對水利工程中水土流失量的測定方法研究

王志東 袁娜娜

摘 要：隨著國家對于水利工程建設的大力投入，各地的水利工程紛紛上馬，但是伴隨著水利工程中的是大量的水土流水，在水利工程建設施工過程中，以及對原有的水利工程進行維修加固過程中，都伴隨著對水利工程附近土地的擾動，在對土地擾動后隨著暴雨產生的水力侵蝕，從而造成大面積的水土流失。因此，在水利工程建設過程中對水土流失量的監測是作為水土保持措施布設是否合理的重要參考數據，同時也作為考量防治效果完成情況的重要依據。對于水利工程規模大、建設周期長的水利項目常常采用徑流池和卡口站觀測法。文章以鋼釬法和簡易坡面量測法為例介紹測量水土流失量的方法。

關鍵詞：水利流失；鋼釬法；簡易坡面量測法

引言

陜西省為響應國家大力發展水利的號召，近些年來開發了很多的水利工程。原有的很多水利工程經過很多年的使用，普遍都產生了老化、滲漏等問題，一旦發生險情，將會嚴重威脅著人民群眾的生命和財產安全，因此，陜西省對這些老舊的水利工程展開了全面的加固排險工程，這些加固排險工程到現在已經相繼完工。但是在進行這些工程的過程中，產生了許多的土地擾動，這將會直接造成大量的水土流失，因此如何對這些水土流失量進行測量從而為后續的水土保持措施進行指導是工程建設過程中的難題。文章將就在水利施工過程中采取的測量水土流失量的方法進行闡述，并對此方法在后續的水土保持中所起的作用進行介紹。

1 水土流失的簡介

水土流失是指人類對土地的利用，特別是對水土資源不合理的開發和經營，使土壤的覆蓋物遭受破壞，裸露的土壤受水力沖蝕，流失量大于母質層育化成土壤的量，土壤流失由表土流失、心土流失而至母質流失，終使巖石暴露。根據產生水土流失的“動力”，分布最廣泛的水土流失可分為水力侵蝕、重力侵蝕和風力侵蝕三種類型。水土流失的危害性很大，主要有以下幾個方面：（1）使土地生產力下降甚至喪失；（2）淤積河道、湖泊、水庫；（3）污染水質影響生態平衡。由此可見，水土流失的危害性不僅很大，而且還具有長期效應。問題的嚴重性必須充分估計到。中國是世界上水土流失最為嚴重的國家之一，由于特殊的自然地理和社會經濟條件，使水土流失成為主要的環境問題。中國的水土流失分布范圍廣、面積大，根據公布的中國第2次遙感調查結果，中國的水土流失面積達356萬km2，占國土總面積的37%，其中水力侵蝕面積達165萬km2，風力侵蝕面積191萬km2。在水蝕和風蝕面積中，水蝕、風蝕交錯面積為26萬km2，侵蝕形式多樣，類型復雜，水力侵蝕、風力侵蝕、凍融侵蝕及滑坡泥石流等重力侵蝕特點各異，相互交錯，成因復雜。

2 案例分析

水利水電工程建設過程中產生的水土流失量主要由工程施工建設破壞、埋壓土地及植被造成原地貌水土保持功能降低甚至喪失以及工程棄土堆渣不合理的堆放導致土壤侵蝕加劇而產生。文章將以陜西省榆林尤家峁水庫為例來進行分析說明，這座水庫是上世紀80年代建造的，經過多年的使用，水庫面臨著老化、滲透等危害，因此急需維修加固。此項維修加固工程規模大，且工期長，因此對于庫區周圍的土地擾動較大，極易造成水土流失。因此，對于施工過程中需要對水土流失量采取監測工作。在施工期監測中采用文章介紹的方法進行監測，同時在植被恢復期通過對土壤進行采樣，分析出土壤侵蝕強度，進而對水土保持措施是否有效進行判斷。

3 監測水土流失量的方法和內容

在工程中一般采用調查監測法、地面定位觀測法和巡查法三種方法進行監測。監測的內容如下：

（1）應通過設立典型觀測斷面、觀測點、觀測基準等，對水利工程建設項目在建設時期和運行初期的水土流失及其防治效果進行監測。

（2）水利工程建設區水土流失因子監測應包括下列項目：地形、地貌和水系的變化情況：建設項目占用地面積、擾動地表面積；項目挖方、填方數量及面積、棄土、棄石、棄渣量及堆放面積；項目區林草覆蓋度。

（3）水土流失狀況監測應包括下列資料：水土流失面積變化情況；水土流失量變化情況；水土流失程度變化情況；對下游和周邊地區造成的危害及其趨勢。

（4）水土流失防治效果監測應包括下列項目：防治措施的數量和質量；林草措施成活率、保存率、生長情況及覆蓋度；防護工程的穩定性、完好成度和運行情況；各項防治措施的攔渣保土效果。

4 監測水利工程水土流失量的監測點布設

因此項工程的建設周期較長，因此需要建立長期的監測點，結合庫區的特點，監測點應選在棄土棄渣場平臺和坡面、水利工程的開挖面以及土方的開挖區域和土方的回填區域等地方作為監測點。

5 對監測站點采集的數據進行分析

在庫區通過采用鋼釬法和簡易坡面量測法對維修加固施工過程中的水土流失量進行了監測，測得在整個施工過程中共有1.8萬t水土流失。在這1.8萬t水土流失量中有1.04萬t是在主體工程區施工過程中產生的，占了整個水土流失量的大部分。水土流失量第二嚴重的區域是是取土場區，共計有0.56萬t土壤流失，而在棄渣場則造成了0.10萬t的土壤流失，而施工（營）場地造成的流失所占的比例不多只有0.05萬t，最后是臨時道路造成的約0.04萬t的水土流失量。

水土保持監測是指對水土流失發生、發展、危害及水土保持效益進行長期的調查、觀測和分析工作。通過水土保持監測，摸清水土流失類型、強度與分布特征、危害及其影響情況、發生發展規律、動態變化趨勢，對水土流失綜合治理和生態環境建設宏觀決策以及科學、合理、系統地布設水土保持各項措施具有重要意義。在項目建設完成后的植被恢復期，根據統計數據做出項目區整體水土流失分布表：在項目區其的植被覆蓋率為58.7%，此區域的植被覆蓋較好從而不會產生水土流失；在項目中的平地區域容易產生微度的水土流失。在項目的5～8°和8～15°的坡度區域將會產生輕度的水土流失。根據檢測的結果顯示植被恢復期整個施工區域的土壤侵蝕強度低于500t/km2·a。這個結果顯示，在經過水利維修加固施工后建設項目區域的水土保持工作相較施工前更為科學，布局更為完善合理，從而對整個庫區的生態環境建設產生更為積極的影響。

6 結束語

水利水電工程建設過程中產生的水土流失量主要由工程施工建設破壞、埋壓土地及植被造成原地貌水土保持功能降低甚至喪失以及工程棄土堆渣不合理的堆放導致土壤侵蝕加劇而產生。在實際的水利工程建設過程中進行水土流失量監測時，由于條件限制，多采用簡易觀測法進行直觀的觀測，同時將觀測的來的數據經過多次匯總后可以得到對水利工程建設區域水土流失狀況得出客觀詳實地反映。同時在監測點的選擇上要合理布局，采用科學的監測方法來提高監測數據的實效性和準確性。對整個建設項目進行真實的動態的監測，并對監測數據進行整理保存，為以后的方案設計和驗收提供依據。在調查分析工程對地表、植被的擾動情況，了解棄土堆渣的結構組成及其堆放位置、形式的基礎上，通過分析施工區及工程直接影響區的水土流失特點，同時調查相同工程類似的水土流失情況，通過分析類比進行水土流失數量預測計算。從預測到實測再到最終植被恢復期這一整個過程中，侵蝕模數是一個陡降的過程。根據這個變化可以清楚的看到水土保持措施被很好地執行了下來。

參考文獻

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[2]胡宏祥，洪天求，劉路.水土流失量和養分流失量的預測[J].環境科學研究，2009（3）.