陳 磊,阮彥霖,李江鵬(四川西晨生態(tài)環(huán)保有限公司,四川 成都 611130)
水土保持監(jiān)測(cè)在開(kāi)發(fā)建設(shè)項(xiàng)目水土保持工作中具有十分重要的地位。通過(guò)水土保持監(jiān)測(cè)及時(shí)掌握建設(shè)過(guò)程中的水土流失,并通過(guò)政府監(jiān)督和工程監(jiān)理及時(shí)加以控制,可使水土流失減到最少[1-3]。以錦屏二級(jí)水電站工程建設(shè)過(guò)程中的水土保持監(jiān)測(cè)實(shí)踐為例,對(duì)西南地區(qū)水利水電工程建設(shè)過(guò)程中的水土保持監(jiān)測(cè)工作進(jìn)行了分析和探討。
錦屏二級(jí)水電站為引水式電站,屬Ⅰ等大(1)型工程,工程開(kāi)發(fā)任務(wù)為發(fā)電,裝機(jī)容量為4 800 MW,多年平均發(fā)電量為243.7億kW·h,水庫(kù)死水位為1 640 m,正常蓄水位為1 646 m。電站工程樞紐為低閘、長(zhǎng)隧洞、尾部地下廠房的布置形式,主體樞紐工程分為攔河閘、引水系統(tǒng)和地下廠房樞紐三大部分。
項(xiàng)目區(qū)屬川西高原氣候區(qū),主要受西風(fēng)環(huán)流及西南季風(fēng)影響,多年平均降水量為787.6 mm,項(xiàng)目區(qū)屬以水力侵蝕、重力侵蝕為主的西南土石山區(qū),容許土壤流失量為500 t/(km2·a),土壤流失背景值為1 912 t/(km2·a)。
根據(jù)《水土保持監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)程》(SL 277—2002)和《生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目水土保持監(jiān)測(cè)規(guī)程(試行)》要求,生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目水土保持監(jiān)測(cè)一般可劃分為監(jiān)測(cè)準(zhǔn)備、監(jiān)測(cè)實(shí)施、監(jiān)測(cè)總結(jié)三個(gè)階段,根據(jù)項(xiàng)目施工進(jìn)度劃分,監(jiān)測(cè)一般分為項(xiàng)目施工準(zhǔn)備期、施工期和林草植被恢復(fù)期三個(gè)階段。
水電站項(xiàng)目施工期普遍較長(zhǎng),大型水電站項(xiàng)目施工工期一般都在5年以上,而開(kāi)發(fā)建設(shè)項(xiàng)目水土流失的主要時(shí)段是項(xiàng)目施工期,也是項(xiàng)目建設(shè)過(guò)程中持續(xù)時(shí)間最長(zhǎng)的一個(gè)時(shí)段,因此做好施工期的水土保持監(jiān)測(cè)工作,就做好了項(xiàng)目水土保持監(jiān)測(cè)的主要工作。另外,對(duì)施工準(zhǔn)備期和林草恢復(fù)期的監(jiān)測(cè)工作而言,更主要的是監(jiān)測(cè)其土壤流失背景值、原始地貌和水土保持措施發(fā)揮效益情況等。
本項(xiàng)目于2007年5月開(kāi)工建設(shè),2016年6月通過(guò)水土保持設(shè)施竣工驗(yàn)收,因此本項(xiàng)目監(jiān)測(cè)時(shí)段包括施工準(zhǔn)備期監(jiān)測(cè)(2007年4—5月),施工期監(jiān)測(cè)(2007年6月至2015年6月),林草恢復(fù)期監(jiān)測(cè)(2015年7月至2016年6月)。
按照《水土保持監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)程》(SL 277—2002)和《生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目水土保持監(jiān)測(cè)規(guī)程(試行)》的要求,開(kāi)發(fā)建設(shè)項(xiàng)目水土保持監(jiān)測(cè)內(nèi)容主要包括以下幾個(gè)方面:
(1)擾動(dòng)土地情況監(jiān)測(cè),包括擾動(dòng)土地面積、范圍、土地利用類型及變化情況。
(2)取土(石、料)棄土(石、渣)監(jiān)測(cè),包括取土場(chǎng)、棄土場(chǎng)及臨時(shí)堆放場(chǎng)的數(shù)量、位置、方量、表土剝離、防治措施落實(shí)情況等。
(3)水土流失情況監(jiān)測(cè),包括土壤流失面積、土壤流失量、取土棄土潛在土壤流失量和水土流失危害等內(nèi)容。
(4)水土保持措施監(jiān)測(cè),包括水土保持措施類型、開(kāi)(完)工日期、位置、規(guī)格、尺寸、數(shù)量、林草覆蓋度、防治效果、運(yùn)行狀況等。
水電站項(xiàng)目建設(shè)分區(qū)一般包括樞紐建筑物區(qū)、棄渣場(chǎng)區(qū)、料場(chǎng)區(qū)、施工道路區(qū)、水庫(kù)淹沒(méi)區(qū)、施工臨時(shí)占地區(qū)等,本項(xiàng)目的監(jiān)測(cè)內(nèi)容應(yīng)該結(jié)合水保方案中的防治分區(qū)進(jìn)行,根據(jù)規(guī)范并結(jié)合各個(gè)分區(qū)實(shí)際情況進(jìn)行監(jiān)測(cè),同時(shí)根據(jù)主體工程施工進(jìn)度實(shí)時(shí)調(diào)整監(jiān)測(cè)內(nèi)容,既不能死摳規(guī)范,亦不能隨心所欲地脫離實(shí)際監(jiān)測(cè),這樣才能在監(jiān)測(cè)過(guò)程中準(zhǔn)確、客觀地反映出項(xiàng)目建設(shè)過(guò)程中水土保持工作落實(shí)情況。
本項(xiàng)目根據(jù)批復(fù)的水土保持方案報(bào)告書和水土保持監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)程,確定監(jiān)測(cè)內(nèi)容為擾動(dòng)土地情況監(jiān)測(cè)、棄土取土監(jiān)測(cè)、水土流失情況監(jiān)測(cè)、水土保持措施監(jiān)測(cè)四個(gè)方面,具體監(jiān)測(cè)指標(biāo)與規(guī)范一致。
根據(jù)《水土保持監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)程》,當(dāng)前水土保持監(jiān)測(cè)方法主要有遙感監(jiān)測(cè)、地面觀測(cè)、調(diào)查監(jiān)測(cè)三大類。
(1)地面觀測(cè)主要有徑流小區(qū)法、簡(jiǎn)易觀測(cè)場(chǎng)、侵蝕溝觀測(cè)場(chǎng)、沉沙池、定點(diǎn)觀察等方法,主要應(yīng)用于擾動(dòng)地表區(qū)域土壤流失量的監(jiān)測(cè),通常選擇布置在具有代表性的地段進(jìn)行定期或不定期監(jiān)測(cè)[3]。地面監(jiān)測(cè)法中,除標(biāo)準(zhǔn)徑流小區(qū)法外,其他監(jiān)測(cè)法一般具有成本低、投入少、獲取數(shù)據(jù)快捷、簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn),但同時(shí)也具有監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)誤差大、監(jiān)測(cè)設(shè)施容易受人為破壞、監(jiān)測(cè)工作量大等缺點(diǎn)。
(2)調(diào)查監(jiān)測(cè)一般有普查、典型調(diào)查和抽樣調(diào)查三種[4],是目前監(jiān)測(cè)中最常用的監(jiān)測(cè)方法之一,主要用于林草植被生長(zhǎng)情況監(jiān)測(cè)、棄土棄渣情況監(jiān)測(cè)、擾動(dòng)地表監(jiān)測(cè)和水土保持措施落實(shí)情況監(jiān)測(cè),調(diào)查監(jiān)測(cè)具有靈活、方便、直觀等優(yōu)點(diǎn),但同時(shí)也具有準(zhǔn)確度低、工作量大等缺點(diǎn)。
(3)遙感監(jiān)測(cè)是利用遙感圖像及時(shí)準(zhǔn)確地獲取施工區(qū)植被狀況、擾動(dòng)土地、水土保持措施實(shí)施情況等信息,具有廣泛性、時(shí)效性、快速性、直觀性等優(yōu)點(diǎn),是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的新監(jiān)測(cè)方法[3],在高分辨率遙感影像基礎(chǔ)上通過(guò)提取、分析、對(duì)比土地利用類型、植被覆蓋度、土壤侵蝕強(qiáng)度和水土保持措施實(shí)施情況等,可以快速直觀地獲取本項(xiàng)目建設(shè)過(guò)程中的水土保持情況。
除此之外,目前水土保持監(jiān)測(cè)中應(yīng)用到的監(jiān)測(cè)技術(shù)還有GIS技術(shù)、無(wú)人機(jī)技術(shù)、核元素示蹤技術(shù)和三維激光掃描技術(shù)等新型的監(jiān)測(cè)技術(shù)[5-6],其中無(wú)人機(jī)監(jiān)測(cè)技術(shù)這兩年得到了迅速普及和推廣。
本項(xiàng)目位于高山峽谷區(qū)域,土壤侵蝕類型以水力侵蝕和重力侵蝕為主,項(xiàng)目擾動(dòng)地表面積大、施工時(shí)間長(zhǎng)、項(xiàng)目區(qū)植被生長(zhǎng)情況復(fù)雜,僅僅使用一種監(jiān)測(cè)方法難以準(zhǔn)確、全面、客觀地反映本項(xiàng)目建設(shè)過(guò)程中的水土流失特點(diǎn)。根據(jù)項(xiàng)目區(qū)實(shí)際情況,結(jié)合監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范,在監(jiān)測(cè)過(guò)程中主要使用了標(biāo)準(zhǔn)徑流小區(qū)法,用以監(jiān)測(cè)項(xiàng)目區(qū)土壤流失背景值,使用簡(jiǎn)易觀測(cè)場(chǎng)、侵蝕溝觀測(cè)場(chǎng)、沉沙池法監(jiān)測(cè)各個(gè)施工分區(qū)土壤侵蝕量。對(duì)于水土保持措施實(shí)施情況,主要運(yùn)用了收集資料、巡查、現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查等方法進(jìn)行監(jiān)測(cè),另外本項(xiàng)目在建設(shè)過(guò)程中共使用無(wú)人機(jī)遙感監(jiān)測(cè)三次,分別是在項(xiàng)目開(kāi)工建設(shè)前、施工期和林草植被恢復(fù)期,通過(guò)對(duì)比三個(gè)時(shí)間段遙感影像資料,可直觀地看出項(xiàng)目建設(shè)對(duì)項(xiàng)目區(qū)環(huán)境的影響。
根據(jù)《水土保持監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)程》(SL 277—2002)和《關(guān)于規(guī)范生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目水土保持監(jiān)測(cè)工作的意見(jiàn)》(水保〔2009〕187號(hào))的要求,對(duì)正在使用的棄土、棄渣場(chǎng)和正在實(shí)施的水土保持措施要求每10天監(jiān)測(cè)一次,對(duì)擾動(dòng)地表面積、水土保持工程措施攔擋效果每月監(jiān)測(cè)一次,對(duì)主體工程進(jìn)度、水土流失影響因子、水土保持植被生長(zhǎng)情況每3個(gè)月監(jiān)測(cè)一次,遇到暴雨、大風(fēng)天氣增加監(jiān)測(cè)次數(shù),水土保持災(zāi)害事件發(fā)生一周內(nèi)完成監(jiān)測(cè)。
由于本項(xiàng)目所處區(qū)域?qū)儆谖髂贤潦絽^(qū),項(xiàng)目區(qū)土壤侵蝕以水力和重力侵蝕為主,因此本項(xiàng)目重點(diǎn)監(jiān)測(cè)時(shí)段應(yīng)該為每年的雨季,即5—10月份。在雨季本項(xiàng)目實(shí)施了駐點(diǎn)監(jiān)測(cè),在非雨季則嚴(yán)格按照規(guī)范要求進(jìn)行監(jiān)測(cè),本項(xiàng)目監(jiān)測(cè)頻次可以滿足監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)需要,確保監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確。
通過(guò)監(jiān)測(cè),項(xiàng)目在施工過(guò)程中共產(chǎn)生水土流失量5.85萬(wàn)t,較方案預(yù)測(cè)的111.9萬(wàn)t大幅度減少,說(shuō)明工程在建設(shè)過(guò)程中采取了有效的水土流失防治措施。另外,本項(xiàng)目水土流失防治六項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到了水保方案設(shè)計(jì)要求,其中擾動(dòng)土地整治率達(dá)98.94%,水土流失總治理度為98.34%,攔渣率為97.86%,土壤流失控制比為1.30,林草植被恢復(fù)率為98.05%,林草覆蓋率為42.12%。
開(kāi)發(fā)建設(shè)項(xiàng)目在施工過(guò)程中不可避免地會(huì)對(duì)原地貌產(chǎn)生大范圍的擾動(dòng),破壞原有的水保設(shè)施,造成一定程度的水土流失。因此,加強(qiáng)水土保持監(jiān)測(cè)工作,充分運(yùn)用水土保持監(jiān)測(cè)工作中取得的監(jiān)測(cè)成果,可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)項(xiàng)目建設(shè)過(guò)程中存在的水土流失問(wèn)題。同時(shí),由于不同區(qū)域地形地貌、植被、雨水等自然因子有所差異,因此科學(xué)選用水土保持監(jiān)測(cè)方法,確定監(jiān)測(cè)內(nèi)容和頻次,有助于準(zhǔn)確、客觀、真實(shí)、全面地反映出項(xiàng)目水土流失情況,才能更好地服務(wù)建設(shè)單位并為水行政部門提供參考,為國(guó)家制定水土保持方針政策提供依據(jù)。
[1] 李智廣.開(kāi)發(fā)建設(shè)項(xiàng)目水土保持監(jiān)測(cè)[M].北京:中國(guó)水利水電出版社,2008:220-228.
[2] 趙永軍.水土流失防治責(zé)任范圍的界定[J].中國(guó)水土保持,2005(1):21-23.
[3] 余銘銓,王健.生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目水土保持監(jiān)測(cè)技術(shù)與方法探討[J].亞熱帶水土保持,2016,28(4):54-58.
[4]中華人民共和國(guó)水利部.水土保持監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)程:SL 277—2002[S].北京:中國(guó)水利水電出版社,2002:35-37.
[5]郭索彥,李智廣.新技術(shù)在我國(guó)水土保持監(jiān)測(cè)工作中的應(yīng)用 [J].中國(guó)水利,2006(12):25-27.
[6]姜艷艷,趙松源,王劍峰.無(wú)人機(jī)遙測(cè)技術(shù)在水土保持監(jiān)管中的應(yīng)用[J].中國(guó)水土保持,2015(9):73-76.