoring methods， this paper basically summarizes the water and soil conservation monitoring methods of different projects， hoping to provide reference for the preparation of water and soil conservation plan and the development of monitoring work in hydraulic erosion areas.

Key Words： Production and construction projects;Soil and water conservation monitoring; Method; Applicability;Select

生產(chǎn)建設(shè)項目在項目建設(shè)、生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生大量人為的水土流失，嚴(yán)重者會造成一定的水土流失危害或災(zāi)害，通過水土保持監(jiān)測工作的開展，能夠?qū)椖吭诮ㄔO(shè)、生產(chǎn)過程中的土地擾動范圍、水土流失量動態(tài)變化情況、水土保持措施落實及成效、不同地貌類型區(qū)水土保持措施對水土流失量的控制等情況提供量化依據(jù)，為建設(shè)單位防治水土流失提供指導(dǎo)、為水土保持行政主管部門監(jiān)督執(zhí)法提供依據(jù)，有效防止較大水土流失現(xiàn)象的發(fā)生，同時也為水土保持方案編制、審查時水土流失預(yù)測、水土保持措施的選取提供依據(jù)。生產(chǎn)建設(shè)項目水土保持監(jiān)測內(nèi)容、方法有規(guī)范要求，但生產(chǎn)建設(shè)項目類型多樣、地形地貌各不相同、土石方綜合利用方向多樣等，對于不同的生產(chǎn)建設(shè)項目如何選擇簡單實用、方便快捷、經(jīng)濟實惠、準(zhǔn)確可靠的水土保持監(jiān)測方法顯得尤為重要。

1開展水土保持監(jiān)測的依據(jù)

根據(jù)《水利部關(guān)于進一步深化“放管服”改革全面加強水土保持監(jiān)管的意見》文件中，“征占地面積在5公頃以上或者挖填土石方總量在5萬m3以上的生產(chǎn)建設(shè)項目應(yīng)當(dāng)編制水土保持方案報告書”，同時還規(guī)定“編制水土保持方案報告書的項目，應(yīng)當(dāng)依法開展水土保持監(jiān)測工作”。從文件可知，只要編制了水土保持方案的生產(chǎn)建設(shè)項目都應(yīng)當(dāng)開展水土保持監(jiān)測。其實，對于生產(chǎn)建設(shè)項目在建設(shè)生產(chǎn)過程中的水土保持監(jiān)測，國家已高度重視，在《中華人民共和國水土保持法》第四十一條規(guī)定：對可能造成嚴(yán)重水土流失的大中型生產(chǎn)建設(shè)項目，生產(chǎn)建設(shè)單位應(yīng)當(dāng)自行或者委托具備水土保持監(jiān)測資質(zhì)的機構(gòu)，對生產(chǎn)建設(shè)活動造成的水土流失進行監(jiān)測。在隨后的有關(guān)規(guī)章及規(guī)范性文件中，對沒有開展水土保持監(jiān)測的也進行了一定的規(guī)定和要求，如《生產(chǎn)建設(shè)項目水土保持監(jiān)督管理辦法》第二章節(jié)第七條規(guī)定：未依法依規(guī)開展水土保持監(jiān)測的，水土保持設(shè)施驗收結(jié)論應(yīng)當(dāng)為不合格;同時在水保[2019]160號文件中，實行水土保持監(jiān)測“綠黃紅”三色評價，對于評價結(jié)論為紅色的項目，納入重點監(jiān)管對象。

2常用水土保持監(jiān)測方法

生產(chǎn)建設(shè)項目水土保持監(jiān)測內(nèi)容主要是土地擾動（包括棄渣量及變化）、水土流失狀況、水土流失防治成效、水土流失危害等。為了監(jiān)測好這些水土保持內(nèi)容，應(yīng)當(dāng)選取適當(dāng)?shù)谋O(jiān)測方法來開展監(jiān)測工作。水利部辦公廳關(guān)于進一步加強生產(chǎn)建設(shè)項目水土保持監(jiān)測工作的通知（辦水保〔2020〕161號）要求，監(jiān)測方法以衛(wèi)星遙感、無人機遙感、視頻監(jiān)控、地面觀測、實地調(diào)查量測等多種方法。通過查閱有關(guān)規(guī)范，結(jié)合水土保持監(jiān)測工作開展，常用的監(jiān)測方法見表1。

3 不同監(jiān)測方法優(yōu)缺點分析

3.1 優(yōu)點

（1）實測法：該方法包括實地勘測、樣地調(diào)查。一是測量工具簡便，以測繩、鋼卷尺、皮尺、全站儀、手持GPS、測畝儀、照相機等工具為主[1];二是大多測量方法簡便易學(xué)，任何具有初高中文化水平以上的人員經(jīng)簡單培訓(xùn)后就可從事監(jiān)測工作;三是監(jiān)測費用較小，不僅監(jiān)測設(shè)備購買經(jīng)濟，且不需要高科技軟件的支持，監(jiān)測過程費用較小;四是監(jiān)測數(shù)據(jù)精度較高，尤其對小范圍的點型生產(chǎn)建設(shè)項目，面積及水土保持植物措施、工程措施一般都可實現(xiàn)高精度的測量計算，得出監(jiān)測數(shù)據(jù);五是適用范圍廣泛，可以在面積、工程量、植物生長量等方面都可以廣泛應(yīng)用。

（2）徑流小區(qū)法：該方法是水土保持監(jiān)測中對不同坡面坡度、不同植被狀況下土壤侵蝕監(jiān)測最常用、最準(zhǔn)確的方法之一，通常結(jié)合人工模擬降雨、自然降水等不同雨強、降雨歷時情況下使用。一是準(zhǔn)確，尤其對不同土壤質(zhì)地、不同坡面糙率坡度、不同植被狀況時，對不同降雨強度、降雨歷時產(chǎn)生的泥沙進行計算，較準(zhǔn)確地推算不同土壤侵蝕類型區(qū)的土壤侵蝕模數(shù);二是有利于科研、教學(xué)與實踐結(jié)合，小區(qū)建成后可以作為水土保持研究的同時，也可以為科普教學(xué)提供基地;三是通過徑流小區(qū)的建立，可以建立模擬不同地貌類型、不同生產(chǎn)建設(shè)項目終了坡面、不同坡度坡長、不同防護措施設(shè)計要求條件下的小區(qū)模型，從而可通過小區(qū)模型準(zhǔn)確的推算生產(chǎn)建設(shè)項目水土流失量。

（3）測釬法：主要應(yīng)用于因開挖、削坡、堆積等所形成的坡面水土流失量的監(jiān)測，一是監(jiān)測工具極其簡單、易于制備、價格低廉;二是技術(shù)簡單易學(xué);三是通過校方推算數(shù)據(jù)較為準(zhǔn)確;四是結(jié)合淺溝狀侵蝕測量，易于及時掌握、預(yù)測水土流失危害。

（4）侵蝕溝量測法：在生產(chǎn)建設(shè)項目監(jiān)測中的侵蝕溝量測，主要是監(jiān)測開挖面、土質(zhì)棄渣堆積面的溝狀侵蝕長度、寬度、深度，推算土壤侵蝕量，尤其是在較長時間內(nèi)暫不擾動的開挖、堆積坡面。優(yōu)點一是監(jiān)測儀器設(shè)備操作簡單、價格低廉，監(jiān)測儀器有鋼卷尺、直尺、還有近年研發(fā)的侵蝕溝測量尺[2]等;二是量算方法簡便，易于掌握，數(shù)據(jù)較為準(zhǔn)確。

（5）集沙池法：可結(jié)合排水溝渠系統(tǒng)對一定范圍內(nèi)的水土流失進行監(jiān)測，可直接推算土壤侵蝕模數(shù)，方法直觀、數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠。

（6）全面巡視：結(jié)合影像資料的攝取，可有效直觀的查看水土保持措施的防護效果、植物生長情況、水土流失危害等，是水土保持監(jiān)測中最常采用的方法。

（7）遙感監(jiān)測法：一是應(yīng)用范圍廣，可廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)普查、環(huán)境監(jiān)測[3]、地圖測繪、地面擾動等科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，并應(yīng)用于水土流失災(zāi)害調(diào)查，如無人機低空遙感監(jiān)測技術(shù)能夠預(yù)測水土流失情況，對于水土流失所形成的災(zāi)害情況能夠起到預(yù)估和監(jiān)測的作用[4];二是覆蓋面積很廣、數(shù)據(jù)信息量大，一幅TM影像幅寬為185km×172km，且衛(wèi)星過境時間可拍攝影像達20多幅[5];三是大范圍監(jiān)測準(zhǔn)確性高，成本較低，如近3年生產(chǎn)建設(shè)項目監(jiān)測中的圖斑核查廣泛應(yīng)用遙感監(jiān)測技術(shù);又如無人機低空遙測可通過降低飛行高度、增加影像采集密度和均勻度、增設(shè)地面控制點等方式來提高精度[6]。四是對于地形復(fù)雜、受條件限制，人員難以到達的地方都可進行監(jiān)測，如無人機低空遙感監(jiān)測技術(shù)可以快速獲取目標(biāo)范圍內(nèi)的影像，經(jīng)處理，獲得水土保持工作監(jiān)測工作需要使用的數(shù)據(jù)信息[7]。

（8）視頻監(jiān)控：是近年來隨著科技發(fā)展而發(fā)展進來的有效水土保持監(jiān)測方法，一是直觀性，尤其對于取棄土量變化、水土流失發(fā)生情況、水土危害大小及影響情況等可直觀進行實時觀察，提供立體、直觀、可視化的交互方式[8];二是時效性，能夠及時發(fā)現(xiàn)正在發(fā)生的水土流失狀況;三是便捷性，能夠及時發(fā)現(xiàn)問題并提出解決方案、高效便捷等。

3.2缺點

（1）實測法：一是監(jiān)測范圍小，對于小范圍的可進行實地勘測，可是對于大范圍的監(jiān)測，尤其是公路等線性工程，線路長、開挖方點位多，實地勘測勞動量大，且有時難以實現(xiàn);二是對于通過樣方監(jiān)測的，由于校方選取誤差造成數(shù)據(jù)統(tǒng)計不全面，誤差較大;三是對于地形復(fù)雜、高差起伏較大的區(qū)域及水土流失危害監(jiān)測，時有難以到達的地方，局限性較大。

（2）徑流小區(qū)法：一是對于生產(chǎn)建設(shè)項目來說，由于建設(shè)期較短，建立徑流小區(qū)成本較高不現(xiàn)實;二是生產(chǎn)建設(shè)項目開挖、取土及棄土堆放各不相同，應(yīng)用現(xiàn)有徑流小區(qū)有關(guān)數(shù)值只能比較性估算土壤侵蝕模數(shù)，存在一定的偏差。

（3）測釬法：一是對于棄土場等松散土質(zhì)上，測纖易倒伏，易致使數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確;二是由于測量人員不同、觀測角度不同影響數(shù)據(jù)讀取及地面、土壤粒徑不均勻等易造成一定誤差。

（4）侵蝕溝量測法：一是受地形、土壤粒徑、侵蝕溝寬度不均勻、數(shù)值讀取角度、測量人員工作經(jīng)驗等影響，同時受不同監(jiān)測人員選取侵蝕溝的代表性不同，侵蝕溝測量尺及傳統(tǒng)的鋼卷尺（直尺）測量時易產(chǎn)生較大的誤差;二是侵蝕溝數(shù)量較多時，尤其是較大范圍生產(chǎn)建設(shè)項目，點多面廣，在全面測量時工作量大、效率低下。

（5）集沙池法：一是在生產(chǎn)建設(shè)項目建設(shè)生產(chǎn)過程中一般以沉沙池代替，在池底、池壁處理不均勻時，易產(chǎn)生測量誤差;二是受沉沙池內(nèi)水體的影響，數(shù)據(jù)讀取存在一定的誤差。

（6）全面巡視：只能以影像、直觀觀察等收集監(jiān)測資料，可結(jié)合其它監(jiān)測方法進行，不能單獨進行監(jiān)測或數(shù)據(jù)采集。

（7）遙感監(jiān)測法：遙感監(jiān)測有衛(wèi)星、航空遙感和近年來的無人機遙感監(jiān)測等，對于衛(wèi)星遙感、航空遙感要利用地理影像進行判讀，同時還要有地面接收系統(tǒng)、處理系統(tǒng)等。因此，對于點狀生產(chǎn)建設(shè)項目尤其是面積小于10hm2、且規(guī)整的房地產(chǎn)項目，利用遙感監(jiān)測大材小用、且與實測法相比，誤差較大;二是成本相對較高，尤其地理影像購買、計算機軟件安裝、解譯人員工資等造成成本較高;三是技術(shù)要求高，就無人機監(jiān)測，對無人機操作人員、地形地貌分析人員等都有一定的先進技術(shù)要求等。

（8）視頻監(jiān)控：一是只能定性對水土流失發(fā)生及變化情況進行觀察，不能提供適時的量化指標(biāo);二是監(jiān)控范圍小，只能監(jiān)控視頻掃描范圍內(nèi)，受監(jiān)控面積、視頻攝像頭像素、遮擋物等因素的干擾較大。

4 水土保持監(jiān)測方法的選擇

通過以上不同監(jiān)測方法優(yōu)缺點比較分析，在具體項目選擇水土保持監(jiān)測方法時，應(yīng)有針對性的進行選取。對于房地產(chǎn)建設(shè)為主的點狀項目，由于一般面積較小，以幾公傾至十幾公頃為主，不超過20公頃，可以選擇實測法、視頻監(jiān)控;由于有臨時堆土存在，可以采用測釬法，同時結(jié)合排水溝渠、沉沙池的布設(shè)，利用沉沙池進行水土流失量的監(jiān)測;目前的房地產(chǎn)項目，大多都設(shè)計了地下車庫及人防工程，土方開挖量大，所開挖廢棄的土方大部分在各房地產(chǎn)項目之間進行了綜合利用，還有部分廢棄并運送至專門的建筑垃圾場，對于綜合利用或運送至建筑垃圾場的，可不再納入該類型項目的監(jiān)測范圍內(nèi)。

對于以采礦為主的礦產(chǎn)資源類生產(chǎn)建設(shè)項目，無論地下開采為主或以露天開采為主的，都有辦公生活區(qū)、開采區(qū)、臨時料場及加工區(qū)、甚至棄渣堆放區(qū)，由于開采或生活等擾動地表點位較多、比較分散，且地形高差較大、較為復(fù)雜，可以選取實測、無人機航測進行防治責(zé)任范圍邊界的測繪或水土流失危害的監(jiān)測;對于各防治分區(qū)各類水土保持措施，以實測為主;對于棄渣場等可以采用侵蝕溝量測、集砂池法、測釬法，同時輔以視頻監(jiān)控;

以公路、鐵路建設(shè)為主的線性工程，由于線路長，且目前以橋梁、隧道、路基施工為主，開挖面、隧道較多，土方調(diào)配、棄渣場點位也較多，并且每個項目施工標(biāo)段也較多，且在隧道洞口、路基開挖或墊方位置又有較多的施工營地，對于這樣的復(fù)雜項目，可以借助衛(wèi)星遙感、無人機航測等進行全線的防治責(zé)任邊界范圍的監(jiān)測、水土流失危害及挖填土方量、廢棄土石方的監(jiān)測，對于各防治分區(qū)、各施工點位的水土保持措施應(yīng)當(dāng)借助GPS工具以實測為主，輔以無人機監(jiān)測、現(xiàn)場巡視并對影像資料進行攝取留存;對于棄渣場以無人機監(jiān)測為主的同時進行現(xiàn)場巡視監(jiān)測、侵蝕溝量測、集砂池法、測釬法等綜合進行土壤流失量的監(jiān)測，同時為了監(jiān)測水土流失災(zāi)害的發(fā)生，每個棄渣點位同時輔以多個視頻監(jiān)控來監(jiān)測水土流失動態(tài)。

供水、天燃氣等類型的管線建設(shè)項目，主線工程以管溝開挖為主、支線及各供水供氣未端工程以頂管施工為主，具有線路長、擾動面相對較小、每段施工工期短等特點，以無人機航測為主進行全線防治責(zé)任范圍的監(jiān)測;而對于防治措施落實、防治效果的監(jiān)測，在無人機監(jiān)測的同時，輔以樣方調(diào)查監(jiān)測;而對于施工營地、臨時材料堆放場等的監(jiān)測應(yīng)當(dāng)以實測法為主。

對于以排土場、建筑垃圾填埋為主的廢棄物處理項目，以無人機航測、視頻監(jiān)控為主進行棄土與垃圾處理量、堆放方式、是否碾壓與水土保持措施落實、水土流失危害及防治責(zé)任邊界的監(jiān)測，并輔以現(xiàn)場巡視;而對于擋土墻、截排水溝、沉沙池、廢棄物場底部滲水暗管及臨時苫蓋等水土保持措施的監(jiān)測應(yīng)當(dāng)以實測法、現(xiàn)場巡視為主;而對于土地整治、覆土、復(fù)墾或植物措施工程應(yīng)當(dāng)以樣地調(diào)查為主監(jiān)測土地平整程度、覆土厚度、植物生長狀況等。

不同類型生產(chǎn)建設(shè)項目建議采用的監(jiān)測方法見表2。

5 結(jié)語

通過不同監(jiān)測方法優(yōu)缺點的比較分析，不難看出，每種監(jiān)測方法都有優(yōu)勢和缺陷，在水土保持方案編制、項目建設(shè)生產(chǎn)期水土保持監(jiān)測過程中，應(yīng)根據(jù)不同項目的特點、可能發(fā)生的水土流失類型，選擇適合的水土保持監(jiān)測方法，為防治項目建設(shè)生產(chǎn)過程中的水土流失提供數(shù)據(jù)支撐，更為相似水土流失類型區(qū)、相似類型項目提供水土流失防治經(jīng)驗。

參考文獻

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