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工程邊坡開挖擾動(dòng)土體,極易引發(fā)坡面水土流失,甚至誘發(fā)滑塌風(fēng)險(xiǎn)。全自動(dòng)水土流失監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可持續(xù)采集降雨、徑流、泥沙數(shù)據(jù),動(dòng)態(tài)掌握邊坡土壤侵蝕變化。本文結(jié)合邊坡工程特點(diǎn),闡述監(jiān)測(cè)點(diǎn)位布設(shè)基本原則,介紹系統(tǒng)布設(shè)要點(diǎn),并結(jié)合工程案例說(shuō)明應(yīng)用效果,為礦山、公路、市政邊坡水保監(jiān)測(cè)項(xiàng)目實(shí)施提供參考。

邊坡地形起伏大,匯流路徑短,降雨后徑流匯集速度快,泥沙產(chǎn)出集中,且坡面存在浮土、碎石、雜草等干擾物,對(duì)監(jiān)測(cè)設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行提出較高要求。布設(shè)工作需要兼顧數(shù)據(jù)代表性、設(shè)備安全與運(yùn)維便利性,遵循四項(xiàng)核心原則。第一,代表性原則。監(jiān)測(cè)斷面應(yīng)設(shè)置在邊坡匯流集中的出口位置,能夠收集目標(biāo)坡面產(chǎn)生的徑流泥沙,避開局部洼地、分流區(qū)域,保證監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)真實(shí)反映該邊坡整體侵蝕水平。多個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位可按邊坡分區(qū)布設(shè),區(qū)分不同坡比、不同防護(hù)措施的坡面,便于對(duì)比水保治理效果。第二,穩(wěn)定性原則。設(shè)備基座必須坐落于堅(jiān)實(shí)土體之上,做好硬化加固,防止坡面徑流沖刷造成基座沉降、傾斜。測(cè)槽、傳感器遠(yuǎn)離邊坡潛在滑塌區(qū)域,避免塌方損毀設(shè)備。第三,抗干擾原則。點(diǎn)位盡量避開落石、大量枯枝落葉堆積區(qū)域,進(jìn)水口配套攔污設(shè)施,減少雜物進(jìn)入測(cè)槽造成堵塞。設(shè)備外殼、線纜做好防護(hù),抵御碎石沖擊與紫外線老化。第四,易運(yùn)維原則。在保證監(jiān)測(cè)代表性前提下,站點(diǎn)選址盡量靠近巡檢通道,方便暴雨過(guò)后開展清理、校準(zhǔn)作業(yè);無(wú)市電區(qū)域配套太陽(yáng)能供電系統(tǒng),合理規(guī)劃光伏板安裝角度。
系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)布設(shè)要點(diǎn):在坡面匯流末端安裝標(biāo)準(zhǔn)量水槽,水平校準(zhǔn),保證水流平穩(wěn);配套翻斗雨量計(jì),安裝于無(wú)遮擋位置。水位、泥沙傳感器安裝在水流穩(wěn)定斷面,避免靠近槽底淤積區(qū)。采集終端、蓄電池放置在防護(hù)機(jī)箱內(nèi),做好防雷保護(hù)。通信優(yōu)先選用 4G,山區(qū)信號(hào)偏弱場(chǎng)景搭配 LoRa 本地組網(wǎng),開啟本地存儲(chǔ)斷點(diǎn)續(xù)傳功能。
案例:某公路巖質(zhì)邊坡生態(tài)修復(fù)項(xiàng)目。邊坡高度約 22 米,坡面采用噴播植草防護(hù)。項(xiàng)目布設(shè) 2 套全自動(dòng)徑流泥沙監(jiān)測(cè)系統(tǒng),分別布設(shè)在治理前裸坡段與噴播綠化坡面的匯流出口。監(jiān)測(cè)系統(tǒng)同步采集雨量、徑流、泥沙濃度數(shù)據(jù),遠(yuǎn)程上傳至水保監(jiān)測(cè)平臺(tái)。連續(xù)一年監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)顯示,實(shí)施植被防護(hù)后,坡面產(chǎn)沙量大幅下降,直觀驗(yàn)證生態(tài)護(hù)坡措施的減沙效果。項(xiàng)目采集的連續(xù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),順利用于水土保持專項(xiàng)驗(yàn)收。項(xiàng)目運(yùn)維經(jīng)驗(yàn)表明,暴雨后及時(shí)清理攔污柵雜物,定期校準(zhǔn)泥沙傳感器,可有效降低數(shù)據(jù)漂移問(wèn)題。
實(shí)踐證明,嚴(yán)格遵循布設(shè)原則,科學(xué)規(guī)劃邊坡監(jiān)測(cè)點(diǎn)位,全自動(dòng)水土流失監(jiān)測(cè)系統(tǒng)能夠穩(wěn)定獲取坡面產(chǎn)流產(chǎn)沙數(shù)據(jù),量化邊坡土壤侵蝕強(qiáng)度,評(píng)估護(hù)坡水保措施成效,為邊坡工程水土流失管控、水土保持驗(yàn)收提供可靠數(shù)據(jù)支撐。
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