李鳳鳴，李純乾，叢子健

(遼寧省水土保持研究所 遼寧省水土保持重點實驗室，遼寧 朝陽122000)

線型工程水土保持監(jiān)測中以“段”代“點”方法的應(yīng)用及缺失數(shù)據(jù)的補充

李鳳鳴，李純乾，叢子健

(遼寧省水土保持研究所 遼寧省水土保持重點實驗室，遼寧 朝陽122000)

開發(fā)建設(shè)項目；線型工程；水土保持監(jiān)測；監(jiān)測段；數(shù)據(jù)補充

分析了線型開發(fā)建設(shè)項目水土保持監(jiān)測工作存在的兩個難點，一是線型工程空間跨度長、涵蓋的地形地貌復(fù)雜，如何做到使設(shè)置的監(jiān)測點既能全面反映線型工程的水土流失特性、各項措施的水土流失防治作用，又能盡量減少冗余工作量以提高監(jiān)測效率；二是解決因建設(shè)單位對監(jiān)測工作委托較晚所致前期監(jiān)測數(shù)據(jù)缺失給監(jiān)測工作增加的困難。結(jié)合實踐，探討了以“段”代“點”方法在線型開發(fā)建設(shè)項目水土保持監(jiān)測點布設(shè)中的應(yīng)用、監(jiān)測數(shù)據(jù)缺失的補充方法，希望能對提高線型工程水土保持監(jiān)測成果的質(zhì)量等有所裨益。

輸電線路、道路、油氣管道等線型開發(fā)建設(shè)項目空間跨越較長，穿越的地形地貌復(fù)雜，時常與公路、鐵路、河流等交匯跨越。在開展這類項目的水土保持監(jiān)測工作中，監(jiān)測點的選擇及管理很困難，若布設(shè)的監(jiān)測點少則不能完全反映項目水土流失特點和水土保持措施實施情況及效果等，若點多則數(shù)據(jù)采集、管理都比較難，容易顧此失彼。另外，目前很多開發(fā)建設(shè)項目的水土保持監(jiān)測工作委托比較滯后，監(jiān)測入場時局部已經(jīng)開工，甚至是部分、大部分完工，這就給水土保持監(jiān)測的數(shù)據(jù)采集帶來了極大的困難，出現(xiàn)數(shù)據(jù)的局部缺失、系列缺失，使監(jiān)測數(shù)據(jù)的典型性、代表性、連續(xù)性大打折扣。能否解決好這兩個問題是水土保持監(jiān)測工作能否如期、保質(zhì)完成的關(guān)鍵?；诖耍P者結(jié)合實踐探討以“段”代“點”方法在線型項目水土保持監(jiān)測中的應(yīng)用及缺失監(jiān)測數(shù)據(jù)的補充方法。

1 以“段”代“點”的定義

所謂以“段”代“點”就是在開展建設(shè)項目水土保持監(jiān)測中，選取線路的某些有代表性的部分作為開展監(jiān)測工作的重點地段，布設(shè)1～2個永久監(jiān)測點，觀測、記錄監(jiān)測點的水土流失、水土保持措施變化情況；其他不具有代表性的地段采用巡查的方法進行監(jiān)測。這樣做不僅能使局地微觀與整體宏觀相結(jié)合，點代表局部、局部反映整體的監(jiān)測理念得到貫徹，而且使監(jiān)測工作的主次分明，兼顧周全，還便于監(jiān)測點的布設(shè)和管理。

2 監(jiān)測段長度的確定

監(jiān)測段長度要根據(jù)實際情況確定，需綜合考慮交通的暢通，即來往于段內(nèi)兩監(jiān)測點之間交通不受阻礙，便于監(jiān)測設(shè)備的布置、運輸和后期入場。監(jiān)測段長度一般不超過激光測距儀的最大量程(2 000 m)。

2.1 未施工項目監(jiān)測段長度確定

此類項目并未開工，監(jiān)測過程較完整，數(shù)據(jù)采集連續(xù)性強。可根據(jù)地貌單元的長度確定該類項目的監(jiān)測段長度；在地貌單元上選取典型位置布設(shè)監(jiān)測點，典型位置包括山丘的坡腳、坡面、頂部，溝谷的谷底、溝坡，河流兩岸的岸坡等。若項目位于山丘地段，則可將整個山丘作為1個監(jiān)測段，分別在坡腳、坡面、頂部布設(shè)3個監(jiān)測點(見圖1)，全程監(jiān)測項目建設(shè)引發(fā)水土流失情況和發(fā)生發(fā)展規(guī)律。除監(jiān)測點外，監(jiān)測段內(nèi)其他區(qū)域通過巡查的方式進行監(jiān)測。

圖1 山丘段監(jiān)測段、監(jiān)測點布設(shè)示意

2.2 已施工項目監(jiān)測段長度確定

由于已開工項目需要補充監(jiān)測數(shù)據(jù)，所以確定的監(jiān)測段中應(yīng)包含開工及未開工段兩種情況。確定段長前先要弄清已開工段的基本地貌單元，即有幾種地貌類型，每種地貌的分布情況。之后在未開工段尋找近似的地貌單元，以距離最短的兩個近似地貌單元之間的距離為監(jiān)測段長，監(jiān)測點分別設(shè)在這兩個近似地貌單元上，監(jiān)測點數(shù)量可根據(jù)地貌特點適當(dāng)增減。如圖2所示，已開工段基本地貌單元包括山丘、溝谷，未開工段基本地貌單元也有山丘、溝谷兩種，所以監(jiān)測段選取兩個最近的山丘之間的部分，監(jiān)測點主要圍繞兩個山丘布設(shè)。未開工段作為全程監(jiān)測點，反映建設(shè)過程中水土流失發(fā)生發(fā)展及后期恢復(fù)治理情況；已開工段作為一個對比預(yù)警點，通過觀測其已有水土流失的發(fā)生位置、規(guī)模，在未開工段提前做好應(yīng)對，同時繼續(xù)觀測水土流失的發(fā)展，與全程監(jiān)測點形成良好的互補。

圖2 已施工項目段長確定示意

3 監(jiān)測段數(shù)量的確定

監(jiān)測段數(shù)量的確定要兼顧“特殊”與“一般”，“一般”是指在整個工程沿線出現(xiàn)頻率最多的地形地貌，“特殊”則是指工程沿線出現(xiàn)頻率較低的地形地貌。根據(jù)各地形地貌類型單元長度占工程長度的比例確定監(jiān)測段的數(shù)量。這樣做的主要依據(jù)是：線型工程的“一般”地貌更能反映項目建設(shè)過程中水土流失發(fā)生與治理的趨勢；而“特殊” 地貌則是作為個案代表局部。整理出關(guān)鍵部位及交匯點，根據(jù)其在工程中的比例確定監(jiān)測段的數(shù)量。

3.1 匯總關(guān)鍵部位，找出交匯點

關(guān)鍵部位是指工程建設(shè)過程中能夠反映工程地貌、地類、施工等關(guān)鍵因素的地段。主要包括以下幾個方面：①縱覽整個線型工程，找出有代表性的位置，如交叉點。②區(qū)分項目途經(jīng)區(qū)域的地形地貌及特殊地物，如山丘、溝谷，代表性的地物，河流、道路等的交匯點。統(tǒng)計這些地貌、地物的數(shù)量。③確定項目沿線的占地類型及分布，即項目有幾種占地類型，地類的沿線分布情況。④根據(jù)施工工藝特點，劃分工程的挖方段、填方段、臨時堆土場、棄渣場等。

確定關(guān)鍵部位時除了圖上作業(yè)，還應(yīng)該到現(xiàn)場核實。工程施工時，常有微調(diào)，為避免由于工程位置變化而打亂監(jiān)測計劃，現(xiàn)場定位是必不可少的。確定工程中的關(guān)鍵部位后，找到交匯，如公路項目中的山丘段，施工過程中需要開挖、填墊、轉(zhuǎn)存臨時堆土、設(shè)置機械和材料轉(zhuǎn)運場地及道路，這段道路就是比較典型的關(guān)鍵部位交匯，包含的關(guān)鍵部位有山丘、開挖段、臨時堆土、臨時場地和道路等，在此處設(shè)置監(jiān)測段能夠縮小監(jiān)測范圍且代表性好，同時可集中布設(shè)和管理監(jiān)測設(shè)備，避免往返于多個監(jiān)測點，浪費時間和精力。有的線型工程線路較長且典型的交匯點較多，若全部設(shè)置為重點監(jiān)測段，則管理和操作工作量巨大，不便于實時監(jiān)測，因此需要對監(jiān)測段進行篩選，使最終確定的重點監(jiān)測段具有典型性、代表性。

3.2 按比例確定調(diào)控監(jiān)測段數(shù)量

通常情況下可結(jié)合工程的長度來確定監(jiān)測段的數(shù)量，但若線路較長，具有代表性的關(guān)鍵部位較多，則需要通過篩選來控制監(jiān)測段的數(shù)量。在以往的監(jiān)測工作中，我們通常采用按比例篩選方法控制監(jiān)測段數(shù)量，效果還是比較好的。

根據(jù)各類地貌單元長度占整個工程長度的比例確定監(jiān)測段數(shù)量，比例小的(一般低于1/20)布設(shè)一個監(jiān)測段；比例較大的按高程(最高點、最低點)布設(shè)2個監(jiān)測段，若所占比例超過1/4則應(yīng)在中值高程處增加1處監(jiān)測點。例如，線型工程長度150 km，主要地貌包括山地、丘陵、溝谷、平原、河流、公路。山地段20 km、丘陵段30 km、溝谷段25 km、平原段70 km、河流段2 km、公路段3 km。各段占工程長度的比例分別為1/7.5、1/5.0、1/6.0、1/2.1、1/75.0、1/50.0，由此可知，所占比例較小的為河流段、公路段，所占比例最大的為平原段。監(jiān)測段數(shù)量為山地2個、丘陵2個、溝谷2個、平原3個、河流1個、公路1個，共11個。此外，對于地貌種類單一的線型工程，可以按人為重塑地貌確定監(jiān)測段數(shù)量，如挖方段、填方段、臨時堆土等，方法同自然地貌。

4 缺失數(shù)據(jù)的補充

結(jié)合長期從事線型開發(fā)建設(shè)項目水土保持監(jiān)測工作的實踐，發(fā)現(xiàn)在該類項目中布設(shè)監(jiān)測點時采用以“段”代“點”的方法是可行的，數(shù)據(jù)的補充采用“段”內(nèi)設(shè)對比點的方法。主要指在選擇監(jiān)測段時，注意施工段、完工段、未開工的鄰部，以相鄰部分為中心向兩端選起。這樣選監(jiān)測段主要基于以下幾點依據(jù)：

(1)線型工程尤其是戰(zhàn)線較長的線型工程，往往分標段施工，受地形地貌、施工條件等的限制，各標段的施工進度不一，這就為數(shù)據(jù)的補充提供了時間條件。

(2)各標段施工進度的不同，會導(dǎo)致在某一時段內(nèi)，線型項目施工現(xiàn)場同時出現(xiàn)場平、開挖、堆土、回填等一系列施工，這就為數(shù)據(jù)的補充提供了必要的空間條件。

監(jiān)測段選好之后，在未開工段布設(shè)監(jiān)測點、開工段設(shè)置對比點，每次入場監(jiān)測要記錄兩點的各項數(shù)據(jù)，相互比較，互為補充。未開工段的監(jiān)測結(jié)果能夠反映從開工到竣工整個監(jiān)測點的各項指標，而已開工段的監(jiān)測結(jié)果為未開工段提供參考，使監(jiān)測工作更有針對性；同時已開工段的監(jiān)測數(shù)據(jù)要結(jié)合未開工段的前期監(jiān)測數(shù)據(jù)進行水土流失因子修正，并最終推導(dǎo)出已開工段的前期水土流失情況，從而實現(xiàn)“段”內(nèi)設(shè)對比點補充監(jiān)測數(shù)據(jù)。

此外，段內(nèi)措施的適應(yīng)性、控制水土流失的效果，竣工后的水土流失情況，則可通過竣工段比較真實的反映出來。因此，竣工段可為水土保持措施的選擇與實施提供可靠依據(jù)。示意圖見圖3。

圖3 監(jiān)測段、監(jiān)測點布設(shè)示意

5 結(jié) 語

以“段”代“點”的監(jiān)測方法在線型開發(fā)建設(shè)項目水土保持監(jiān)測中的應(yīng)用，能進一步提高監(jiān)測工作的效率，同時為已開工項目的數(shù)據(jù)補充提供了一定的便利條件。在今后的監(jiān)測工作中，需進一步完善這種方法，使其更好地服務(wù)于預(yù)防和治理水土流失。隨著國家對開發(fā)建設(shè)項目水土保持監(jiān)測重視程度的不斷提高，各項監(jiān)測技術(shù)規(guī)程、標準的不斷出臺，開發(fā)建設(shè)項目水土保持監(jiān)測將日趨規(guī)范。各級水行政主管部門的監(jiān)督、管理、宣傳力度逐漸加強，使建設(shè)單位對自身職責(zé)和義務(wù)的認識更到位、明確?！?S”、衛(wèi)星影像、計算機模擬、實驗室局地模擬等技術(shù)逐步運用到水土保持監(jiān)測中，使監(jiān)測工作更加高效、監(jiān)測數(shù)據(jù)更加準確。水土保持監(jiān)測人員不僅要努力學(xué)習(xí)新技術(shù)，敢于將新技術(shù)應(yīng)用到具體工作中，而且還要善于總結(jié)和解決工作中出現(xiàn)的問題，不斷推動水土保持監(jiān)測工作向前發(fā)展。

(責(zé)任編輯 孫占鋒)

S157.2

C

1000-0941(2015)10-0066-03

李鳳鳴(1981—)，男，遼寧阜新市人，助理研究員，學(xué)士，主要從事水土保持監(jiān)測、科研等工作。

2015-01-26