水利工程项目水土保持监测探讨

侯进平

（新疆维吾尔自治区水利厅水土保持处，新疆 乌鲁木齐 830000）

1 工程概况

阿尔塔什水利枢纽工程位于莎车县霍什拉甫乡与原库斯拉甫乡交界位置，工程水库总库容23.95 亿m3，设计蓄水位1820 m，电站总装机容量745 MΩ，为大（I）型一等工程，工程建成后将惠及南疆克孜勒苏柯尔克孜自治州以及喀什、和田等地区。阿尔塔什水利枢纽工程处于高地震烈度区，在高面板堆石坝、高边坡危岩体处理及深河床覆盖等方面存在技术困难，被称为“新疆的三峡工程”。叶尔羌河流域曾是塔河第一大支流，阿尔塔什水利枢纽工程是叶尔羌河流域山区河段控制性水利工程，工程建成后在确保塔河生态供水的基础上，发挥防洪、灌溉、发电等功能，该水利枢纽工程开建于2011 年10 月，并与2019 年11 月下闸蓄水，枢纽工程预计全部完工时间为2022 年3 月。工程区现有水土流失是以地表径流冲刷所致水力侵蚀为主的面蚀，其次为沟蚀，水土流失强度1681 t/（km2·a），属于轻度流失。随着工程的建设，原地貌遭到扰动与破坏，大量弃土弃渣不合理堆放，必将增大工程区内水土流失强度与规模，据预测，阿尔塔什水利枢纽工程建设将使区内水土流失强度增大为8240 t/（km2·a），造成9.86×104t 的水土流失量，为此，加强项目建设过程中工程区内水土保持监测意义重大。

2 水土保持监测设计

阿尔塔什水利枢纽工程建设单位应委托具有水土保持监测资质的水土流失监测单位对项目水土流失程度进行监测。

2.1 监测范围与时段

2.1.1 监测范围

本工程的监测范围为整个水土流失防治责任范围，水利枢纽工程的实施扰动原地貌、损坏土地及植被面积达3211.52 hm2。根据水利枢纽工程建设对地表扰动程度及水土流失预测结果，主体工程区、砂砾石料场、进场道路为重点监测区域；其他区域为常规监测区域。

2.1.2 监测时段

本项目为大型水利枢纽建设项目，依据《生产建设项目水土保持技术标准》（GB 50433-2018）和《生产建设项目水土保持监测与评价标准》（GB/T 51240-2018），为进行水利枢纽工程实施对环境扰动及水土流失程度的确定，以及工程实施后环境影响的评价[1]，将本项目监测时段设定为2019 年11 月～2025 年3 月。

2.2 监测内容与方法

2.2.1 监测内容

按照水利部《生产建设项目水土保持监测与评价标准》（GB/T 51240-2018）及水利部令第12 号文的相关规定，按照阿尔塔什水利枢纽工程建设规模，其水土保持监测内容必须涵盖工程区地形地貌改变、工程施工占地、施工扰动地表面积、施工挖填方土方量、水土流失主要形式、水土流失规模、水保主要措施、实施效果等方面。根据文件及工程实际情况，本工程监测主要项目按水土流失规模和水保措施实施效果两个方面设置，具体内容见表1。

2.2.2 监测方法

依据《生产建设项目水土保持监测与评价标准》（GB/T 51240-2018），根据本工程建设规模、所使用原材料等级、机械设备型号等情况，本工程应当采用调查监测与定位监测相结合的水土流失规模及水保措施实施效果监测方法。

（1）调查监测

表1 阿尔塔什水利枢纽工程水土保持监测项目及内容

针对阿尔塔什水利枢纽工程占地面积、工程规模、可能及已经发生的生态扰动规模、工程挖填方量、弃土弃渣量、材料及设备对方面积等进行实地调查监测，同时与工程设计施工其余资料相结合进行水土流失规模量化分析。此外，对工程实施过程中已经采取的水保措施类型、规模、效果等进行实地样方调查、量测和计算[2]，包括林草种植率、林草覆盖率、林草成活率等。

①林草覆盖率及植被措施实施情况和效果的监测主要通过典型样方测量法进行，具体而言，草本植物、乔木和灌木的典型样方投影面积分别按1 m×1 m、20 m×20 m 和5 m×5 m 设计，单位样方重复三次进行草本植物、乔灌木的作物类型及种植规模、生长情况、成活率、覆盖率、郁闭度、枯叶率等的记录。

②工程措施的监测主要根据《水土保持综合治理效益计算方法》（GB/T 1577-1995）以及阿尔塔什水利枢纽工程实际情况选用巡视、实地定点量测以及具体调查综合运用的措施，以便对工程实际土地资源利用程度、扰动面积、工程措施实施前后水土流失规模的变化、具体治理情况、拦渣率等工程措施实施前后的效益调查监测与比较分析。

（2）定位监测

本水利工程占地规模大，施工周期长，对工程区地形地貌人为扰动较大，按照《水土保持综合治理效益计算方法》（GB/T 1577-1995）的规定，径流小区观测法在应用过程中必须确保观测期的相对稳定性以及观测场地设置的固定性，如果上述两个方面都难以满足的情况下，则径流小区观测法不具可操作性，为此，对于阿尔塔什水利枢纽工程上述两个条件都不具备的情况下，应采用简易水土流失观测场法和简易坡面量测法。

①简易水土流失观测场法：汛前在阿尔塔什水利枢纽工程堆土的临时坡面，按观测设计与临时坡面面积，将长50 cm～100 cm、直径0.5 cm～1.0 cm 的钢钎按0.5 m 或1.0 m 的间距以上中下、左中右呈纵横“品”字形依次排列布设，钢钎应沿垂直坡面方向打入，顶部与坡面齐平，并在钢钎或木桩顶部涂上颜色。每次降雨产生径流后，观测钢钎或木桩顶部距离地面高度，计算土壤流失厚度和土壤流失量。按照简易水土流失观测场法观测过程中，观测重点应放在弃渣影响自然沉降量、沉降率等方面。

图1 水土流失简易观测场示意图

②简易坡面量测法：对阿尔塔什水利枢纽工程挖填边坡所出现的水蚀规模的监测应采用简易坡面量测法，测量重点放在坡长、坡度、地面组分、土壤容重等方面，在降雨后定期进行侵蚀沟体积规模的量侧。具体而言，根据具体情况确定样方面积，本工程为100 m2，在所确定的样方内进行侵蚀沟数量、深度、宽度、长度等的量测与计算（图1）。

③简易径流小区：布设径流小区的坡面应具有代表性，且观测便利；径流小区的规格为20 m2，形状为矩形，径流小区的组成和平面布设按《水土保持试验规程》（SL 419-2007）规定执行。

2.3 监测点位布设

水土保持监测站点的布设根据项目扰动地表的面积、涉及的水土流失不同类型、扰动开挖和堆积形态、植被状况、水土保持设施及其布局，以及交通、通信等条件综合确定。监测点的布设选取有较强代表性的点位，点位适当集中，交通方便，便于监测管理；不同监测项目相互结合，避免人为活动的干扰[3]。本项目为水利枢纽工程建设类项目，在主体工程区布设2 个监测点；砂砾石料场、进场道路设置2 个监测点；在办公生活区和主体工程区绿化区布设1 个监测点；在倒运场、石炭沟料场布设2 个监测点。本项目监测点位分布见表2。

表2 监测点位分布表

3 结语

水利工程建设项目的实施必然引起项目区原地形地貌的扰动，水土保持监测单位应针对水利工程项目水土扰动实际情况进行水土流失监测，为项目建设单位和水行政主管部门提供治理及监管依据。在进行水利枢纽工程项目现场水土流失情况监测方案设计的过程中，应注重水土保持责任分区和监测内容的结合、重点监测与全面调查的结合，基于侵蚀强度监测和地表扰动动态监测，以取土弃土监测为地表扰动类型监测的重点。水利枢纽工程建设涉及范围广，开挖面多，项目区水土保持难度大，但只要结合工程建设特点，加强水土保持监测方案设计，完善水土流失防治点、线、面结合的总体性布局，选择适宜的拦渣、护坡、土地整治、植物绿化等水土流失防治措施，就能有效治理工程实施新增水土流失，保证工程经济效益和社会效益的发挥。