水土保持常用监测手段及方法

开发建设项目水土保持常用监测手段及方法1插钎（qian）观测1.1说明：(定义、范围、监测内容)指在坡面样地内，在尽可能少地扰动地表土壤的情况下，向地下有规律地插入若干细钎，在插钎上标记与土壤表层持平的位置，作为原始高度点。降水发生后，通过观测地表土层降低的厚度，观测计算土壤水蚀侵蚀量。插钎观测内容必须包括降水情况及土壤流失量；同时按照观测项目的要求，增加土壤理化性质、植被变化、耕作情况等观测内容。1.2基本要求：(1)样地四周30米范围内无与试验项目有关的高大树木和建筑物等。(2)样地坡面应平整、不修或修坡尽量少（尽量选用自然坡面）。(3)插入土壤中的钎要牢固稳定，不因风吹雨打而松动。1.3设备配置：（1）常规配置：钎子若干个、雨量计和雨量桶（每个插钎径流场配置一套）、标尺、取样器设备（土钻、土盒、环刀等）、样品分析设备（烘箱、天平等）。（2）选择性配置：土壤物理性质观测设备（张力计、土壤水分测定仪、剪力器等）。（3）雨量观测设备，按照中华人民共和国行业标准SL21-90执行。1.4技术要求：（1）工作环境：插钎样地周围应布设步道，保证降水后观测人员能到达扦插点。样地应不受崩塌、侧流的影响。（2）精度：插钎要尽可能的细，以减少插钎过程中对周围地面的影响；钎插角度误差小于0.5度。天平精度1%，测量尺精度2毫米。（3）整体结构要求：插钎成品字型或梅花型均匀分布于样地上，钎插深度要大于坡地土壤可能的侵蚀深度，地面要露头，便于标记或寻找。样地四周要有栏杆。雨量计距离插钎的距离小于100米。（4）外观质量要求：钎子顺直，插钎布设规范，标记物统一牢固，标志碑牌、桩的编号清晰、完整配套。（5）材料要求：插钎由硬木或膨胀系数小的金属材料制成。2径流小区观测2.1径流小区指修建于坡面，具有一定控制面积，四周带围埂，用于收集围埂范围内降水所产生的所有径流泥沙的设施。适用于观测各种类型坡面的径流、泥沙及面源污染。径流小区的观测内容必须包括降水情况（降水量、降水强度）、径流量、泥沙量；同时按照观测项目的要求，选择性观测产流产沙过程、污染物流失量和土壤理化性质、植被变化、耕作情况等情况。2.2基本要求：（1）小区地面纵横向平整，纵向应平行于坡面径流方向。坡度和土壤条件均一，自然坡面小区不修或修坡尽量少（尽量选用自然坡面）。（2）标准小区：选取垂直投影长20米，宽5米，坡度5°或15°，坡面经耕耙平后，至少撂荒1年，无植被覆盖。（3）一般小区：按照观测项目要求，设立不同坡度、不同坡长、不同土地利用方式、不同耕作制度和不同水土保持措施的小区。无特殊要求时，小区尺寸应（在正常情况下均应这样做）参照标准小区规定确定。（4）观测后应及时清理或整修。2.3设施配置：（1）径流小区：由围埂、集流槽、导流管（导流槽）、分流桶和集流桶组成。（2）围埂：围埂为小区左右和上缘坡面的边界，由水泥板或金属板制成，围埂高出地面10－20厘米，埋入地下30厘米。上缘向小区外呈60°倾斜。（3）集流槽：位于小区坡面的底部，垂直于径流方向；一般由水泥等材料做成，集流槽表明光滑，上缘与地面同高，槽底向下及向中间倾斜（2%-3%），斜度以土壤不发生沉积为准。（4）导流管（导流槽）：上部紧接集流槽，下部与集流桶相连；由镀锌铁皮、金属管或PVC管做成。（5）分流桶、集流桶：与导流管相连，用于收集小区坡面径流和泥沙；由镀锌铁皮或钢板等材料制作，桶顶部加盖，防止降水及其它杂物由桶顶直接进入；底部装有阀门，用于观测后排出桶内的径流泥沙。根据设计径流量，可采用一级或多级分流桶分流。分流孔应均匀。2.4设备配置（1）常规配置：雨量计和雨量桶（每个径流场配置一套）、标尺、泥沙采样器、水样瓶、取样器设备（土钻、土盒、环刀等）、样品分析设备（烘箱、天平、烧杯、量桶、滤纸、过滤装置等）。（2）选择性配置：按照观测项目的要求，选择性配置径流过程观测设备，包括水位计、水样自动采样器、数据采集器、径流电导仪、太阳能板等和土壤物理性质观测设备（张力计、土壤水分测定仪、剪力器等）。（3）雨量观测设备，按照中华人民共和国行业标准SL21-90执行。2.5技术要求：（1）工作环境：小区周围应布设步道，保证降水后观测人员能到达小区。小区应不受崩塌、侧流的影响。（2）测量精度：水位尺精度2毫米。集水桶、雨量桶应保证基座水平稳定，误差不超过毫米；分流桶底部高程误差，集水桶误差；天平精度1%。分析仪器引用标准。（3）整体结构要求：小区围埂、集流槽、导流管（导流槽）、分流桶和集流桶等各部分应按顺序衔接严密连贯。小区周围30米范围内无高大树木、陡坎和建筑物的影响。分流桶和集流桶坐基要坚固，在降水后及桶装满径流后，不会发生沉降。分流桶和集流桶最后固定在坐基上。雨量计安装在小区的同一坡面上，距离不应超过100米，雨量计30米范围内无高大树木、建筑物等。（4）外观质量要求：围埂墙面平整，标志碑牌、设备编号清晰、完整配套。桶的内壁平滑，无水生寄生生物、沉积物，每5年刷一次防锈漆或涂料。（5）材料要求：围埂，水泥或金属；集流槽、桶，金属制或高标号水泥砌，坚固耐用，厚度3毫米。（6）可靠性要求；小区安全按不低于50年一遇暴雨水平设计和安装。分流桶和集流桶的容量按照观测项目的要求设计。1）调查法地表扰动类型和面积：①对各种不同面积的监测主要采取定期在施工区域普查的方式，通过实地勘测，采用GPS定位仪结合1：5000地形图、照相机、标杆、尺子等工具按区段测定不同工程区和区段的地表扰动类型和不同类型的面积。弃土、弃渣量：②对弃土、弃渣量测量，把堆积物近似看成多面体，通过一些特征点的坐标，再模拟地面形态，即可求出弃土、弃渣堆积物的方量。林草成活率：③林草成活率主要采取监测人员建设期和运行期对植被覆盖度采取划定具有代表性的样方和标准地进行实地测量。a、林木成活率测定可选择10m2的样方，计算样方内成活树木个数占样方总造林树木的百分比，如林木成活率达不到设计要求，应及时进行补植或重种，确保林木成活率达到设计要求。b、草地盖度的监测用针刺法。在监测样方内选取1m2的小样方，在样方绳上每隔10cm作一标记，用粗约2mm的细针。顺次在样方上下左右间隔10cm的点上（共计100点），从草的上方垂直插下，针与草接触一次即算一次“有”，如没有则为“无”，最后计算“有”的次数占总次数的百分比即为草地盖度。（2）现场巡查法在施工期间对主体工程具有水保功能的项目是否满足要求进行巡视、巡测，不满足及时采取措施补救。车辆对地表的碾压程度主要监测车辆对路面的压实程度是否密实，是否有表土出露的地方，如有应及时洒水、碾压或进行植被恢复；弃渣是否按照指定的弃渣场堆放，有无随意堆弃，如有，应及时进行处理，将弃渣拉回指定弃渣场；临时措施防护的监测主要监测水保方案制定的填土草袋压盖是否能满足压盖要求，如不满足及时增加填土草袋压盖量，减少施工期水土流失量的发生。（3）坡面水土流失量观测①桩钉法（弃土、弃渣场）布设长20m、宽5m的样地，在样方小区内以1m×5m的间距布置20支带有刻度的铁制测针，并记录初始刻度。以后每逢暴雨后及汛期前后各测一次，观测测针刻度并记录，以此反映治理后坡面水土流失的变化情况。在弃土、弃渣场于汛期前将直径0.5～1.0cm、长50～100cm（弃土场沉降量大时可加长，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，编号登记记录。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。计算公式为：A＝ZS／1000cosθ式中:A——土壤侵蚀量；Z——侵蚀深度（mm）；S——侵蚀面积（m2）；θ——坡度值；②侵蚀沟样方法在已经发生侵蚀的地方，通过选定样方，测定样方内侵蚀沟的数量和大小来确定侵蚀量。样方大小取5～10m宽的坡面，侵蚀沟按大（沟宽＞100cm）、中（沟宽30～100cm）、小（沟宽＜30cm）分三类统计，每条沟测定沟长和上、中、中下、下各部位的沟顶宽、底宽、沟深，推算流失量。（4）重力侵蚀调查从施工开始年至施工结束每年在汛期前和暴雨过后对开挖面重力侵蚀情况进行一次巡查，查清发生重力侵蚀的地点、类型、原因、面积。（5）植被生长发育状况调查采用标准地法在原临时占地上抽样调查造林成活率，未满足成活率标准的应补植。标准地的面积为投影面积，要求灌木林5m×5m，草地5m×5m，分别取标准地进行观测并计算林地郁闭度、草地覆盖度和类型区林草的植被覆盖度。植被生长发育状况于每年的春、秋季进行，主要调查树高、胸径、地径、郁闭度及密度，同时植被成活率、密度等。（6）拦渣设施完好率调查编制调查表，在每年汛期前后对拦渣工程的质量和运行情况进行巡查监测，若有损坏情况，应立即修补或重建。上面的都是一些传统方法了。介绍一些稍微新点的。1.六棱花饰六角量测法。通过大量开发建设项目水土保持监测工作的开展,对六棱花饰防护坡面水土流失量的监测总结出一种实用、简单的量测方法即六棱花饰六角量测法。该方法先确定监测小区,小区大小可根据坡面大小确定;然后对坡面上、中、下部位量测六棱花饰砖6个拐角的深度,取其平均值;根据小区土壤容重,计算土壤侵蚀量。计算公式为A=XSγcosθ式中:A为土壤侵蚀量,t;X为平均侵蚀深度,m;S为监测小区面积,m2;γ为土壤容重,t/m3;θ为斜坡坡度,(°)。此方法也可用于其他框格防护坡面,只要据框格形状量测出框格内流失的土壤体积,再结合土壤容重计算出土壤侵蚀量即可。2.沉沙池沉积泥沙称重法。这种监测方法主要是量测项目施工期间临时堆土、堆料区域土壤流失的量。通常是利用项目区内设置的沉沙池来量测,雨季或较大暴雨后对沉沙池内沉积的泥沙体积进行量测,然后推测出施工临时堆土、堆料区域的水土流失量。重力侵蚀是指斜坡上的风化碎屑、土体和岩体在重力作用下发生变形、位移和破坏的一种土壤侵蚀现象。目前在开发建设项目重力侵蚀测定中常用的方法是在易崩落、岩石风化较严重的坡脚处,紧贴坡面修建一收集槽,然后量测出剥落物的量。植物措施实施效果监测方法补充：植物措施实施效果一般在栽植3个月以后进行监测,主要对苗木成活率、保存率和覆盖度进行监测。(1)苗木成活率是反映林草成活情况的指标,常采用样方法监测,监测时调查1m×1m样方内成活植株的数量占全部植物数量的百分比。(2)苗木保存率反映的是项目运行期林草植被保存情况,一般在植物措施实施1年后,对样地内植物成活的数量进行调查,样方大小可视调查植物情况确定,一般为1m×1m。(3)覆盖度可以反映林草植被覆盖情况,主要采用样方调查法来进行监测。样方调查法是在小区内随机设3～4个样方(1m×1m),调查记录植物种的同时,记录其株高和各植物种在样方内的覆盖度。(1)风蚀量监测。传统的风蚀量监测主要采用积沙仪进行量测,实际操作中这种方法受两方面因素的制约:一是资金。长时间在野外进行调查,需要较多的人力、物力投入。二是风速、风向随时变化,需要随时移动积沙仪,这样会影响到监测结果。为缩短监测周期及减少人力、物力消耗,简化监测过程,使监测方法简单适用、结果真实可靠,可通过在需要监测风蚀的不同地貌单元内设置与项目区合成主风向垂直或近垂直的沙障来监测开发建设项目的风蚀量。沙障具有一定的疏透性,紧贴地面,可根据项目区情况设置合适的长和宽,在1个风季后量测沙障处的沙量,从而得出这一地貌类型下的风蚀量。(2)扬尘监测。开发建设项目建设过程中扬尘对项目周边环境的影响也较为严重,在需要测定扬尘的地段通过设定降尘缸(可用耐用、不易碎的敞口容器来代替),在1个风季后量测容器中的尘埃量得出这一地段的扬尘量。分流桶、集流桶要计算我这里也有水土保持观测小区，按标准做的，我发现分流桶、集流桶太大，一年也集不满，其实我认为还是要计算的，比如我这里年均降雨量1200mm,小区汇水面积100平方米，而土壤要吸收很多的，还要下渗等，集流桶的1%不到，也就是1年总共才1.2方，而实验可以按每次降雨设计集水，所以我认为还是要计算一下，不要什么都按规范，分流桶、集流桶什么都有。我在实际中发现插钎法要配合侵