本文以金沙江阿海水電站工程為例，通過對水電站水土保持監(jiān)測工作中土壤流失量常規(guī)監(jiān)測設施的布設及監(jiān)測原理簡要分析，結合日常監(jiān)測情況，總結出常規(guī)監(jiān)測方法在水電站工程土壤流失量監(jiān)測方面所存在優(yōu)缺點。本文結合九渠分流原理和虹吸原理，將九渠分流設施和虹吸設施組合出一套可用于水電站工程水土保持土壤流失量的監(jiān)測設施，結合金沙江阿海水電站工程地形進行布設，用以探究其在水電站工程土壤流失量監(jiān)測中的可行性。 

土壤流失量是土壤及其母質在侵蝕營力作用下產(chǎn)生位移并通過某一觀察斷面的泥沙數(shù)量，是水土保持監(jiān)測中水土流失狀況監(jiān)測指標之一。在水電站工程建設過程中，針對土壤流失量的監(jiān)測方法的常規(guī)監(jiān)測方法主要有徑流小區(qū)法、侵蝕溝法和測釬法。常規(guī)監(jiān)測方法所布設的監(jiān)測設施往往需選擇特定的位置，該位置既不能受到工程施工擾動影響，也不能影響工程主體建設施工，因此常規(guī)監(jiān)測方法無法對施工區(qū)土壤流失量做到全面、持續(xù)有效的監(jiān)測，最終得到的土壤流失量也存在較大誤差。

本文結合九渠分流原理和虹吸原理，以金沙江阿海水電站工程為例，設計一套能夠較為準備監(jiān)測水電站工程施工區(qū)土壤流失量的監(jiān)測設施。

1. 項目及項目區(qū)概況

金沙江阿海水電站工程是金沙江中游河段水電規(guī)劃的“一級八庫”水電開發(fā)方案的第四個梯級。工程樞紐建筑主要由擋水大壩、壩后廠房、左岸溢流表孔及消力池、左岸泄洪(沖沙)底孔、右岸排沙底口、壩后主副廠房等組成。水庫正常蓄水位為1 5 0 4 m，死水位14 9 2.0 m，相應于正常蓄水位的庫容為8.06×108m[3]，調節(jié)庫容2.38×108m[3]，最大壩高132m，裝機容量2000MW(5×400MW)，多年平均發(fā)電量89.92億kW·h。工程總占地面積427.14hm[2]（僅含壩區(qū)），工程于2007年4月（含“三通一平”）開工建設，2014年6月建設完工。

項目所在地地貌屬滇西縱谷山原區(qū)蘭坪高山峽谷亞區(qū)地貌單元，施工區(qū)河流流向大致由北向南，河谷為“V”型，兩岸地形坡度一般30°～45°；壩址區(qū)兩岸基巖大多裸露，從上游至下游依次出露有泥盆系(D)、志留系(S)和奧陶系(O)層狀地層、華力西晚期順層侵入的輝綠巖(βμ4[3])以及零星分布于地表及河床的第四系松散堆積物；壩址區(qū)水文條件簡單，金沙江為區(qū)內(nèi)最低排泄基準面，壩址兩岸沖溝發(fā)育，只有右岸的白云溝、青云溝有常年流水，且水量較小，其余沖溝均為季節(jié)性水流。

2. 常規(guī)監(jiān)測方法優(yōu)缺點分析

2.1 阿海水電站工程土壤流失量監(jiān)測設施概述

在工程“三通一平”階段，共布設固定監(jiān)測點46個，其中土壤流失量監(jiān)測點41個，主要監(jiān)測設施有樁釘土壤流失量監(jiān)測樣方、侵蝕溝土壤流失量監(jiān)測樣方。

在主體工程施工建設階段，共布設固定監(jiān)測點位18個，布設監(jiān)測設施32個，其中布設土壤流失量監(jiān)測設施14個，主要為簡易水土流失觀測場（測釬法）、侵蝕溝樣地和徑流小區(qū)等。

綜合金沙江阿海水電站工程建設各階段針對土壤流失量的監(jiān)測主要采取的監(jiān)測方法都是現(xiàn)階段行業(yè)內(nèi)常用的監(jiān)測方法：簡易水土流失觀測場（測釬法）、侵蝕溝法和徑流小區(qū)法三種。

2.2 常規(guī)監(jiān)測方法優(yōu)缺點

在金沙江阿海水電站工程建設過程中針對土壤流失量的監(jiān)測，采用的監(jiān)測方法主要為簡易水土流失觀測場法（測釬法）、侵蝕溝法和徑流小區(qū)法，各監(jiān)測方法均為土壤流失量常規(guī)監(jiān)測方法。

結合本行業(yè)從事者的工作經(jīng)驗，總結出土壤流失量常規(guī)監(jiān)測方法的優(yōu)缺點如下：

優(yōu)點：

（1）監(jiān)測設施組成簡單，可就地取材，成本較為低廉；

（2）操作簡單，數(shù)據(jù)采集方便；

（3）布設程序簡單，對布設位置的要求相對較低；

（4）各類監(jiān)測設施已被使用多年，可借鑒經(jīng)驗豐富。

缺點：

（1）土壤流失量常規(guī)監(jiān)測設施均布設在開挖或回填的邊坡上，無法對施工區(qū)做到全面的監(jiān)測；

（2）在不同施工期，特別是在工程施工高峰期，工程對原地貌擾動較為劇烈，常規(guī)監(jiān)測設施無法及時布設在工程施工工作面上，無法對施工高峰期的土壤流失量做到及時監(jiān)測；

（3）為保證動態(tài)監(jiān)測的連續(xù)性，在布設監(jiān)測點時十分注意監(jiān)測點的穩(wěn)定性，往往都選擇避開施工擾動劇烈的區(qū)域，由于監(jiān)測設施所選位置及周邊非施工擾動劇烈區(qū)，從而用該區(qū)域監(jiān)測數(shù)據(jù)代表該工作面的土壤流失情況或整個項目區(qū)的土壤流失情況是不符合實際情況；

（4）通過土壤流失量常規(guī)監(jiān)測設施，獲得的監(jiān)測數(shù)據(jù)往往僅是針對某一坡面，將該數(shù)據(jù)用來計算整個項目區(qū)的土壤流失量也與實際情況不符。

3. 利用九渠分流原理和虹吸原理對水電站工程土壤流失量監(jiān)測的構思

3.1 九渠分流原理簡介

標準徑流小區(qū)分流箱是在產(chǎn)流量大、集流桶容積有限時，或安置區(qū)狹小不能增多集流桶等情況下采用，可一級或多級分流。分流箱往往是由薄鋼板或混凝土澆筑，在分流箱上部設置分流孔（分流孔數(shù)量根據(jù)匯流情況確定），分流孔規(guī)格一致，排列均勻，布置在同一水平面上，因此可以起到分流的效果

3.2 虹吸原理

虹吸原理是利用液面高度差的作用力，將液體充滿一根倒U形的管狀結構內(nèi)后，將開口高的一端置于裝滿液體的容器中，容器內(nèi)的液體會持續(xù)通過虹吸管向更低的位置流出。在生活中，虹吸原理利用較多的主要為虹吸式雨量計、虹吸式屋面排水系統(tǒng)。

3.3 利用九渠分流原理和虹吸原理設計土壤流失量監(jiān)測設施

3.3.1 利用金沙江阿海水電站工程布設土壤流失監(jiān)測設施的構想

本文結合金沙江阿海水電站工程區(qū)地形，上游監(jiān)測設施布設在工程區(qū)征地紅線外側上游河道，下游監(jiān)測設施布設在征地紅線外側下游河道，從而保證整個施工擾動區(qū)域均在監(jiān)測范圍內(nèi)。

3.3.2 土壤流失量監(jiān)測設施結構設計

土壤流失量監(jiān)測設施主要由兩部分組成：取水設施和分流設施。

取水設施利用虹吸原理，在河道上布設取水口，通過虹吸管，引水至分流設施。

分流設施利用九渠分流原理，將虹吸管引進的河水，經(jīng)過一級或二級（或多級）分流，分流出多余的河水通過水渠匯入河流中，作為測量樣方的河水最終流入集水池中，進行泥沙含量實驗取樣使用。

集水池泥沙含量計算可參照徑流小區(qū)泥沙含量計算方法進行。

3.3.3 土壤流失量監(jiān)測設施原理

施工前，在規(guī)劃施工區(qū)紅線上游、下游各布設一套土壤流失監(jiān)測設施，通過測量出一段時間內(nèi)上、下游斷面泥沙含量，并結合該時段內(nèi)施工區(qū)內(nèi)河流流量，即可計算出施工前施工區(qū)規(guī)劃紅線范圍內(nèi)原生土壤流失量。

3.3.4 土壤流失量監(jiān)測設施可行性分析

土壤流失量監(jiān)測設施可利用河流自然落差所存在的勢能，通過計算選擇合適位置布設監(jiān)測設施即可滿足監(jiān)測設施取水需要。

通過多級分流，可減少匯入集流池內(nèi)的樣方水量，能夠減少集水池的尺寸，也能夠滿足以往監(jiān)測頻次要求，即雨季每月一次常規(guī)監(jiān)測的需求。

該土壤流失量監(jiān)測設施不僅能夠做到對施工區(qū)土壤流失量的全面監(jiān)測，而且還可以根據(jù)實際需要，做到某一次強降雨前后施工區(qū)土壤流失量的變化情況。

4. 結語

本文僅是提出一種新的土壤流失量監(jiān)測設施的構想，要用于實際監(jiān)測工作中，還需要經(jīng)過更多的論證及結構優(yōu)化設計。因此希望更多的工作者參與探討，不斷提高土壤流失量監(jiān)測方法的技術水平，并提出更多的土壤流失量監(jiān)測方法。

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