开发建设项目水土保持监测.docx

1、开发建设项目水土保持监测开发建设项目水土保持监测陈法杨编水利部水土保持监测中心一、讲义 1-21第一节 基本概念 1.第二节 我国水土保持监测的发展历史 2第三节 水土保持监测的类型与方法 3第四节 开发建设项目水土保持监测 4第五节 地面观测类型与方法 7第六节 水土保持监测对象与内容 12第七节 开发建设项目水土流失防治标准探讨 17第八节 水土保持监测报告编写 21二、实例 22开发建设项目水土保持监测是水土保持法赋予水行政主管部门的职责。水土保持法第四章第二十九条：国务院水行政主管部门建立水土保持监测网络，对全国水土流失动态进行监测预报，并予以公告。开发建设项目对地貌的破坏最严重，水土

2、流失动态变化最大，是水土保持监测的重点，也是水土保持监测的难点。根据中华人民共和国水利部16号令开发建设项目水土保持设施验收管理办法，开发建设项目主体工程在竣工时，必须与水土保持设施同时验收，并应有相应的水土保持监测报告。如何开展开发建设项目水土保持监测工作？应根据中华人民共和国行业标准SL277-2002水土保持监测技术规程。开发建设项目按其性质可分为两大类：即生产性项目和建设性项目。用于长时间生产、并在生产过程中继续扰动地貌或产生大量废渣的开发建设项目，称为生产性项目。例如，煤矿、油田、火力发电厂等；反之，建成后不再继续扰动地貌或产生大量废渣的开发建设项目，称为建设性项目。例如，学校、医院

3、等。水土保持监测应针对不同类型开展工作。本章内容有：基本概念、我国水土保持监测的发展历史、水土保持监测的类型与方法、开发建设项目水土保持监测、地面观测类型与方法、监测对象与、开发建设项目水土流失防治标准探讨、水土保持监测报告编写（实例由广东省水利水电勘测设计院提供）等八节。重点研讨开发建设项目水土保持监测内容、监测方法、水土保持监测方案和监测报告编写。第一节 基本概念一、 监测监视检测的意思。如环境监测。监视：从旁边严密注视、观察。检测：检验测定。二、 观测用肉眼通过仪器或其他方法进行测量或测定。如观测风力。三、 观察仔细察看。四、 测量用仪器确定空间、时间、温度等有关数值。五、 水土保持监测

4、水土保持监测指以从保护水土资源和维护良好的生态环境出发，运用多种手段和方法，对水土流失的成因、数量、强度、影响范围、危害及其防治成效等进行动态监测和评估的过程。是水土保持的一项基础工作。第二节 我国水土保持监测的发展历史一、发展历史中国最早的水土流失观测始于20世纪30年代。在黄土高原的甘肃省天水县、南方的重庆市北碚区和福建省河田等地，陆续建立了水土保持实验站，成为中国最早的水土流失地面观测点。1950年以后，我国相继建立了一批水土保持科研站、所，以及用于研究土壤侵蚀规律的径流小区，开展了系统性水土流失研究和水土保持监测。在区域性水土流失调查方面也有较长的历史。早在20世纪40年代，中国土壤学

5、者对江西进行了土壤侵蚀区划调查。1955年，水利部对全国水力侵蚀面积进行了初步调查，这是中国第一次全国范围的水土流失调查，也是水土流失监测最早的全国性工作项目。20世纪80年代以后，水土保持监测工作迈入了一个新的发展阶段，观测手段和设备有了一定的改善，新的观测试验站点陆续投入运行，地面观测在全国不同侵蚀类型区展开。同时，随着遥感技术的普及，水土流失遥感调查的研究开始出现。1985年前后，水利部以80年代中期MSS影像为主要信息源，对水蚀、风蚀、冻融侵蚀开展了全国第一次土壤侵蚀遥感调查。根据中华人民共和国水土保持法，1998年开始，水利部在全国陆续建立了四级水土保持监测机构。从此，水土保持监测由

6、法定的监测机构负责，并且列入水行政主管部门的常规业务。同时，随着地球信息技术（简称为“3S”技术）的迅速发展，使得水土保持监测呈现出兴旺的发展势头。全国第一次土壤侵蚀遥感调查用了5年时间，而第二次调查因为采用了GIS等新技术，只用了1年的时间。第二次遥感调查从1999年开始，以90年代中期TM影像和中国-巴西资源一号卫星（CBRS-1）影像为主要信息源，于200年完成。2001年，水利部又开展了全国第三次土壤侵蚀遥感调查。目前水利部已在黄河、长江中上游地区，黑河、塔里木河流域等重点水土保持生态建设区开展水土保持监测，各地监测站点的建设也很顺利。全国水土保持监测队伍不断壮大，监测技术不断提高，监

7、测方法不断革新，监测成果不断积累，有力地支持了国家和地方的水土保持生态建设。二、监测站网建设2000年，水利部颁布水土保持生态环境监测网络管理办法，规定了全国水土保持监测网络的构成和各级机构的职责，依托四级监测机构（国家级监测中心-大江大河流域监测中心站-省级监测总站-重点地区监测分站）和监测点开展全国水土保持监测工作（参见下图）。其中，水利部水土保持监测中心作为国家级监测中心，对全国监测网络实施具体管理和工作指导，包括组织和承担重点区域监测、全国监测网络建设、水土保持监测技术认证、制定有关技术标准等。流域机构监测中心站和省级监测总站则分别负责相应区域内的监测工作。各级监测机构分别负有向上一级

8、机构上报监测数据的职责。 根据国家已批准的计划，一期工程包括已建或在建的3个部委（水利部、长委、黄委）水土保持监测中心站、13个省（区）市总站和100个监测分站。全国水土保持监测网络结构示意图国家级监测中心大流域级监测中心站省级监测总站重点地区监测分站监测点分布在全国各地的监测点是全国监测网络的基础。这些监测点进行长期的定位观测，主要进行水土流失及其影响因子，水土保持措施数量、质量及其效果的监测。第三节 水土保持监测的类型与方法根据监测范围的大小和监测内容的差异性，可以将水土保持监测分为微观监测和宏观监测两大类。微观监测的对象主要是小流域（面积一般在5-30km2，最大不超过50km2）、微型

9、流域、坡面或沟道、重力侵蚀频发地带、开发建设项目等。监测目的包括为小流域治理和规划、水土保持监督执法、土壤侵蚀机理研究、开发建设项目水土保持措施及其效果等提供基础数据。微观监测主要监测土壤侵蚀面积、强度、程度、侵蚀量、土壤养分和污染物质的流失与运移、土体的位移和微地貌变化等与侵蚀有关的内容。宏观监测对象是在较大地域内，监测各种土壤侵蚀类型的面积，强度和程度以及相关的植被覆盖、土地利用等与土壤侵蚀有关的地表信息的动态。着重于宏观尺度上土壤侵蚀的发生、发展及其对环境影响的测定。监测的主要目的是掌握各种宏观地域范围内水土流失变化的总体情况。监测的主要内容是土壤侵蚀过程和水土保持措施效果。两种类型的监

10、测互有区别，互相支持。宏观监测信息依靠微观监测信息校正（如以典型样地调查和GPS观测资料校正遥感影像），而微观监测由宏观监测为指导。由这两种监测成果引出的尺度转换，已成为国内外关注的重大科学问题。目前，微观监测所采用的途径包括常规小区观测、典型样地调查、控制站观测和重力侵蚀场观测等。土壤侵蚀监测方法除了侵蚀形态与侵蚀量的量测外，还采用了土壤分析、水质分析、植物分析等方法；侵蚀因子量测方法还吸收了土地、林业调查的成熟方法。宏观监测的基本方法是GIS支持下的基于多光谱航天信息源的遥感监测。在当前技术条件下，这种途径是一种主要基于土地植被覆盖的土壤侵蚀信息提取方法。由于尚未有可供实用的区域性土壤侵蚀

11、监测预报模型，这种方法依靠比较成熟的人-机交互解译方式，利用地面勘察资料的支持，以规范化的解译指标为主要标准进行水土流失分类分级。第四节 开发建设项目水土保持监测开发建设项目水土保持监测是近年来的一大热点，也是水土保持监测的重点。随着中国经济建设的快速发展、西部大开发和振兴东北老工业基地战略的实施，资源开发、基础建设对区域生态环境的影响也越来越为政府和社会各界所关注，水土保持监测成果已成为检查开发建设项目水土保持方案实施情况的重要依据，并由具备相应资质的监测单位承担。开发建设项目水土保持监测一般采取地面观测和调查监测相结合的方法。对大型工程和重点项目，还同时利用遥感手段进行水土流失背景调查和动

12、态监测。根据监测规程要求，大中型开发建设项目应布设相对固定的监测设施。目前的监测重点包括采矿、交通、电力、冶炼、水利水电、城镇建设等类型的项目，监测时段不仅包括工程对地表扰动的时期，也包括地表植被的恢复时期，监测结果直接服务于开发建设项目水土保持监督执法。一、监测目的开发建设项目水土保持监测的目的是：了解开发建设项目水土保持方案实施情况，掌握建设生产过程中的水土流失情况，并通过政府监督和工程监理等手段，及时控制水土流失。同时，通过对水土保持设施效果的监测，分析水土流失的控制状况，以便于提出相应的对策；水土保持监测的结果也是主体工程竣工验收的重要依据。二、监测内容开发建设项目水土保持监测内容是根

13、据已审批的水土保持方案确定的。具体有以下几方面的内容：水土保持方案中的水土保持措施实施情况水土流失防治责任范围落实情况施工过程中的水土流失情况及危害水土保持措施效果及管理。三、监测原则（一）监测点的时间性根据开发建设项目的性质，确定临时性监测点和永久性监测点两类。1临时性监测点用于建设性项目建设过程中水土流失情况的监测。建设性项目是指建设过程中造成一次性水土流失，建成后基本不再发生水土流失的项目。2永久监测点用于生产性项目运行过程中水土流失情况的监测。生产性项目是指既在建设过程中造成水土流失、又在建成后仍发生水土流失的项目，如采矿业。（二）监测点密度的合理性监测点的布设密度，一是要根据开发建设

14、项目的水土流失防治责任范围；二是要有一定的代表性。不同监测项目有不同的监测点密度，或同一监测点含有不同的监测项目。（三）监测方案的可操作性用于水土保持监测的设施和方法应针对开发建设项目可能导致水土流失的情况，具有较强的可操作性。观测时段、观测周期也要结合实际。同时设计水土保持监测方案，并报有关部门批准后方可实施。（四）监测经费的统一性监测经费应按水利部水总200367号文关于颁发水土保持工程概（估）算编制规定和定额的通知有关规定，按水土保持投资的百分数提取。基建时期的水土保持监测费，由基建费用统一列支；生产期的监测费则应作为生产成本由生产费用统一列支。水土保持监测费应包涵两个方面：新增水土保持

15、措施监测主体工程中具有水土保持功能部分的监测。取费费率按水利部水总200367号文规定。（五）监测方法的针对性根据监测目的确定监测方法。一般大、中型项目采用地面监测与调查监测相结合的方法，并有相对固定的监测设施；小型项目则以调查监测为主。地面监测有径流场法、控制断面观测站法、钉子法、沟道淤积物体积测量法等，以测定水土流失量和计算水土流失强度。调查监测则采用调查和量测相结合的方法。（六）监测时段的准确性监测时段分为两种情况：生产性项目监测时段分为施工期和生产运行期建设性项目监测时段分为施工期和林草恢复期。林草恢复期一般年，最长不超过年。南方水热条件较好的地方可以适当缩短，而在北方干冷区应适当延长

16、。在同一监测时段内，根据雨季施工情况和水土流失易发性等实际情况，适当增加监测次数。（七）监测资质的准入性应具备水利部或省（市、区）颁发的水土保持监测资质证的单位，方可以实施水土保持监测。四、 监测重点（一）采矿行业采矿行业造成的水土资源破坏是十分严重的。如井下开采，造成土地塌陷，诱发崩塌滑坡；露天开采，则大量排弃渣石占压破坏土地。据全国28个重点露天煤矿调查，仅弃土场占地达4400hm2，且每年还要新增占地400多hm2。全国煤矸石山1998年为7309亿吨，1990年后每年还新增排放煤矸石06亿吨；国家重点金属矿山每年剥离岩土2226亿吨，矿山弃渣占地200万hm2。这些弃渣场的边坡陡，水土

17、流失严重。监测的重点是弃渣场、尾矿。（二）交通铁路行业改革开放以来，我国的交通业发展迅速。近几年新增公路里程5万km以上。参考国外工业化国家公路里程占地比例，我国的公路建设还将持续一段很长的时间。公路建设开挖边坡、弃土弃渣等情况，都有可能造成新的水土流失。在铁路建设方面，到1990年，全国营运铁路里程已达534万km。1998年国家提出今后5年铁路建设的目标，国家计划投资2500亿元，新增营运里程7万km。新建铁路一般（包括站场等有关工程）每公里正线占地约53hm2，新建复线每公里占地约67hm2。新建铁路对沿线地形地貌的扰动破坏大，水土流失严重。道路建设过程中开挖路堑、填筑路基、取土采石等动

18、用土石方量大，特别是隧道的弃土弃渣、高填深挖地区的取弃土。此外，由于施工战线长，临时工棚、施工场地、施工便道等的占地量也很大。监测的重点是弃土弃渣场、取土场、土石方临时转运场、开挖边坡、工场、施工便道等。（三）石油天然气行业我国石油、天然气资源储量丰富，特别是西部。石油天然气行业除矿区外，输送油气管道，在建设过程中也会造成新的水土流失。监测的重点是施工过程中的水土流失、交叉工程的弃土弃渣、管道覆土后的地面植被恢复等。（四）电力行业我国的电能结构中，以火电和水电为主。据有关方面资料，全国电力结构76%为火电，24%为水电。火电企业在建设过程中造成的水土流失、生产过程中产生的废弃灰渣的流失以及粉尘

19、污染，已成为严重的环境问题。目前，燃煤电厂的灰渣综合利用率还不到30%。水力发电则主要是建设期间的水土流失。监测的重点是施工过程中的水土流失、弃土弃渣场、取土场、水土流失对敏感区的影响等。（五）水利水电工程水利枢纽工程、防洪堤防、灌溉工程、供水工程、调水工程等，在建设过程的采石、取土、挖沙、开挖地面、移民村镇建设等，都会引起水土流失。监测的重点是施工过程中的水土流失、弃土弃渣场、取土场、移民建镇过程、库区周边的山体稳定等。（六）冶炼行业冶炼行业在矿山开采、运输、尾矿尾沙和冶炼过程中的废弃物排放等，大量占压土地，并造成新的水土流失。监测的重点是尾矿尾沙场、料场、废弃物排放场、矿区。（七）城镇化过

20、程改革开放以后变化最大的莫过于城市化。目前，我国的城市化率约38%，距工业化水平还有相当大的距离。我国的平地资源缺乏，城市化过程中大量开山造地的行为，造成了严重的水土流失。另一方面，十六大提出加强农村基础设施建设，如果忽视监测，也将造成严重的水土流失。监测的重点是城市化过程中对原地貌的破坏、开山造地形成的高边坡、水土流失对城市基础设施、城市旅游资源和城市水资源的影响等。第五节 地面观测类型与方法水土保持监测技术规程3.3.1，“应通过设立典型观测断面、观测点、观测基准等，对开发建设项目在生产建设和运行初期的水土流失及其防治效果进行监测。”开发建设项目监测方法，线路工程以巡视调查方法为主，少量设

21、置观测点；点面工程则采取地面定位观测方法。大面积、长距离跨省区的国家重大项目，也可以结合遥感调查和GPS全球定位系统进行监测，以提高工作效率。地面观测分为小区观测控制站观测简易水土流失观测场简易坡面测量风蚀量监测重力侵蚀监测。一、小区观测1适用范围除砾岩堆积物外，小区观测适用于各种类型的开发建设项目，主要应用于水土流失量监测。但因项目区的气候条件、建设和生产特点、设计工艺、施工工艺等的不同，观测的适用性和精确度存在一定的差异。2选址（1）开发建设项目应根据实际情况分别设置原地貌（对照）和扰动地貌径流小区，以便进行比较分析。如果附近有相应的地方监测小区资料，或有较为可靠的土壤流失观测或调查资料，

22、能够弄清水土流失的背景情况，原地貌可不设径流小区。（2）原地貌要尽量采用保留原有的自然条件。扰动地貌要与原地貌有较强的比照，并具有代表性。小区设置是否具有代表性，应根据调查确定；可行性研究阶段应根据有关设计资料确定。原地貌设置径流小区时应考虑剖面结构、土层厚度、土壤理化特征（机械组成、容重、有机质含量等）等，应能够代表防治责任范围内的自然条件。（3）布设小区的地段，应在一定时间段内，保持相对稳定。小区选址时还应考虑交通便利。3规格小区建设应根据地面观测章节的有关规定进行，小区规格参照水土保持试验规范。4观测项目和方法开发建设项目应根据其的特点和要求，确定观测内容。（1）标准小区或对照小区 观测

23、内容包括雨量、径流量、冲刷量。根据实际需要，测定土壤含水量、土壤抗冲性、土壤抗蚀性、土壤入渗速率。（2）生物措施小区除观测以上项目外，还应观测林草覆盖度。覆盖度测定可采用“线段法”，即：用绳在植被上方水平拉过，垂直量测株丛在测绳垂直投影的长度，计算植被总投影长度和测绳长度之比即为林草覆盖度。郁闭度的观测采用林冠投影法、线段法。5.基本设施（或仪器设备）GPS全球定位仪（测定观测点内面积）沉沙池经纬仪（测定地面高程变化）磅秤环刀、皮尺、钢卷尺简易土工试验仪器二、控制站观测1适应范围控制站（卡口站）适用于扰动破坏面积大、弃土弃渣集中在一定流域范围内的开发建设项目，而不适用于线型开发建设项目。如采石

24、场、采矿区、工矿企业等可采用此法；而铁路、公路、输气管道等线型工程，由于跨越多个区域，不适用此方法。2选址（1）原地貌小流域（对比流域）可根据开发建设项目的规模和代表性，选择12个观测断面。若附近有相应的观测资料或可靠的调查资料，能够说明新增的水土流失量，可以不设置观测断面；扰动地貌观测断面则根据实际情况确定。（2）原地貌小流域（对比流域）与扰动地貌小流域控制站选择的主要依据是代表性和可比性。扰动地貌小流域在实施开发建设过程前的自然条件（如地形、地貌、植被、土壤、流域面积、流域形状等）与对比流域大体相似。（3）若有多个扰动地貌小流域时，选择观测的小流域应具有代表性。（4）监测站布置应考虑交通条

25、件与观测条件。3控制站建设扰动地貌小流域控制站与常规控制站在设计原理与建设要求上基本相同。在建设前应绘制流域地形图、流域土地利用现状图、流域植被分布图、流域土壤侵蚀图、纵剖面图。（比例尺11000015000，建站处1:1000或1:500）控制站测验河段的长度应大于最大断面平均流速的3050倍；应顺直无急弯，无塌岸，无冲淤变化，水流集中，便于布设试验设施。不能满足上述要求时，应对河岸进行人工整修。由于多数开发建设项目弃土弃石量大，推移质量亦大，应考虑测流槽尾端的堆积问题，修筑沉砂池或拦沙坝。4观测项目与方法扰动地貌小流域控制站（卡口站）的监测项目和方法，与常规小流域相同，但应注意小流域地貌破

26、坏、弃土弃渣量、植被破坏等调查统计，以便与原地貌对比分析。主要观测项目有雨量、水位和流量、泥沙含量。推移质的测量视具体情况确定，流域内弃土弃渣量少时，采用沉沙池法，即：在量水建筑物上游建沉沙池，分别测出通过控制站的输沙量和沉沙池的淤积量，然后推算。当流域出口有适宜的小型水库、淤地坝和塘坝时，亦可采用此法。当推移质量大时，采用体积量测法，即对推移质堆积物进行实地测量与测算5.基本设施工作桥用于悬挂量测仪器和工作使用，钢架结构，跨度10米15米。水文站安装自记水位流量计，水样分析设备及烘干设备等。简易气象站自计雨量计、蒸发皿、风向标、地温表等。三、简易水土流失观测场1适用范围此法适用于项目区内类型

27、复杂、分散、暂不受干扰或干扰少的弃土弃渣流失的监测。2选址选择不同类型弃土场堆积坡面，最好在相应坡度原地貌设置对照。选址时应尽量排除弃土场外围来水的影响，建立必要的排水系统。3建设于汛期前将直径051cm、长50100cm（弃土渣堆沉降量大时可加长，防止沉降的影响）的钢钎按一定距离（视坡面面积而定）分上中下、左中右纵横各3排（共9条）打入地下，钉帽与地面齐平，并在钉帽上涂上红漆，编号登记注册。4观测项目与方法（1）主要观测降水量与降水强度对水土流失的影响。每次大暴雨后观测钉帽距地面高度，计算土壤侵蚀深度和土壤侵蚀量。计算公式如下：:土壤侵蚀量，m3：侵蚀深度,mm:水平投影面积，m2:斜坡坡度

28、，度（2）有人为干扰时，钢钎应在汛期末收回，来年再用，布设数量可适当增加；人为扰动少时可长期固定不动，但要注意保护，以实现长期观测。对于临时弃土场，用完即撤。（3）长期固定不动的钢钎上，油漆易脱落，因此每年要进行一次标定（雨量大的地区，可23月一次）。（4）土壤侵蚀深度要尽量消除沉降和意外情况的影响。（5）新堆积的土壤要考虑沉降产生的影响，不同组成物质的土堆沉降率不同，一般土堆沉降510年才能完全稳定。四、简易坡面测量1适用范围适用于暂不被开挖的自然坡面或堆积土坡面。2布设与选址具有一定代表性的自然坡面和相对稳定的堆积土坡面。3观测项目与方法用钉子法测定土壤侵蚀深度并计算土壤侵蚀量。五、风蚀量

29、监测1适用范围适用于风蚀区、水蚀风蚀交错区开发建设项目的风力侵蚀监测。2选址要选择有代表性的平坦、裸露、无防护的地貌作为对比区。在扰动地貌上选择有代表性的不同种类的监测区进行比较分析。选址时要尽量避免围墙、建筑物、大型施工机械等对观测场地的影响。3观测项目与方法开发建设项目造成的扬尘要结合环境因子进行，降尘量观测采用降尘管（缸）法。风蚀强度观测采用地面定位钎插法，每15d量取插钎离地面的高度变化；有条件时，可采用高精度地面摄影或高精度全球定位系统技术方法。主要观测风蚀量，其它观测项目根据实际情况确定（如土壤含水量、土壤紧实度、植被覆盖度等）。风蚀观测方法适用于半干旱区和干旱区。六、重力侵蚀监测

30、开发建设项目区存在人为诱发重力侵蚀的隐患，要查清可能发生重力侵蚀的地点、类型、原因、面积等，并按规定发出地质灾害预警。重力侵蚀的形式有滑坡、泥石流、崩岗等。可行性研究阶段和初步设计阶段的重力侵蚀监测，主要是根据主体工程设计，分析可能发生重力侵蚀的区域，提出布设监测的地点；在施工期和运行期，则要根据实际情况作必要的调整。在汛期开始和每次暴雨过后，应对项目区的重力侵蚀情况进行普查，查清发生重力侵蚀的次数、地点、类型、原因、面积、总土方量等。（一）滑坡监测滑坡监测应首先进行其危险性评价，对危险性大的地段进行监测。1选址（1）应布设于滑坡频繁发生而且危害较大、有代表性的地方。（2）站址选择时应考虑已有

31、的基础和条件，且交通便利。2监测项目降雨、滑坡体位移。3观测方法滑坡观测方法采用简易观测法，如观测桩法。通过定期对观测桩之间距离变化情况的测定，研究和判断滑坡体的运动和发展趋势，及时发出灾情预报，以便采取有效措施。此外，通过量测坡面裂缝大小变化和坡面上下位移情况，预测山坡滑动。有利条件的，可采用空间定位系统（GPS）观测法。4观测设备布设（1）简易观测法。 观测桩布设：从滑坡体后缘的稳定岩体开始，等距离埋设在滑坡变形最明显的轴线上，各桩的间距为10m。（2）空间定位系统（GPS）观测法。 用于观测滑坡变形的GPS控制网，由若干个独立的三角观测环组成，采用国家GPS测量WGS-84大地坐标系统，对岩体的变形与滑坡位移进行观测。滑坡观测GPS网选点：滑坡观测GPS网中相邻点最小距离为500m，最大距离为10km。滑坡观测GPS网的点与点之间不要求通视，但各点的位置应满足两个要求：一是远离大功率无线电发射源，其距离不小于400m；远离高压输电线，距离不得小于200m；远离强烈干扰卫星信号的接收物体。二是地面基础稳定，易于点的保存。