木哈買提·尼亞孜

(新疆維吾爾自治區(qū)水土保持生態(tài)環(huán)境監(jiān)測總站，新疆 烏魯木齊 830000)

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西氣東輸二線新疆段主要水土保持監(jiān)測方法

木哈買提·尼亞孜

(新疆維吾爾自治區(qū)水土保持生態(tài)環(huán)境監(jiān)測總站，新疆 烏魯木齊 830000)

[摘要]西氣東輸二線新疆段(霍爾果斯—星星峽段)經(jīng)過伊犁山間盆地、天山山地、天山北麓傾斜平原、吐哈盆地等地貌區(qū)和艾比湖風(fēng)區(qū)、達(dá)坂城風(fēng)區(qū)、吐魯番三十里風(fēng)區(qū)及哈密百里風(fēng)區(qū)，總長1 395 km。管線經(jīng)過區(qū)域水土流失以中、強度為主，流失類型以風(fēng)力侵蝕為主，水力侵蝕面積相對較小但破壞性極強。在開展水土保持監(jiān)測過程中，考慮到區(qū)域條件及水土流失特點，選用的監(jiān)測方法主要有地面定位監(jiān)測、調(diào)查監(jiān)測、遙感監(jiān)測等。

1工程及工程區(qū)概況

西氣東輸二線工程西起新疆的霍爾果斯口岸，東至浙江、上海，南至廣東、廣西，途經(jīng)新疆、甘肅、寧夏、陜西、河南、湖北、江西、廣東、安徽、江蘇、浙江、上海、湖南、廣西、香港等15個省(區(qū)、市)，總體走向由西北向東南。主體工程由1條輸氣主干線、6條支干線、2條主干線聯(lián)絡(luò)線和3座配套地下儲氣庫組成，線路總長9 102 km，設(shè)計輸氣能力300億m3/a。

西氣東輸二線新疆段(霍爾果斯—星星峽段)，在新疆境內(nèi)經(jīng)過伊犁、博爾州、塔城、烏魯木齊、昌吉、石河子、吐魯番、哈密8個地(州、市)的16個縣(市)，總長1 395 km。經(jīng)過伊犁山間盆地、天山山地、天山北麓傾斜平原、吐哈盆地等地貌區(qū)。土壤主要為灰鈣土、灰漠土、鹽土、風(fēng)沙土、灌淤土等。沿途年降水量30～290 mm，西段多，東段少，降雨集中且多暴雨。經(jīng)過艾比湖風(fēng)區(qū)、達(dá)坂城風(fēng)區(qū)、吐魯番三十里風(fēng)區(qū)和哈密百里風(fēng)區(qū)，其中達(dá)坂城風(fēng)區(qū)、吐魯番三十里風(fēng)區(qū)、哈密百里風(fēng)區(qū)等是大風(fēng)區(qū)，8級以上大風(fēng)日每年均在100 d以上。所經(jīng)區(qū)域水土流失以中、強度為主，流失類型以風(fēng)力侵蝕為主，水力侵蝕面積相對較小但破壞性極強。

2監(jiān)測時段及內(nèi)容

2.1監(jiān)測時段及頻次

根據(jù)工程建設(shè)實際與監(jiān)測委托合同，按照水土保持監(jiān)測規(guī)程的要求，確定施工期和運行初期2個監(jiān)測時段，其中施工期監(jiān)測時段為11個月，運行初期為8個月。在全面巡查的基礎(chǔ)上，對重點地段的水土流失進(jìn)行動態(tài)監(jiān)測，雨季每月定期對水蝕動態(tài)進(jìn)行1次監(jiān)測，風(fēng)季每月定期對風(fēng)蝕動態(tài)進(jìn)行1次監(jiān)測，對風(fēng)速大于5 m/s和降水量大于20 mm/d的情況進(jìn)行加測，在發(fā)生特大暴雨、大風(fēng)時再進(jìn)一步加測。由于本項目水土保持監(jiān)測開展得相對滯后，所以在監(jiān)測工作開展前期，進(jìn)行全面調(diào)查，對每處典型地段進(jìn)行1次重點監(jiān)測，收集水土流失背景資料，補充施工準(zhǔn)備期的監(jiān)測資料。

2.2監(jiān)測內(nèi)容

①防治責(zé)任范圍。通過監(jiān)測建設(shè)過程中臨時占地面積及直接影響區(qū)的面積變化，確定建設(shè)過程中實際的防治責(zé)任范圍。②棄土棄渣。主要監(jiān)測棄土棄渣的位置、數(shù)量、流轉(zhuǎn)工序,土方區(qū)間調(diào)配、利用和堆放方式及防護(hù)情況。③水土保持措施落實情況。監(jiān)測水土保持工程措施、臨時防護(hù)措施實施數(shù)量、質(zhì)量及完好程度、運行情況、措施的攔渣保土效果。④風(fēng)沙侵蝕量、沉積量的變化。采用測釬法、集沙缸法及集沙儀法進(jìn)行多點位、多頻次監(jiān)測，經(jīng)綜合分析，得出不同擾動類型的水土流失量變化情況。

2.3監(jiān)測重點地段選擇

本項目是國家重點新建特大型Ⅰ級工程，線路長，空間跨度大，項目水土保持監(jiān)測工作規(guī)模大、對象復(fù)雜。根據(jù)監(jiān)測要求和項目水土流失特點，依照土壤侵蝕分布特點及野外考察結(jié)果，在侵蝕地貌類型變化程度較大、與人類活動關(guān)系密切的地段設(shè)置監(jiān)測點，并實行重點監(jiān)測。對管線長度、地貌、氣候、土地類型、土壤植被、水土流失等進(jìn)行對比分析，確定天山山地、吐哈盆地等為本工程的重點監(jiān)測區(qū)域。隧道工程施工場地，河流、公路及鐵路穿越工程，站場工程、道路工程、取棄土場、棄渣場是水土保持監(jiān)測的重點對象。全線共布設(shè)34個監(jiān)測點，其中定位監(jiān)測點20個(測釬法監(jiān)測點18個，簡易徑流小區(qū)法監(jiān)測點2個)、調(diào)查監(jiān)測點14個。考慮到工程線路長，每個定位監(jiān)測點均由2個監(jiān)測小區(qū)組成，即擾動監(jiān)測小區(qū)和背景值對照監(jiān)測小區(qū)。

3主要監(jiān)測方法

3.1地面定位監(jiān)測

3.1.1水蝕區(qū)定位監(jiān)測

主要用于天山山地的果子溝地段，采用的方法有簡易徑流小區(qū)法、坡面細(xì)溝水土流失監(jiān)測法和堆積體積法。①簡易徑流小區(qū)法。以坡面為徑流場，設(shè)簡易徑流小區(qū)，實際規(guī)格為2 m×3 m，四周設(shè)截水墻，小區(qū)上方及兩側(cè)設(shè)簡易截流溝及排水溝，小區(qū)下端設(shè)梯形集水槽，集水槽用固定油毛氈覆蓋，槽下設(shè)集流桶。每次降雨后，收集氣象資料，同時觀測集流桶內(nèi)泥水量，并充分?jǐn)嚢?，取泥水樣，分別分析徑流量和土壤流失量，分析水土流失狀況。②坡面細(xì)溝水土流失監(jiān)測法。公路邊坡土質(zhì)開挖面、土或土石混合或粒徑較小的石礫堆等坡面的水土流失量的測定采用坡面細(xì)溝水土流失監(jiān)測法。在選定的坡面，量測坡面形成初期的坡度、坡長、坡面組成物質(zhì)、土壤容重等，并記錄造成侵蝕的每次降雨。在每次降雨或多次降雨后，量測侵蝕溝的體積，得出溝蝕量，并通過溝蝕占水蝕的比例(50%～70%)，計算水土流失量。③堆積體積法。在開挖和填筑邊坡坡腳、取土場、棄渣場等監(jiān)測區(qū)域的水流出口溝洼處，流失的土壤會形成堆積體，量算堆積體體積，推算土壤流失量。

3.1.2風(fēng)蝕區(qū)定位監(jiān)測

主要采用測釬法、集沙儀法、集沙缸法、混合法。①測釬法。每次觀測以毫米量度地面刻度數(shù)字，同時觀測或收集氣象數(shù)據(jù)等資料。②集沙儀法。采用16方位集沙儀，觀測不同方位輸沙量。集沙儀布設(shè)場地應(yīng)平坦、空曠，周邊無障礙，加大觀測頻次，及時清理、記錄。③集沙缸法。在監(jiān)測點將集沙缸埋入地下，保持缸口與地表相平，每次觀測集沙缸內(nèi)風(fēng)沙量，分析其組成。④混合法。在部分監(jiān)測點，為提高監(jiān)測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，將測釬法與集沙儀、集沙缸法配套使用。

3.2調(diào)查監(jiān)測

(1)挖方、填方數(shù)量及面積和各施工階段產(chǎn)生的棄土、棄石、棄渣量及堆放面積。采用查閱設(shè)計文件資料，結(jié)合實地情況調(diào)查、地形測量分析，進(jìn)行對比核實，計算項目挖方、填方數(shù)量及面積和各施工階段產(chǎn)生的棄土、棄石、棄渣量及堆放面積。人工開挖與填方邊坡坡度、渣體高度等采用地形測量法，棄渣量及其堆放面積采用全站儀進(jìn)行實地測量。

(2)項目區(qū)林草覆蓋度。項目區(qū)林草覆蓋度利用高精度GPS，結(jié)合GIS分析技術(shù)，采用抽樣調(diào)查和測量等方法進(jìn)行監(jiān)測。即選擇有代表性的地塊，確定調(diào)查地樣方，現(xiàn)場量測、計算覆蓋度，再計算項目區(qū)的林草覆蓋度。具體方法為：①林地覆蓋度的監(jiān)測采用樹冠投影法。②灌木覆蓋度的監(jiān)測采用線段法。③草地覆蓋度的監(jiān)測采用針刺法。樣方規(guī)格喬木林為60 m×20 m，灌木林為10 m×10 m，草地為2 m×2 m。

3.3遙感監(jiān)測

本工程空間跨度大，多為無人區(qū)，采取全線普查法獲取水土流失數(shù)據(jù)的難度大、費用高、時間長。因此，監(jiān)測區(qū)域的土壤侵蝕背景數(shù)據(jù)及施工前后擾動、治理效果等，主要通過遙感監(jiān)測與典型調(diào)查相結(jié)合的方式獲得。以遙感影像為數(shù)據(jù)源，按照《水土保持監(jiān)測技術(shù)規(guī)程》要求，對監(jiān)測區(qū)域進(jìn)行外業(yè)調(diào)查，建立遙感解譯標(biāo)志，通過解譯，獲得監(jiān)測區(qū)域在施工前后各種土地利用類型、土壤侵蝕類型和侵蝕強度的分布、面積和空間特征數(shù)據(jù)。采用人機交互式解譯法進(jìn)行監(jiān)測。首先，結(jié)合全線野外調(diào)查，在重點監(jiān)測地段建立解譯標(biāo)志；其次，在GIS軟件支持下，由參加野外考察、經(jīng)驗豐富的土壤侵蝕和遙感專業(yè)人員在GIS平臺提取信息，評判水土保持設(shè)施狀況及其防治效果。同時，采用對比監(jiān)測法，分析重點地段施工前后土地利用、土壤侵蝕、水土保持措施及其防治效果等指標(biāo)。

3.4實地調(diào)查、抽樣調(diào)查

水土流失防治效果監(jiān)測主要通過實地調(diào)查、抽樣調(diào)查和核算方法進(jìn)行。如攔渣效益通過量測實際攔渣量進(jìn)行計算獲得，植物措施成活率、保存率和生長情況采用實地調(diào)查方法獲取，挖方、填方邊坡的防護(hù)情況及穩(wěn)定情況采用抽樣調(diào)查方法獲取等。

(責(zé)任編輯孫占鋒)

[中圖分類號]S157.2

[文獻(xiàn)標(biāo)識碼]C

[文章編號]1000-0941(2016)07-0069-02

[作者簡介]木哈買提·尼亞孜(1969—)，男(維吾爾族)，新疆烏魯木齊市人，高級工程師，學(xué)士，從事水土保持技術(shù)與管理工作。

[收稿日期]2016-01-10

[關(guān)鍵詞]水土保持監(jiān)測；監(jiān)測方法；風(fēng)蝕監(jiān)測；水蝕監(jiān)測；西氣東輸二線新疆段