三峡库区生产建设项目水土保持监测实践——以新建郑州至万州铁路重庆段为例

胡 红，谢成名

(1.海河水利委员会 海河流域水土保持监测中心站，天津 300171；2.渝万铁路有限责任公司，重庆 400014)

新时代水土保持工作总的思路和要求是，把工作重心切实转变到监管上来，在监管上强手段，在治理上补短板，要把生产建设活动造成的人为水土流失作为监管的重中之重。水土保持监测是水土保持监管工作的重要基础，而生产建设项目的水土流失监测是水土保持监测工作的重要内容，通过水土保持监测摸清水土流失类型、强度和危害，及时掌握水土流失发生发展的变化趋势，同时进一步研究生产建设项目水土保持监测理论与技术，具有十分重要的现实意义。笔者以新建郑州至万州铁路重庆段工程为例，总结其主要做法，讨论了三峡库区生产建设项目水土保持监测现状。

1 工程概况

郑万铁路是中国铁路网中长期规划的重要客运专线，是联系郑州等中原地区和重庆等西南地区的主要客运快速通道，也是北京打造10 h交通圈的基础，对促进河南、湖北、重庆等地及沿线地区社会经济发展具有重要的意义。其中重庆段全长183.865 km，桥隧比重98.34%，设计时速350 km/h，于2016年12月开工建设，预计2021年完成全线建设任务。郑万铁路重庆段位于长江流域国家级水土流失重点治理区的三峡库区治理区内，这里也是重庆市水土流失重点防治区，区位生态意义重大。

2 水土保持监测工作开展情况

2.1 监测目标和任务

监测目标和任务是：从保护水土资源和维护生态环境出发，运用多种手段和方法，对工程建设过程中的水土流失影响因子、水土流失防治责任范围、水土流失状况、水土保持措施及其效果进行动态监测；从监管角度出发，抓住问题，认定问题，追究责任，为工程安全建设、运行和生态环境安全保驾护航，为建设单位提供“保姆式”服务，为各级水行政主管部门进行水土保持监督管理提供科学依据。

2.2 监测内容

监测内容有：在施工准备期对项目区水土流失背景值进行监测，对项目区地形地貌、地面组成物质、植被类型、水文、气象、土壤类型及面积、水土流失类型、土地利用现状、水土保持措施数量与质量等基本情况进行调查，分析掌握项目区水土流失背景情况。在工程施工期对扰动土地情况、水土流失情况、水土保持措施等情况进行监测，其中扰动土地情况包括扰动范围、面积及其变化情况等；水土流失情况主要包括土壤流失面积、土壤流失量、弃土(石、 渣)潜在流失量和水土流失危害等内容；水土保持措施有工程措施、植物措施和临时措施，包括措施类型、开(完)工日期、位置、规格、尺寸、数量、防治效果、运行状况等。

2.3 监测分区与频率

按新建郑州至万州铁路重庆段水土保持方案、水土流失特点及项目主体工程布局，将项目区分为 7 个水土保持监测分区，分别为路基工程区、站场工程区、桥梁工程区、隧道工程区、弃渣场区、施工便道区和施工生产生活区。

郑万铁路重庆段水土保持监测项目部严格按照《生产建设项目水土保持监测规程(试行)》要求，监测频次一般部位1 个月监测一次，重点部位10～15 日监测一次，遇到特殊灾害性天气随时加测。对弃渣场防治区全覆盖，每月利用无人机航拍监测，对每个渣场进行全方位监测，保证实现对弃渣场防治区的及时动态监测。

2.4 监测手段

(1)常规方法。常规监测方法主要包括地面监测、调查巡测、资料分析等。地面监测主要采用插钎法和简易径流小区法；调查巡测是通过实地调查施工现场，将数据记录、填表，及时掌握各种水土流失情况；资料分析是通过收集整理设计和施工图等相关资料进行分析计算，获取监测数据。

(2)高分辨率卫星遥感技术。根据工程施工情况，分别获取项目区施工过程前(原地貌)、施工过程中每年和水土保持设施运行初期(自然恢复期)等时段的遥感影像(高分一号、二号，SPOT，QUICKBRID等)，分辨率达到米级。通过目视解译勾绘主体工程扰动地块、弃渣场、施工营地、施工便道等的位置、范围和水土保持措施尺寸、数量等，通过目视观察，从正射影像中目视解译得到弃渣场类型、水土流失情况、水土保持措施等信息。

(3)无人机低空遥感技术。考虑到工程具有建设线路长，施工周期长，扰动和破坏地表及植被面积大，挖、填、排、弃土石方量大，沿线弃渣场数量多，水土保持监测难度大等特点，为满足《生产建设项目水土保持监测规程(试行)》的监测频次要求，提高监测质量，采用无人机对项目区重点部位进行监测，主要为弃渣场、站场和临时堆放场。实施时段为施工初期、施工过程中每年和水土保持设施运行初期(自然恢复期)等，分辨率达到厘米级。通过目视解译勾绘主体工程扰动地块、弃渣场、施工营地、施工便道的位置、范围和水土保持措施尺寸、数量等，通过解译从正射影像和三维实景模型中得到弃渣场类型、水土流失情况、水土保持措施等信息。利用各期航测形成的数字表面模型DSM进行挖填方分析，用以监测挖方量、堆渣方量、表土剥离体积、潜在水土流失量等。

2.5 监测结果

至2020年底，工程累计扰动面积538.77 hm2，其中路基区6.52 hm2，桥梁区21.5 hm2，隧道区18.46 hm2，站场区55.88 hm2，弃渣场241.64 hm2，施工便道区115.22 hm2，施工生产生活区79.55 hm2。工程启用弃渣场实际弃方量1 963.83万m3；累计完成表土剥离168.45万m3，土地整治314.20 hm2，排水沟30 794.38 m3，复耕10.8 hm2，护坡18 941.62 m3，弃渣挡墙190 515.21 m3；累计完成植物措施乔木6 737株，灌木301 362株，植草133 509 m2，生态护坡37 911 m2；累计完成临时措施编织袋挡护96 654 m3，土质排水沟31 084.60 m3，土工布45 877.60 m2，沉沙池324处。工程2020年度的土壤流失量为3 565 t。

水土保持监测情况表明，总体上参建单位重视水土保持方案的落实，积极实施水土保持措施，使水土保持措施和主体工程同步进行、相互协调，有效地防治了各水土保持监测分区的水土流失。

3 主要做法

3.1 配备监测人员和仪器设备

建设单位成立了水土保持监测项目部，并在项目所在地挂牌办公。监测项目部包括总监测工程师、副总监测工程师、监测工程师、监测员、司机等。结合郑万铁路重庆段工程特点，项目部配备了无人机、激光测距仪、亚米级GPS及计算机、多功能一体机等。

3.2 利用高新技术

高分遥感技术具有大范围、多频次、高清晰的优势，无人机技术具有低空高分辨率、航拍和测图效率高、外业成本低、快速、随时可操作的特点，并且不受交通条件的限制。本项目利用高分遥感技术及低空无人机技术实现了对项目区全防治责任范围的监测，以及重点部位的全方位高频率的监测，实现了项目区宏观和微观监测的有机结合，可全面、及时、快速获取水土流失情况。

3.3 创新监测制度与机制

项目部严格遵守国家水土保持相关法律法规和监测技术规范，结合项目实际制定了完善的郑万铁路水土保持监测制度，包括监测目标、机构设置、人员职责、监测实施程序、进度控制、质量控制、工作管理、安全保障等，这些制度规范了监测人员的行为，保障了项目部运作规范有序、科学合理。

此外，监测项目部实行水土保持监测意见书及水土保持监测简报制度，及时如实地反映外业监测过程中水土流失和水土保持情况，并针对发现的问题提出专业的水土保持意见和建议，并发送建设单位、相关监理单位和施工单位，针对存在的问题建立问题库，整改完成后才进行销号，加大对违反水土保持相关规定的惩罚力度，切实落实水土保持监测工作。

3.4 制定数据采集及数据提取标准

制定水土保持监测数据采集标准，及时整编实地量测数据、无人机遥感数据、卫星遥感数据等监测资料，结合以往水土保持数据采集经验，建立健全监测资料整编制度和技术标准，加强技术人员培训和过程质量控制，提高了水土保持监测成果质量，更加有效地完成了水土保持监测工作。

4 讨 论

(1)项目所在区域属长江经济带，是习近平总书记明确提出“共抓大保护、不搞大开发”的区域，同时，项目所在地云阳、奉节、巫山县刚脱贫摘帽，急需通过开发建设，巩固脱贫成果，提高当地生活水平。因此，三峡库区生产建设项目在开发的同时需要高度重视生态环境保护，从水土保持角度出发选址选线，开发过程中做好防护措施，做到保护性开发，尤其是表土资源保护、三峡蓄水造成的消落带生态保护、渣土的综合利用等，这就需要水土保持监测工作必须到位，为监督管理提供技术支撑，为周围生态环境保驾护航。

(2)三峡库区内山高坡陡、谷深水急、雨量大而集中，地表外动力侵蚀强烈，生态环境脆弱，具有发生水土流失的潜在条件[1]。铁路工程项目具有扰动面积大、周期长等特点，因此水土保持监测难度大、要求高，传统水土保持监测技术手段无法满足三峡库区生产建设项目水土保持监测需要，需运用多种手段和方法，增加监测频率、做到监测人员到位、仪器设备到位、管理制度到位、档案资料到位、沟通协调到位、监测成果到位[2]等，以便及时、准确、全面、客观反映建设过程中的水土流失和水土保持情况。

(3)监测技术手段要高精化。一是监测技术实时性。大型弃渣场、涉河大桥和高陡边坡等风险较高的监测点需要实时掌握情况，传统的调查监测、地面观测及无人机遥感技术都无法实现实时监控，需要引进视频监控技术。二是监测技术精准化。新时期生产建设项目的扰动范围监测、水土流失量监测和土石方量监测等需要进一步精准化，如按照水利部办公厅关于印发《生产建设项目水土保持方案变更管理规定(试行)》，弃渣场堆渣量超过20%以上的，生产建设单位应当在弃渣前编制水土保持方案(弃渣场补充)报告书，报原批准单位审批，如何把握20%的量，目前监测精度不能完全满足，需要研究融合计算机技术、“3S”技术等的弃渣方量精确计算软件。