西气东输二线新疆段主要水土保持监测方法

木哈买提·尼亚孜

(新疆维吾尔自治区水土保持生态环境监测总站，新疆 乌鲁木齐 830000)



西气东输二线新疆段主要水土保持监测方法

木哈买提·尼亚孜

(新疆维吾尔自治区水土保持生态环境监测总站，新疆 乌鲁木齐 830000)

[摘要]西气东输二线新疆段(霍尔果斯—星星峡段)经过伊犁山间盆地、天山山地、天山北麓倾斜平原、吐哈盆地等地貌区和艾比湖风区、达坂城风区、吐鲁番三十里风区及哈密百里风区，总长1 395 km。管线经过区域水土流失以中、强度为主，流失类型以风力侵蚀为主，水力侵蚀面积相对较小但破坏性极强。在开展水土保持监测过程中，考虑到区域条件及水土流失特点，选用的监测方法主要有地面定位监测、调查监测、遥感监测等。

1工程及工程区概况

西气东输二线工程西起新疆的霍尔果斯口岸，东至浙江、上海，南至广东、广西，途经新疆、甘肃、宁夏、陕西、河南、湖北、江西、广东、安徽、江苏、浙江、上海、湖南、广西、香港等15个省(区、市)，总体走向由西北向东南。主体工程由1条输气主干线、6条支干线、2条主干线联络线和3座配套地下储气库组成，线路总长9 102 km，设计输气能力300亿m3/a。

西气东输二线新疆段(霍尔果斯—星星峡段)，在新疆境内经过伊犁、博尔州、塔城、乌鲁木齐、昌吉、石河子、吐鲁番、哈密8个地(州、市)的16个县(市)，总长1 395 km。经过伊犁山间盆地、天山山地、天山北麓倾斜平原、吐哈盆地等地貌区。土壤主要为灰钙土、灰漠土、盐土、风沙土、灌淤土等。沿途年降水量30～290 mm，西段多，东段少，降雨集中且多暴雨。经过艾比湖风区、达坂城风区、吐鲁番三十里风区和哈密百里风区，其中达坂城风区、吐鲁番三十里风区、哈密百里风区等是大风区，8级以上大风日每年均在100 d以上。所经区域水土流失以中、强度为主，流失类型以风力侵蚀为主，水力侵蚀面积相对较小但破坏性极强。

2监测时段及内容

2.1监测时段及频次

根据工程建设实际与监测委托合同，按照水土保持监测规程的要求，确定施工期和运行初期2个监测时段，其中施工期监测时段为11个月，运行初期为8个月。在全面巡查的基础上，对重点地段的水土流失进行动态监测，雨季每月定期对水蚀动态进行1次监测，风季每月定期对风蚀动态进行1次监测，对风速大于5 m/s和降水量大于20 mm/d的情况进行加测，在发生特大暴雨、大风时再进一步加测。由于本项目水土保持监测开展得相对滞后，所以在监测工作开展前期，进行全面调查，对每处典型地段进行1次重点监测，收集水土流失背景资料，补充施工准备期的监测资料。

2.2监测内容

①防治责任范围。通过监测建设过程中临时占地面积及直接影响区的面积变化，确定建设过程中实际的防治责任范围。②弃土弃渣。主要监测弃土弃渣的位置、数量、流转工序,土方区间调配、利用和堆放方式及防护情况。③水土保持措施落实情况。监测水土保持工程措施、临时防护措施实施数量、质量及完好程度、运行情况、措施的拦渣保土效果。④风沙侵蚀量、沉积量的变化。采用测钎法、集沙缸法及集沙仪法进行多点位、多频次监测，经综合分析，得出不同扰动类型的水土流失量变化情况。

2.3监测重点地段选择

本项目是国家重点新建特大型Ⅰ级工程，线路长，空间跨度大，项目水土保持监测工作规模大、对象复杂。根据监测要求和项目水土流失特点，依照土壤侵蚀分布特点及野外考察结果，在侵蚀地貌类型变化程度较大、与人类活动关系密切的地段设置监测点，并实行重点监测。对管线长度、地貌、气候、土地类型、土壤植被、水土流失等进行对比分析，确定天山山地、吐哈盆地等为本工程的重点监测区域。隧道工程施工场地，河流、公路及铁路穿越工程，站场工程、道路工程、取弃土场、弃渣场是水土保持监测的重点对象。全线共布设34个监测点，其中定位监测点20个(测钎法监测点18个，简易径流小区法监测点2个)、调查监测点14个。考虑到工程线路长，每个定位监测点均由2个监测小区组成，即扰动监测小区和背景值对照监测小区。

3主要监测方法

3.1地面定位监测

3.1.1水蚀区定位监测

主要用于天山山地的果子沟地段，采用的方法有简易径流小区法、坡面细沟水土流失监测法和堆积体积法。①简易径流小区法。以坡面为径流场，设简易径流小区，实际规格为2 m×3 m，四周设截水墙，小区上方及两侧设简易截流沟及排水沟，小区下端设梯形集水槽，集水槽用固定油毛毡覆盖，槽下设集流桶。每次降雨后，收集气象资料，同时观测集流桶内泥水量，并充分搅拌，取泥水样，分别分析径流量和土壤流失量，分析水土流失状况。②坡面细沟水土流失监测法。公路边坡土质开挖面、土或土石混合或粒径较小的石砾堆等坡面的水土流失量的测定采用坡面细沟水土流失监测法。在选定的坡面，量测坡面形成初期的坡度、坡长、坡面组成物质、土壤容重等，并记录造成侵蚀的每次降雨。在每次降雨或多次降雨后，量测侵蚀沟的体积，得出沟蚀量，并通过沟蚀占水蚀的比例(50%～70%)，计算水土流失量。③堆积体积法。在开挖和填筑边坡坡脚、取土场、弃渣场等监测区域的水流出口沟洼处，流失的土壤会形成堆积体，量算堆积体体积，推算土壤流失量。

3.1.2风蚀区定位监测

主要采用测钎法、集沙仪法、集沙缸法、混合法。①测钎法。每次观测以毫米量度地面刻度数字，同时观测或收集气象数据等资料。②集沙仪法。采用16方位集沙仪，观测不同方位输沙量。集沙仪布设场地应平坦、空旷，周边无障碍，加大观测频次，及时清理、记录。③集沙缸法。在监测点将集沙缸埋入地下，保持缸口与地表相平，每次观测集沙缸内风沙量，分析其组成。④混合法。在部分监测点，为提高监测数据的准确性，将测钎法与集沙仪、集沙缸法配套使用。

3.2调查监测

(1)挖方、填方数量及面积和各施工阶段产生的弃土、弃石、弃渣量及堆放面积。采用查阅设计文件资料，结合实地情况调查、地形测量分析，进行对比核实，计算项目挖方、填方数量及面积和各施工阶段产生的弃土、弃石、弃渣量及堆放面积。人工开挖与填方边坡坡度、渣体高度等采用地形测量法，弃渣量及其堆放面积采用全站仪进行实地测量。

(2)项目区林草覆盖度。项目区林草覆盖度利用高精度GPS，结合GIS分析技术，采用抽样调查和测量等方法进行监测。即选择有代表性的地块，确定调查地样方，现场量测、计算覆盖度，再计算项目区的林草覆盖度。具体方法为：①林地覆盖度的监测采用树冠投影法。②灌木覆盖度的监测采用线段法。③草地覆盖度的监测采用针刺法。样方规格乔木林为60 m×20 m，灌木林为10 m×10 m，草地为2 m×2 m。

3.3遥感监测

本工程空间跨度大，多为无人区，采取全线普查法获取水土流失数据的难度大、费用高、时间长。因此，监测区域的土壤侵蚀背景数据及施工前后扰动、治理效果等，主要通过遥感监测与典型调查相结合的方式获得。以遥感影像为数据源，按照《水土保持监测技术规程》要求，对监测区域进行外业调查，建立遥感解译标志，通过解译，获得监测区域在施工前后各种土地利用类型、土壤侵蚀类型和侵蚀强度的分布、面积和空间特征数据。采用人机交互式解译法进行监测。首先，结合全线野外调查，在重点监测地段建立解译标志；其次，在GIS软件支持下，由参加野外考察、经验丰富的土壤侵蚀和遥感专业人员在GIS平台提取信息，评判水土保持设施状况及其防治效果。同时，采用对比监测法，分析重点地段施工前后土地利用、土壤侵蚀、水土保持措施及其防治效果等指标。

3.4实地调查、抽样调查

水土流失防治效果监测主要通过实地调查、抽样调查和核算方法进行。如拦渣效益通过量测实际拦渣量进行计算获得，植物措施成活率、保存率和生长情况采用实地调查方法获取，挖方、填方边坡的防护情况及稳定情况采用抽样调查方法获取等。

(责任编辑孙占锋)

[中图分类号]S157.2

[文献标识码]C

[文章编号]1000-0941(2016)07-0069-02

[作者简介]木哈买提·尼亚孜(1969—)，男(维吾尔族)，新疆乌鲁木齐市人，高级工程师，学士，从事水土保持技术与管理工作。

[收稿日期]2016-01-10

[关键词]水土保持监测；监测方法；风蚀监测；水蚀监测；西气东输二线新疆段