吳 靖，謝增武

（廣西水利電力勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司，南寧 530023）

西云江水庫(kù)已劃定有西云江水庫(kù)飲用水水源地，目前項(xiàng)目區(qū)種植大量的桉樹(shù)，項(xiàng)目區(qū)存在農(nóng)林開(kāi)發(fā)以及部分生產(chǎn)建設(shè)活動(dòng)，存在人為水土流失及自然水土流失，如項(xiàng)目區(qū)水土流失嚴(yán)重則有可能對(duì)西云江水庫(kù)飲用水水源地造成影響。為了防止水土流失成為制約西云江水庫(kù)發(fā)揮綜合效能及流域內(nèi)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的因素，為全面掌握流域內(nèi)水土流失情況，因此有必要針對(duì)西云江流域西云江水庫(kù)開(kāi)展水土保持特定區(qū)域監(jiān)測(cè)。

1 主要工作任務(wù)

西云江水庫(kù)位于廣西南寧市，西云江水庫(kù)集雨區(qū)隸屬武鳴區(qū)太平鎮(zhèn)和興寧區(qū)昆侖鎮(zhèn)、五塘鎮(zhèn)。依據(jù)《水土保持監(jiān)測(cè)技術(shù)流程》（SL 277-2002）、《區(qū)域水土流失動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)定（試行）》（辦水?！?018〕189號(hào)）等相關(guān)規(guī)范性文件的要求，對(duì)西云江水庫(kù)集雨區(qū)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，主要工作任務(wù)如下：

（1）繪制西云江水庫(kù)集雨區(qū)范圍。收集項(xiàng)目區(qū)電子地形圖、高分辨率遙感影像等數(shù)據(jù)，提取拼接編輯等高線、高程點(diǎn)、水系、地名等圖層，繪制西云江水庫(kù)集雨區(qū)范圍。

（2）分析水土流失影響因素監(jiān)測(cè)。依據(jù)相關(guān)規(guī)范，收集分析監(jiān)測(cè)區(qū)內(nèi)氣象、土壤、地形、植被覆度與植被措施、工程措施、耕作措施等因素。

（3）對(duì)監(jiān)測(cè)區(qū)土地利用現(xiàn)況進(jìn)行監(jiān)測(cè)。通過(guò)遙感及現(xiàn)場(chǎng)踏勘等技術(shù)手段，調(diào)查清楚土地利用類(lèi)型、數(shù)量與分布，分析挖掘不同地類(lèi)的分布規(guī)律，并對(duì)生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目合規(guī)性進(jìn)行分析。

（4）對(duì)監(jiān)測(cè)區(qū)土流失狀況進(jìn)行監(jiān)測(cè)。調(diào)查清楚特定監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)水土流失的類(lèi)型、形式、面積、強(qiáng)度與分布。對(duì)監(jiān)測(cè)區(qū)土壤侵蝕模數(shù)、土壤侵蝕強(qiáng)度進(jìn)行分析，分析集雨區(qū)水土流失空間分布，分析引起水土流失成因。

（5）對(duì)監(jiān)測(cè)區(qū)水土流失危害進(jìn)行監(jiān)測(cè)。包括土地生產(chǎn)力監(jiān)測(cè)、損壞土地?cái)?shù)量監(jiān)測(cè)、生產(chǎn)建設(shè)活動(dòng)擾動(dòng)情況監(jiān)測(cè)等。

（6）分析集雨區(qū)蓄水保土等水土保持措施的基礎(chǔ)效益、生態(tài)效益、經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益；針對(duì)水源保護(hù)區(qū)的要求，對(duì)集雨區(qū)提出水土保持方面的治理與管理建議。

2 技術(shù)路線

按照水利部水土保持監(jiān)測(cè)中心《2020年度水土流失動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)指南》的要求，綜合采用資料收集、高分遙感影像解譯（2 m 分辨率）、無(wú)人機(jī)遙測(cè)、移動(dòng)采集系統(tǒng)和現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查等技術(shù)手段開(kāi)展區(qū)域監(jiān)測(cè)。主要包括前期準(zhǔn)備、內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理、現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查評(píng)估、成果整編與審核階段。

主要技術(shù)路線見(jiàn)圖1。

圖1 技術(shù)路線圖

3 工作流程

監(jiān)測(cè)內(nèi)容包括：土地利用、林草植被覆蓋度、地形地貌、水土流失情況、水土保持措施。按照《水土保持遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》（SL 592-2012）和《2020年度水土流失動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)指南》開(kāi)展監(jiān)測(cè)工作。

3.1 基礎(chǔ)資料收集整編

（1）地形等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)收集整編。收集項(xiàng)目區(qū)范圍內(nèi)1∶1萬(wàn)數(shù)字高程圖（DEM）資料，基于ArcGIS 軟件，對(duì)1∶1萬(wàn)數(shù)字地形數(shù)據(jù)進(jìn)行鑲嵌融合工作，主要包括坡度、高程等專(zhuān)題要素圖層的提取、拼接和編輯，各專(zhuān)題要素圖層應(yīng)通過(guò)編輯處理實(shí)現(xiàn)無(wú)縫拼接，滿足生成1∶1萬(wàn)DEM和制作專(zhuān)題圖件的要求。

（2）遙感數(shù)據(jù)收集與預(yù)處理。監(jiān)測(cè)采用2021年高分遙感影像（優(yōu)于2 m 分辨率），影像時(shí)相為監(jiān)測(cè)區(qū)域監(jiān)測(cè)年度最新的遙感影像為主。開(kāi)展遙感影像預(yù)處理工作，即對(duì)監(jiān)測(cè)區(qū)域的遙感數(shù)據(jù)進(jìn)行輻射糾正、正射校正、增強(qiáng)融合、鑲嵌等預(yù)處理工作。

（3）其它資料收集整編。收集監(jiān)測(cè)區(qū)域居民點(diǎn)、道路等矢量圖。所有數(shù)據(jù)資料來(lái)源應(yīng)可靠，數(shù)據(jù)資料整編應(yīng)規(guī)范、準(zhǔn)確。

3.2 水土保持野外調(diào)查

根據(jù)項(xiàng)目的需要開(kāi)展水土保持野外調(diào)查工作，利用無(wú)人機(jī)等新技術(shù)手段，獲取監(jiān)測(cè)區(qū)域的土地利用、水土保持措施、水土流失類(lèi)型和強(qiáng)度、生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目情況、等級(jí)等野外實(shí)地調(diào)查資料，為建立土地利用類(lèi)型、水土保持措施、生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目等解譯標(biāo)志提供依據(jù)。同時(shí)開(kāi)展野外調(diào)查，獲取相應(yīng)的檢驗(yàn)樣本數(shù)據(jù)；在計(jì)算獲得水土保持成果后進(jìn)行野外調(diào)查驗(yàn)證和精度分析。

3.3 水土流失因子與強(qiáng)度調(diào)查

（1）土地利用因子解譯。采用遙感解譯方法，獲取西云江水庫(kù)流域旱地、水田、果園、林地、草地等水土保持相關(guān)地類(lèi)數(shù)據(jù)（1∶1 萬(wàn)精度）。掌握農(nóng)、林、草地類(lèi)的空間分布和面積，地類(lèi)解譯精度須符合規(guī)范規(guī)定要求。

（2）坡長(zhǎng)坡度因子計(jì)算。利用監(jiān)測(cè)區(qū)1∶1萬(wàn)數(shù)字高程圖（DEM）數(shù)據(jù)，通過(guò)水文分析獲取西云江水庫(kù)流域邊界范圍。在獲得DEM數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，利用DEM進(jìn)行坡長(zhǎng)、坡度計(jì)算，獲得流域地形坡度柵格圖（精度滿足空間分析要求，原則上與影像精度一致）。

（3）植被覆蓋度計(jì)算。利用近三年的遙感影像，計(jì)算歸一化植被指數(shù)（NDVI），利用NDVI 反演流域植被覆蓋度值，獲得植被覆蓋度柵格圖像，在開(kāi)展水土流失野外調(diào)查的基礎(chǔ)上，核查植被覆蓋度反演精度須符合規(guī)范規(guī)定要求。

（4）水土流失情況計(jì)算。利用收集到的基礎(chǔ)資料對(duì)水土流失的各個(gè)影響因子進(jìn)行計(jì)算，基于GIS平臺(tái)，運(yùn)用中國(guó)水土流失方程CSLE（Chinese Soil Loss Equation）計(jì)算土壤侵蝕模數(shù)，對(duì)降雨侵蝕力因子R、土壤可蝕性因子K、坡長(zhǎng)因子L、坡度因子S、植被覆蓋與生物措施因子B、工程措施因子E、耕作措施因子T，進(jìn)行圖層?xùn)鸥癯朔e運(yùn)算，得到每個(gè)柵格的土壤侵蝕模數(shù)，依據(jù)《土壤侵蝕分類(lèi)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)》（SL 190-2007）等技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，評(píng)價(jià)每個(gè)柵格的土壤侵蝕強(qiáng)度。人為水土流失地塊直接采用其土壤侵蝕強(qiáng)度評(píng)價(jià)結(jié)果，并轉(zhuǎn)為柵格圖層（重采樣為10 m），與其他土地利用類(lèi)型的土壤侵蝕計(jì)算柵格圖層融合形成土壤侵蝕專(zhuān)題圖層，評(píng)價(jià)侵蝕強(qiáng)度和水土流失面積統(tǒng)計(jì)。采用分析西云江水庫(kù)流域水土流失空間分布，分析引起水土流失成因。

3.4 水土流失情況分析

對(duì)2021年監(jiān)測(cè)區(qū)水土流失情況進(jìn)行分析。

3.5 調(diào)查成果匯總整編

（1）成果匯總分析。匯總、分析、整編西云江水庫(kù)流域水土保持遙感調(diào)查資料、圖表等各種成果，分析水土流失的類(lèi)型、強(qiáng)度、面積、空間分布狀況。

（2）成果圖件編制。編制西云江水庫(kù)流域遙感影像圖、水土流失專(zhuān)題圖，專(zhuān)題圖制作應(yīng)符合相關(guān)制圖規(guī)范要求。

（3）成果報(bào)告編寫(xiě)與成果提交。根據(jù)調(diào)查成果，編寫(xiě)西云江水庫(kù)流域水土保持監(jiān)測(cè)報(bào)告。

4 監(jiān)測(cè)成果

本項(xiàng)目在遙感、GIS技術(shù)的支持下，提取降雨侵蝕因子、土壤可蝕性因子、坡長(zhǎng)坡度因子、植被覆蓋與生物措施因子、工程措施因子和耕作措施因子作為2021 年西云江水庫(kù)集雨區(qū)水土流失評(píng)估指標(biāo)。運(yùn)用中國(guó)土壤流失方程，分析計(jì)算研究區(qū)內(nèi)水土流失、植被覆蓋度情況，以及水土流失與土地利用、坡度的關(guān)系，得出以下主要結(jié)論：

（1）通過(guò)1∶1萬(wàn)DEM數(shù)據(jù)分析獲取了西云江水庫(kù)集雨區(qū)范圍。西云江水庫(kù)集雨區(qū)面積為129.96 km2，集雨區(qū)范圍包括武鳴區(qū)太平鎮(zhèn)和興寧區(qū)昆侖鎮(zhèn)、五塘鎮(zhèn)。

（2）完成了2021 年西云江水庫(kù)集雨區(qū)土地利用情況調(diào)查。西云江水庫(kù)集雨區(qū)土地利用類(lèi)型包括旱地、水田、有林地、灌木林地、其他林地、果園、其他草地、農(nóng)村道路、其他交通用地、農(nóng)村建設(shè)用地、城鎮(zhèn)建設(shè)用地、人為水土流失用地、河湖庫(kù)塘，其中有林地、其他林地占比較大，土地利用類(lèi)型面積分別為95.85 km2，21.05 km2，分別占總面積的73.75%，16.20%。其余土地利用類(lèi)型占集雨區(qū)總面積的10.05%。對(duì)各類(lèi)型土地利用圖斑抽樣112個(gè)，占總圖斑數(shù)的10.33%，其中實(shí)地驗(yàn)證圖斑112 個(gè)，占總圖斑數(shù)的10.33%。土地利用解譯總體精度為97.32%。水田、河湖庫(kù)塘、其他交通用地分類(lèi)精度較高，均超過(guò)95%；旱地、有林地、其他林地分類(lèi)精度在94%以上。

（3）完成了2021 年西云江水庫(kù)集雨區(qū)的植被覆蓋度監(jiān)測(cè)工作?；谌诤戏ㄓ?jì)算的植被覆蓋度監(jiān)測(cè)結(jié)果顯示，2021年西云江水庫(kù)集雨區(qū)大部分地表都被植被覆蓋，且植被覆蓋度均較高，高植被覆蓋度面積為116.56 km2，占總面積的比例為89.69%。監(jiān)測(cè)區(qū)總體植被覆蓋度較高。

（4）完成了2021 年西云江水庫(kù)集雨區(qū)的水土流失監(jiān)測(cè)工作。基于融合法計(jì)算出2021 年西云江水庫(kù)集雨區(qū)土壤侵蝕模數(shù)在0～50 933 t/（km2×a）之間，水土流失面積為8.61 km2，占項(xiàng)目區(qū)總面積的6.63%。劇烈和極強(qiáng)烈的土壤侵蝕發(fā)生在其他林地。

（5）人為水土流失。當(dāng)前，項(xiàng)目區(qū)正處于基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)繁多、城市化快速發(fā)展過(guò)程中，有新增人為水土流失，生產(chǎn)建設(shè)中重開(kāi)發(fā)、輕保護(hù)的現(xiàn)象仍存在，特別是無(wú)序的山丘區(qū)林果業(yè)開(kāi)發(fā)等生產(chǎn)建設(shè)活動(dòng)，點(diǎn)多量大、破壞嚴(yán)重，監(jiān)管難度很大。①桉樹(shù)成材砍伐后造成大面積的山坡裸露易受雨水沖刷，造成明顯的水土流失；②桉樹(shù)幼苗栽植后的一段時(shí)間內(nèi)無(wú)法形成較好的植被覆蓋，起到的水土保持作用有限；③由于噴灑農(nóng)藥及剎蟲(chóng)劑等原因，果樹(shù)周邊無(wú)法生長(zhǎng)其他植被，果園內(nèi)林下覆蓋度較低，易造成明顯的水土流失；④生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目造成了部分水土流失，項(xiàng)目區(qū)柳州經(jīng)合山至南寧的高速公路修建造成了一定程度的水土流失。

（6）監(jiān)測(cè)區(qū)面源污染現(xiàn)狀。根據(jù)調(diào)查，監(jiān)測(cè)區(qū)種植有大量桉樹(shù)及部分果、蔬經(jīng)濟(jì)作物用地，流域區(qū)域氣候溫暖濕潤(rùn)，適合農(nóng)作物病蟲(chóng)害的生存，且復(fù)種指數(shù)高，導(dǎo)致用藥量大，加上農(nóng)藥經(jīng)營(yíng)者、使用者科學(xué)安全使用農(nóng)藥的水平有待提高，農(nóng)藥復(fù)配不夠了解，農(nóng)村先進(jìn)植保器械的使用未能普及，導(dǎo)致藥效降低，使用藥量增大，此外，由于當(dāng)?shù)匕傩窄h(huán)保意識(shí)不足，農(nóng)藥產(chǎn)品使用后的農(nóng)藥瓶、農(nóng)藥袋等廢棄物亂扔亂棄的現(xiàn)象普遍。同時(shí)由于速生桉等經(jīng)濟(jì)林大范圍種植，施肥量大，尤其是速生桉高強(qiáng)度種植，撒施、表施，重化肥、輕有機(jī)肥現(xiàn)象嚴(yán)重，導(dǎo)致林地施肥量偏高。農(nóng)藥、化肥殘留通過(guò)農(nóng)田滲漏和地表徑流隨雨水沖刷進(jìn)入受納水體，水環(huán)境中污染負(fù)荷增加，而使水體遭受污染。目前，河流沿岸灌溉區(qū)均未設(shè)置廢水處理設(shè)施以及農(nóng)藥瓶、肥料袋回收設(shè)施。西云江水庫(kù)飲用水水源地大面積開(kāi)墾種植速生桉，受面源污染影響較嚴(yán)重。

（7）總體來(lái)看，南寧市特定監(jiān)測(cè)區(qū)域（西云江水庫(kù)流域）內(nèi)水土流失程度輕，水土流失總體可控。項(xiàng)目區(qū)林地占比高達(dá)90.29%，植被覆蓋度占比89.69%。西云江水庫(kù)水源地現(xiàn)狀受人類(lèi)活動(dòng)影響較小，水質(zhì)現(xiàn)狀較好，但存在一定程度的面源污染，隨著周邊居民對(duì)自然環(huán)境的不斷開(kāi)發(fā)利用，需進(jìn)一步加強(qiáng)水源地水質(zhì)的保護(hù)與防范工作。也可根據(jù)需要開(kāi)展生態(tài)清潔型小流域建設(shè)，更換桉樹(shù)樹(shù)種，有利于保護(hù)水源。

5 建議

（1）水庫(kù)周邊水土流失防治建議。庫(kù)區(qū)周邊造林種草，可增加周邊植被覆蓋度，提高區(qū)域土地的生產(chǎn)能力，可以控制水土流失和改善周邊生態(tài)環(huán)境，同時(shí)，能夠促進(jìn)整個(gè)生態(tài)環(huán)境下的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、林業(yè)、牧漁業(yè)等各行業(yè)的平衡與協(xié)調(diào)性發(fā)展。結(jié)合項(xiàng)目區(qū)水庫(kù)及周邊地理特征，對(duì)其進(jìn)行統(tǒng)一造林種草規(guī)劃。

（2）生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目水土流失防治建議。依法強(qiáng)化對(duì)生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目水土保持監(jiān)管，加強(qiáng)水土保持監(jiān)督檢查，落實(shí)水土保持專(zhuān)項(xiàng)驗(yàn)收，保證水土保持防治措施能夠落到實(shí)處，強(qiáng)化對(duì)水土保持違法案件的查處，確保生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目全面落實(shí)水土保持“三同時(shí)”制度。

（3）對(duì)部分水土流失嚴(yán)重區(qū)域進(jìn)行工程防護(hù)。修筑各種工程設(shè)施，對(duì)水庫(kù)庫(kù)區(qū)水源地周邊環(huán)境進(jìn)行工程防護(hù)，利用工程措施來(lái)防治水庫(kù)庫(kù)區(qū)水源地的水土流失問(wèn)題。