水利工程項目水土保持監測探討

侯進平

（新疆維吾爾自治區水利廳水土保持處，新疆 烏魯木齊 830000）

1 工程概況

阿爾塔什水利樞紐工程位于莎車縣霍什拉甫鄉與原庫斯拉甫鄉交界位置，工程水庫總庫容23.95 億m3，設計蓄水位1820 m，電站總裝機容量745 MΩ，為大（I）型一等工程，工程建成后將惠及南疆克孜勒蘇柯爾克孜自治州以及喀什、和田等地區。阿爾塔什水利樞紐工程處于高地震烈度區，在高面板堆石壩、高邊坡危巖體處理及深河床覆蓋等方面存在技術困難，被稱為“新疆的三峽工程”。葉爾羌河流域曾是塔河第一大支流，阿爾塔什水利樞紐工程是葉爾羌河流域山區河段控制性水利工程，工程建成后在確保塔河生態供水的基礎上，發揮防洪、灌溉、發電等功能，該水利樞紐工程開建于2011 年10 月，并與2019 年11 月下閘蓄水，樞紐工程預計全部完工時間為2022 年3 月。工程區現有水土流失是以地表徑流沖刷所致水力侵蝕為主的面蝕，其次為溝蝕，水土流失強度1681 t/（km2·a），屬于輕度流失。隨著工程的建設，原地貌遭到擾動與破壞，大量棄土棄渣不合理堆放，必將增大工程區內水土流失強度與規模，據預測，阿爾塔什水利樞紐工程建設將使區內水土流失強度增大為8240 t/（km2·a），造成9.86×104t 的水土流失量，為此，加強項目建設過程中工程區內水土保持監測意義重大。

2 水土保持監測設計

阿爾塔什水利樞紐工程建設單位應委托具有水土保持監測資質的水土流失監測單位對項目水土流失程度進行監測。

2.1 監測范圍與時段

2.1.1 監測范圍

本工程的監測范圍為整個水土流失防治責任范圍，水利樞紐工程的實施擾動原地貌、損壞土地及植被面積達3211.52 hm2。根據水利樞紐工程建設對地表擾動程度及水土流失預測結果，主體工程區、砂礫石料場、進場道路為重點監測區域；其他區域為常規監測區域。

2.1.2 監測時段

本項目為大型水利樞紐建設項目，依據《生產建設項目水土保持技術標準》（GB 50433-2018）和《生產建設項目水土保持監測與評價標準》（GB/T 51240-2018），為進行水利樞紐工程實施對環境擾動及水土流失程度的確定，以及工程實施后環境影響的評價[1]，將本項目監測時段設定為2019 年11 月～2025 年3 月。

2.2 監測內容與方法

2.2.1 監測內容

按照水利部《生產建設項目水土保持監測與評價標準》（GB/T 51240-2018）及水利部令第12 號文的相關規定，按照阿爾塔什水利樞紐工程建設規模，其水土保持監測內容必須涵蓋工程區地形地貌改變、工程施工占地、施工擾動地表面積、施工挖填方土方量、水土流失主要形式、水土流失規模、水保主要措施、實施效果等方面。根據文件及工程實際情況，本工程監測主要項目按水土流失規模和水保措施實施效果兩個方面設置，具體內容見表1。

2.2.2 監測方法

依據《生產建設項目水土保持監測與評價標準》（GB/T 51240-2018），根據本工程建設規模、所使用原材料等級、機械設備型號等情況，本工程應當采用調查監測與定位監測相結合的水土流失規模及水保措施實施效果監測方法。

（1）調查監測

表1 阿爾塔什水利樞紐工程水土保持監測項目及內容

針對阿爾塔什水利樞紐工程占地面積、工程規模、可能及已經發生的生態擾動規模、工程挖填方量、棄土棄渣量、材料及設備對方面積等進行實地調查監測，同時與工程設計施工其余資料相結合進行水土流失規模量化分析。此外，對工程實施過程中已經采取的水保措施類型、規模、效果等進行實地樣方調查、量測和計算[2]，包括林草種植率、林草覆蓋率、林草成活率等。

①林草覆蓋率及植被措施實施情況和效果的監測主要通過典型樣方測量法進行，具體而言，草本植物、喬木和灌木的典型樣方投影面積分別按1 m×1 m、20 m×20 m 和5 m×5 m 設計，單位樣方重復三次進行草本植物、喬灌木的作物類型及種植規模、生長情況、成活率、覆蓋率、郁閉度、枯葉率等的記錄。

②工程措施的監測主要根據《水土保持綜合治理效益計算方法》（GB/T 1577-1995）以及阿爾塔什水利樞紐工程實際情況選用巡視、實地定點量測以及具體調查綜合運用的措施，以便對工程實際土地資源利用程度、擾動面積、工程措施實施前后水土流失規模的變化、具體治理情況、攔渣率等工程措施實施前后的效益調查監測與比較分析。

（2）定位監測

本水利工程占地規模大，施工周期長，對工程區地形地貌人為擾動較大，按照《水土保持綜合治理效益計算方法》（GB/T 1577-1995）的規定，徑流小區觀測法在應用過程中必須確保觀測期的相對穩定性以及觀測場地設置的固定性，如果上述兩個方面都難以滿足的情況下，則徑流小區觀測法不具可操作性，為此，對于阿爾塔什水利樞紐工程上述兩個條件都不具備的情況下，應采用簡易水土流失觀測場法和簡易坡面量測法。

①簡易水土流失觀測場法：汛前在阿爾塔什水利樞紐工程堆土的臨時坡面，按觀測設計與臨時坡面面積，將長50 cm～100 cm、直徑0.5 cm～1.0 cm 的鋼釬按0.5 m 或1.0 m 的間距以上中下、左中右呈縱橫“品”字形依次排列布設，鋼釬應沿垂直坡面方向打入，頂部與坡面齊平，并在鋼釬或木樁頂部涂上顏色。每次降雨產生徑流后，觀測鋼釬或木樁頂部距離地面高度，計算土壤流失厚度和土壤流失量。按照簡易水土流失觀測場法觀測過程中，觀測重點應放在棄渣影響自然沉降量、沉降率等方面。

圖1 水土流失簡易觀測場示意圖

②簡易坡面量測法：對阿爾塔什水利樞紐工程挖填邊坡所出現的水蝕規模的監測應采用簡易坡面量測法，測量重點放在坡長、坡度、地面組分、土壤容重等方面，在降雨后定期進行侵蝕溝體積規模的量側。具體而言，根據具體情況確定樣方面積，本工程為100 m2，在所確定的樣方內進行侵蝕溝數量、深度、寬度、長度等的量測與計算（圖1）。

③簡易徑流小區：布設徑流小區的坡面應具有代表性，且觀測便利；徑流小區的規格為20 m2，形狀為矩形，徑流小區的組成和平面布設按《水土保持試驗規程》（SL 419-2007）規定執行。

2.3 監測點位布設

水土保持監測站點的布設根據項目擾動地表的面積、涉及的水土流失不同類型、擾動開挖和堆積形態、植被狀況、水土保持設施及其布局，以及交通、通信等條件綜合確定。監測點的布設選取有較強代表性的點位，點位適當集中，交通方便，便于監測管理；不同監測項目相互結合，避免人為活動的干擾[3]。本項目為水利樞紐工程建設類項目，在主體工程區布設2 個監測點；砂礫石料場、進場道路設置2 個監測點；在辦公生活區和主體工程區綠化區布設1 個監測點；在倒運場、石炭溝料場布設2 個監測點。本項目監測點位分布見表2。

表2 監測點位分布表

3 結語

水利工程建設項目的實施必然引起項目區原地形地貌的擾動，水土保持監測單位應針對水利工程項目水土擾動實際情況進行水土流失監測，為項目建設單位和水行政主管部門提供治理及監管依據。在進行水利樞紐工程項目現場水土流失情況監測方案設計的過程中，應注重水土保持責任分區和監測內容的結合、重點監測與全面調查的結合，基于侵蝕強度監測和地表擾動動態監測，以取土棄土監測為地表擾動類型監測的重點。水利樞紐工程建設涉及范圍廣，開挖面多，項目區水土保持難度大，但只要結合工程建設特點，加強水土保持監測方案設計，完善水土流失防治點、線、面結合的總體性布局，選擇適宜的攔渣、護坡、土地整治、植物綠化等水土流失防治措施，就能有效治理工程實施新增水土流失，保證工程經濟效益和社會效益的發揮。