水土保持监测在西南地区水电站工程中的应用探讨

陈 磊，阮彦霖，李江鹏(四川西晨生态环保有限公司，四川 成都 611130)

水土保持监测在开发建设项目水土保持工作中具有十分重要的地位。通过水土保持监测及时掌握建设过程中的水土流失，并通过政府监督和工程监理及时加以控制，可使水土流失减到最少[1-3]。以锦屏二级水电站工程建设过程中的水土保持监测实践为例，对西南地区水利水电工程建设过程中的水土保持监测工作进行了分析和探讨。

1 项目及项目区概况

锦屏二级水电站为引水式电站，属Ⅰ等大(1)型工程，工程开发任务为发电，装机容量为4 800 MW，多年平均发电量为243.7亿kW·h，水库死水位为1 640 m，正常蓄水位为1 646 m。电站工程枢纽为低闸、长隧洞、尾部地下厂房的布置形式，主体枢纽工程分为拦河闸、引水系统和地下厂房枢纽三大部分。

项目区属川西高原气候区，主要受西风环流及西南季风影响，多年平均降水量为787.6 mm，项目区属以水力侵蚀、重力侵蚀为主的西南土石山区，容许土壤流失量为500 t/(km2·a)，土壤流失背景值为1 912 t/(km2·a)。

2 监测时段

根据《水土保持监测技术规程》(SL 277—2002)和《生产建设项目水土保持监测规程(试行)》要求，生产建设项目水土保持监测一般可划分为监测准备、监测实施、监测总结三个阶段，根据项目施工进度划分，监测一般分为项目施工准备期、施工期和林草植被恢复期三个阶段。

水电站项目施工期普遍较长，大型水电站项目施工工期一般都在5年以上，而开发建设项目水土流失的主要时段是项目施工期，也是项目建设过程中持续时间最长的一个时段，因此做好施工期的水土保持监测工作，就做好了项目水土保持监测的主要工作。另外，对施工准备期和林草恢复期的监测工作而言，更主要的是监测其土壤流失背景值、原始地貌和水土保持措施发挥效益情况等。

本项目于2007年5月开工建设，2016年6月通过水土保持设施竣工验收，因此本项目监测时段包括施工准备期监测(2007年4—5月)，施工期监测(2007年6月至2015年6月)，林草恢复期监测(2015年7月至2016年6月)。

3 监测内容

按照《水土保持监测技术规程》(SL 277—2002)和《生产建设项目水土保持监测规程(试行)》的要求，开发建设项目水土保持监测内容主要包括以下几个方面：

(1)扰动土地情况监测，包括扰动土地面积、范围、土地利用类型及变化情况。

(2)取土(石、料)弃土(石、渣)监测，包括取土场、弃土场及临时堆放场的数量、位置、方量、表土剥离、防治措施落实情况等。

(3)水土流失情况监测，包括土壤流失面积、土壤流失量、取土弃土潜在土壤流失量和水土流失危害等内容。

(4)水土保持措施监测，包括水土保持措施类型、开(完)工日期、位置、规格、尺寸、数量、林草覆盖度、防治效果、运行状况等。

水电站项目建设分区一般包括枢纽建筑物区、弃渣场区、料场区、施工道路区、水库淹没区、施工临时占地区等，本项目的监测内容应该结合水保方案中的防治分区进行，根据规范并结合各个分区实际情况进行监测，同时根据主体工程施工进度实时调整监测内容，既不能死抠规范，亦不能随心所欲地脱离实际监测，这样才能在监测过程中准确、客观地反映出项目建设过程中水土保持工作落实情况。

本项目根据批复的水土保持方案报告书和水土保持监测技术规程，确定监测内容为扰动土地情况监测、弃土取土监测、水土流失情况监测、水土保持措施监测四个方面，具体监测指标与规范一致。

4 监测方法

根据《水土保持监测技术规程》，当前水土保持监测方法主要有遥感监测、地面观测、调查监测三大类。

(1)地面观测主要有径流小区法、简易观测场、侵蚀沟观测场、沉沙池、定点观察等方法，主要应用于扰动地表区域土壤流失量的监测，通常选择布置在具有代表性的地段进行定期或不定期监测[3]。地面监测法中，除标准径流小区法外，其他监测法一般具有成本低、投入少、获取数据快捷、简便等优点，但同时也具有监测数据误差大、监测设施容易受人为破坏、监测工作量大等缺点。

(2)调查监测一般有普查、典型调查和抽样调查三种[4]，是目前监测中最常用的监测方法之一，主要用于林草植被生长情况监测、弃土弃渣情况监测、扰动地表监测和水土保持措施落实情况监测，调查监测具有灵活、方便、直观等优点，但同时也具有准确度低、工作量大等缺点。

(3)遥感监测是利用遥感图像及时准确地获取施工区植被状况、扰动土地、水土保持措施实施情况等信息，具有广泛性、时效性、快速性、直观性等优点，是近年来发展起来的新监测方法[3]，在高分辨率遥感影像基础上通过提取、分析、对比土地利用类型、植被覆盖度、土壤侵蚀强度和水土保持措施实施情况等，可以快速直观地获取本项目建设过程中的水土保持情况。

除此之外，目前水土保持监测中应用到的监测技术还有GIS技术、无人机技术、核元素示踪技术和三维激光扫描技术等新型的监测技术[5-6]，其中无人机监测技术这两年得到了迅速普及和推广。

本项目位于高山峡谷区域，土壤侵蚀类型以水力侵蚀和重力侵蚀为主，项目扰动地表面积大、施工时间长、项目区植被生长情况复杂，仅仅使用一种监测方法难以准确、全面、客观地反映本项目建设过程中的水土流失特点。根据项目区实际情况，结合监测技术规范，在监测过程中主要使用了标准径流小区法，用以监测项目区土壤流失背景值，使用简易观测场、侵蚀沟观测场、沉沙池法监测各个施工分区土壤侵蚀量。对于水土保持措施实施情况，主要运用了收集资料、巡查、现场调查等方法进行监测，另外本项目在建设过程中共使用无人机遥感监测三次，分别是在项目开工建设前、施工期和林草植被恢复期，通过对比三个时间段遥感影像资料，可直观地看出项目建设对项目区环境的影响。

5 监测频次

根据《水土保持监测技术规程》(SL 277—2002)和《关于规范生产建设项目水土保持监测工作的意见》(水保〔2009〕187号)的要求，对正在使用的弃土、弃渣场和正在实施的水土保持措施要求每10天监测一次，对扰动地表面积、水土保持工程措施拦挡效果每月监测一次，对主体工程进度、水土流失影响因子、水土保持植被生长情况每3个月监测一次，遇到暴雨、大风天气增加监测次数，水土保持灾害事件发生一周内完成监测。

由于本项目所处区域属于西南土石山区，项目区土壤侵蚀以水力和重力侵蚀为主，因此本项目重点监测时段应该为每年的雨季，即5—10月份。在雨季本项目实施了驻点监测，在非雨季则严格按照规范要求进行监测，本项目监测频次可以满足监测数据需要，确保监测数据的准确。

6 监测结果及分析

通过监测，项目在施工过程中共产生水土流失量5.85万t，较方案预测的111.9万t大幅度减少，说明工程在建设过程中采取了有效的水土流失防治措施。另外，本项目水土流失防治六项指标均达到了水保方案设计要求，其中扰动土地整治率达98.94%，水土流失总治理度为98.34%，拦渣率为97.86%，土壤流失控制比为1.30，林草植被恢复率为98.05%，林草覆盖率为42.12%。

7 结 语

开发建设项目在施工过程中不可避免地会对原地貌产生大范围的扰动，破坏原有的水保设施，造成一定程度的水土流失。因此，加强水土保持监测工作，充分运用水土保持监测工作中取得的监测成果，可以及时发现项目建设过程中存在的水土流失问题。同时，由于不同区域地形地貌、植被、雨水等自然因子有所差异，因此科学选用水土保持监测方法，确定监测内容和频次，有助于准确、客观、真实、全面地反映出项目水土流失情况，才能更好地服务建设单位并为水行政部门提供参考，为国家制定水土保持方针政策提供依据。

[1] 李智广.开发建设项目水土保持监测[M].北京：中国水利水电出版社，2008：220-228.

[2] 赵永军.水土流失防治责任范围的界定[J].中国水土保持，2005(1)：21-23.

[3] 余铭铨，王健.生产建设项目水土保持监测技术与方法探讨[J].亚热带水土保持，2016，28(4)：54-58.

[4]中华人民共和国水利部.水土保持监测技术规程：SL 277—2002[S].北京：中国水利水电出版社，2002：35-37.

[5]郭索彦，李智广.新技术在我国水土保持监测工作中的应用 [J].中国水利，2006(12)：25-27.

[6]姜艳艳，赵松源，王剑峰.无人机遥测技术在水土保持监管中的应用[J].中国水土保持，2015(9):73-76.