水库淤积测量技术分析论文

2022-04-26

水库淤积测量技术分析论文篇1：

SILAS系统在福建东张水库淤泥监测中的应用研究

摘要：为了解福建福清市东张水库淤泥的密度及分布情况，利用基于SILAS系统的淤泥密度测量技术进行了现场测量和分析。Densitune密度计在3条SILAS测线上均匀采集密度点数据。通过选择不同数量和位置的密度点数据参与SILAS走航数据的密度分层计算，来分析最优的密度点采集位置和点位数量。利用SILAS系统和密度计开展淤泥密度的测量和分析工作，可高效获取测区的淤泥厚度和分布情况。分析数据表明：纳入密度分层计算的密度点位淤泥越厚，点位分布越均匀，点位数量越多，淤泥的密度分层精度越高。研究成果可为水库及河湖等水域的淤泥研究提供数据采集和分析方法。

关键词：水库淤泥监测;淤泥密度测量;SILAS系统;采集与匹配;东张水库;福建

中图法分类号：TV698.1

文献标志码：A

DOI：10.15974/j .cnki.slsdkb.2019. 10.009

1 研究背景

福建省福清市东张水库于1958年12月建成蓄水。坝址位于石竹山下的龙江中游，是一座以防洪、农业灌溉、源水供应为主，结合发电、旅游等综合开发利用的大型水库。水库东侧主要为斜陡坡，有大量大孤石;水库北侧、西侧及南侧西半部分地势较平缓，植被较茂盛，多以杂草为主，靠近水源部分有沼泽;水库南侧东半部主要为斜陡坡，由大量小碎石组成。鉴于东张水库复杂的自然地理条件，对其淤泥密度和厚度的研究成果可推广应用至同类型水库中。

为了解水库多年淤积情况，认识底泥及底质的现状，并将传统的淤泥厚度量测转化为对淤泥密度的空间分析，加之密度是地形法和输沙量法计算水库淤积的重要转换参数，因此开展库区淤泥密度观测工作非常必要。而淤泥密度观测对水库及河湖的淤泥研究及生态清淤的标准确定也有着重要的意义，水库底泥是水库生态系统的重要组成部分，是入库物质如有机质、污染物等的蓄积库，也是水土界面物质进行物理、化学、生物性交换的地带，因此开展水库底泥密度的研究，对提升库区的有效保护、科学管理起着积极作用[l-3]。S的管子内介质密度为r）相当于电路中的电感;声容类似于电容;声压类似于电压;体积速度类似于电流等。基于声学和电学存在的基本对应关系，进而可用电路的物理量，通过A/D转换，量化和量测声波的各个物理量[4-5]。SILAS系统利用普通回声测深仪向水底发射低频声学信号，声波到达水底后，部分声波被反射而另一部分声波将穿透水底。反射强度和透射强度取决于水底沉积层不同介质的密度变化。密度变化对应的是介质的特性阻抗变化，根据上面的内容可知，反射强度R、入射角和传播速度都可以通过电路直接或间接量测得到。因此，可获得声波反射强度的比值，即与密度梯度之间的对应关系，进而可对密度梯度进行定量化处理[6-7]。经过量化的密度梯度结合Densitune密度计获得的代表点（标定点）绝对密度，建立起绝对密度与密度梯度的之间的对应关系[8-9]，即获得了绝对密度与声波反射强度的对应关系，从而提取航线上相应密度值曲线。根据相关行业规范或规定，确定底泥厚度。SILAS系统工作结构图如图1所示。

3 应用实例

3.1 密度仪的标定

现场采集数据时直接调用厂方校正好的密度校正文件是Densitune密度计使用过程中常出现的误区，然而因为不同区域底质成分构成及流变特性存在差异，调入不适用的校正文件会导致采集的密度特征点数值产生误差。因此，密度仪的标定是SI-LAS系统按密度划分淤泥的一个关键环节。在测量区域内挖取底泥，使用称重法进行现场淤泥密度标定。标定完成后，采用同样的方法测量称重法调制的固定密度的泥浆，统计精度如表1所示。

由表1可知，Densitune泥浆密度仪的测量中误差为+5.32 g/L，其相对误差不大于0.5%的样本有15個，占比75%，0.5% - 1%的样本有5个，占比25%，没有大于1%的样本。最大误差百分比为-0.85%，证明仪器具有良好的精度和稳定性。

3.2 现场数据采集

区域淤泥密度数据的获取分为两个步骤，第一步是SILAS系统采集浅地层的简谐纵波的反射信号，并形成瀑布图，第二步是采集特征点的密度数据[10-13]。

3.2.1 SILAS系统采集浅地层数据

以固定架设的GNSS基站为参考站，载有SILAS系统的测量船为流动站，沿着计划线行进，行进中利用差分定位系统和SILAS系统，连续获取测量点的平面位置和高程，并记录航线上水下地层信息[14]。

3.2.2 Densitune密度计采集特征点密度值

（1）由于可直接影响到淤泥表层及分层数据的相对基面深度数值，密度计采集数据前需要进行深度和温度校正。

（2）密度计特征点位的选择原则是在SILAS数据采集以后，根据SILAS采集的瀑布图选择合适的点位。

（3）密度点位的数量原则是越多越好，数量越多，SILAS划分的密度层越准确。

（4）在具有代表性的库区中选择中间3条线，每条线均匀采集10个点，采用分类对比的方法进行密度值误差统计分析。

（5）库区密度采样点点位示意图详见图2。

4 成果分析

4.1 库区淤泥分布特点

从表2中可以看出，东张水库淤泥厚度呈现区域性分布。库区北部沼泽及南部地势平缓区域淤泥层较厚，最大厚度为0.85 m，平均厚度为0.36 m，总体呈现出南、北区域比中间淤泥量大的趋势，也正好符合库区南北地势平缓、沼泽多的特点。

4.2 密度采样点选择对密度分层精度的影响

选择库区中间3条SILAS走航测线，每条测线均匀采集10个密度采样点，选取不同位置和数量的密度采样点参与SILAS走航数据密度分层计算，未参与分层的密度点作为分层数据的外符合精度比对点。SILAS走航数据密度分层计算是将采集的密度点的各特征密度（1050，1250 g/cm³和1 300 g/cm³）分别标定出来，然后将各个密度点的特征密度导人SILAS浅地层数据中参与整条测线的淤泥密度分层计算，并获取测线特征密度（1 050，1 250 g/cm³和1 300 g/cm³）的相应分层数据。本文以国内普遍适用的适航水深密度1 300 g/cm3的数据为参考数据[15]，1 050 g/cm³为淤泥表层密度，得到各点1 300 g/cm³和1 050 g/cm³密度对应的深度差值所代表的淤泥厚度，即为该点的1 300 g/cm³密度分层厚度。

以未参与分层密度点为真值的各点误差曲线见图3-5。

通过表3的淤泥采样点中误差统计表和3条断面的误差分布图可以看出：

（1）参与分层计算的密度点数量越多，分层计算的密度值越接近于真值（密度仪实测数值）。

（2）参与分层计算的密度点淤泥厚度越大，分层计算的密度值精度越高。

（3）参与计算的密度点数量达到一定数量时（本项目以4个为例），增加参与分层计算的密度点数量对整体测线密度分层的精度提高效果不明显。

（4）参与分层计算的密度点分布越均匀，分层计算的密度值精度越高。

由上述的统计结果得出3种提高密度分层精度的方法：①增加参与分层计算密度点的数量;②选择淤泥厚度大的参与分层的密度点;③选择均匀分布的参与分层的密度点。

5 结论

本文通过SILAS走航式淤泥测量系统在东张水库的实际应用研究，得出以下结论。

（1）利用SILAS淤泥数据采集系统开展库区的淤泥观测工作，可以高效地获取测区的淤泥厚度和分布情况。实测数据表明，东张水库平均淤泥厚度为0.36 m。

（2）库区、河湖等静态水域的淤泥分布与地形地势关系密切，沼泽、平坦地区较陡峭地势区域淤泥厚度大。

（3）在准确确定淤泥分布的情况下，分析了密度采样点的选择对分层精度的影响，提出了一种提高分层精度的可靠的密度采样点选择方法，有助于提高走航式SILAS密度数据的分层精度。

参考文献：

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[14]牛桂芝，裴文斌，三爪砣测量适航水深技术分析与对策[J].水道港口，2006，27（4）：265-268.

[15]JTJ 319-99疏浚工程技术规范[Sl.

（编辑：李晓潆）

作者：王露　靳丽萍　李涛

水库淤积测量技术分析论文篇2：

基于“３Ｓ”技术的岩土侵蚀定量监测研究

摘要：以内蒙准格尔旗岩土侵蚀区为例，就利用3S（地理信息系统、全球卫星定位系统、遥感）技术对岩土侵蚀的定量监测评价方法进行了探讨，通过遥感（RS）信息处理以及全球卫星定位系统（GPS）精确测量系统的引入，通过地理信息系统（GIS）对岩土侵蚀的定量监测及由其所引起的地形地貌的变化，提供了精确的定量评价依据，阐述了3S技术对岩土侵蚀定量监测的技术支持作用，为水土保持和小流域治理工作提供更精确的数据基础。

关键词：3S技术；小流域；岩土侵蚀；定量监测

Quantitative Assessment to the Rock-soil Erosion by GPS Technique

CHENG Yan-pei,SHI Jian-sheng,YE Hao,HOU Hong-bing,SHI Ying-chun

(Institute of Hydrogeology and Environmental Geology,CAGS,Shijiazhuang 050061,China)

Key words: 3S technology；small watershed；rock-soil erosion；quantitative assessment

1 研究背景

黄河流域岩土侵蚀严重，每年由于岩土侵蚀所造成的水土流失量高达16亿t^［1］。每年黄河携带大量的泥沙在黄河下游沉积，阻塞河道，使黄河下游河床抬高，危及黄河两岸大坝的安全，致使黄河称为“地上悬河”。造成这种现象的主要原因是由于岩土侵蚀。因此研究岩土侵蚀的发生发展就显得尤为重要，随着科学技术的发展和测试技术的提高以及水土保持研究工作的不断深入，对岩土侵蚀的评价也逐渐由定性、半定性研究走向半定量、定量评价^［2］。以往的定量评价是靠下游水库的淤沙量测算侵蚀量，对整个流域岩土侵蚀的特点及不同河段的侵蚀机理无法深入研究，为进一步定量监测小流域不同河段的侵蚀量利用3S技术监测评价进行了尝试，按照不同的侵蚀特点采取不同的方法，取得了一定的收获。

2 GPS定量评价劈砂岩沟边坡重力侵蚀

在黄河中游岩土侵蚀严重的劈砂岩分布区，重力侵蚀作用强烈。从野外地质调查分析，如果地表无其它覆盖物而基岩直接出露于地表，地表抗侵蚀性强，不易产生面蚀^［3］，故其地表岩土侵蚀强度相对于重力侵蚀来说要弱。所以在该类地区岩土侵蚀的主要表现形式是重力侵蚀^［4］。劈砂岩地层岩性的一个最明显的特征是其垂直节理特别发育,见图1。而且其沟边坡的重力侵蚀尤其是岩性为砂岩的情况下，基本上都是整体的滑落或崩塌，沟边坡的形态较陡立，沟边缘线很清楚，重力侵蚀的最终结果是使沟坡边线向外扩展^［5］，沟坡地形线发生变化。

图1 劈砂岩发育的垂直节理

GPS测量劈砂岩沟坡边线的不同年份的轨迹数据和重力侵蚀的深度（厚度），再对沟边坡重力侵蚀体的形态进行野外调查室内数据的统计分析和物理模型的概化，就可以计算该地区内劈砂岩沟边坡的年重力侵蚀量^［6］。具体做法是从GPS的电脑系统中下载测量数据，通过专用软件解算，把解算结果输入MAPGIS系统，利用高斯克吕格投影方式进行投影转换，转换成大地坐标系；在同一坐标系下的投影数据，利用MAPGIS软件形成不同年度的GPS动态轨迹数字曲线，利用其的分析功能分析出两次动态轨迹之间的变化位置，形成、建立属性库并分析计算其面积（Si），每小块发生沟边坡重力侵蚀的点所产生的侵蚀厚度已经经过测量（hi），可以计算出每处重力侵蚀体的体积（Vi），劈砂岩的平均密度是2.6 g/cm3，根据概化后的模型就可以计算出每处被侵蚀体的重量（Gi），各小处沟边坡的重力侵蚀量之和（∑Gi）就是该处的年重力侵蚀量^［7］。

这样，经过大量的野外测量工作分析总结，建立单位长度内岩土重力侵蚀模型，推广到类似地区，就可以计算出该类地区的沟边坡的岩土重力侵蚀量，从而精确计算侵蚀沟重力侵蚀强度。

（a）—第一次测量的沟边地形；（b）—第二次测量的沟边地形；（c）—两次沟边地形轨迹的GIS分析，阴影为两次测量的差异区

图2 GPS动态轨迹精确测量方法示意图

这种测量方法适用于以重力侵蚀为主的强烈岩土侵蚀区，可以对不同发育阶段的重力侵蚀强度做出精确评价，对小流域进行分段防治，对内蒙、陕西砒砂岩地区尤为有效。

3 GPS淤积坝沉积物评价

在劈砂岩分布区，很多的小流域都有水土保持工程而修建的淤积坝，因为水土保持大坝的修建，在一段时间内可以拦截坝体上游的水土形成了水库，暴雨季节水流携带大量的泥沙在水库里沉积或淤积，暂时保护了水土。由于没有进行坝体内的清沙、清淤泥工程，拦水大坝运行后，一般在十年左右拦水坝因年久失修而自然毁坏或人为地被破坏，但此时坝体内已经淤积了大量的泥沙。用GPS精确测量技术，对坝体内淤积范围和小流域的汇水面积进行动态轨迹测量^［8］，测量的数据经专用软件平差、解算后输入GIS，利用GIS空间分析功能计算其淤积面积。结合坑探、颗粒分析结果、气象资料、大坝的建设工程资料等，计算和分析淤积坝内沉积物的沉积旋回、厚度，计算其年淤积量，从而得出该小流域内大坝的泥沙年平均淤积量。从而计算出该大坝所控制面积的年平均泥沙淤积模数。

首先，利用已有的国家级三角点作为监测控制点，利用GPS静态精确测量原理，在拦水坝附近建立D级GPS点作为基准点，一台GPS接受机作为基站，另一台GPS信号接收机在拦沙坝内，按照GPS动态轨迹的测量原理^［9］，沿着沉积物表面界线进行动态精确测量，数据处理后直接进入GIS系统进行投影、矫正，绘制大坝内沉积物的沉积界线，再利用GIS的分析功能计算大坝的平面面积^［10］。然后，利用数字地形图在DRGViewer软件上自动计算该大坝的集水面积，并在同一坐标系下绘出汇水面积的界线，开展坑探工作，确定淤积旋回；最后对沉积的形态建立物理模型、计算淤积量。

图3 坑探点所在大坝的淤积范围及汇水范围

实例：试验大坝的坑探点位于布尔洞沟小流域上游一个完整的小支沟，在杨家畔自然村附近，据调查该拦水坝始建于20世纪70年代初期，在80年代后期由于年久失修而毁坏。根据测量计算结果如下：

大坝的淤积面积是（S）：104 128.547 5 m²

汇水面积：4 015 736.528 m²

坝体内沉积物的平均密度为（γ）：2.75 t/m3

坝体内沉积物厚度按坑探深度计（H）：3.20 m

坝体沉积物（坑探深度内）量计算公式：V=S·H·γ/2

淤积年数：11 a

在计算年度内的总淤积量：458 165.609 t

坝体内年平均淤积量为：41 651.419 t

坝体内年平均淤积模数：10 371 t/a·km²

这种方法适用于整个小流域或小支流侵蚀量的计算。

4 GPS静态测量沟头侵蚀速率

利用GPS在不同年份测量冲沟沟头见图4，确定其空间位置坐标，一般做法是一年后，再次在该沟头点进行GPS的静态测量，解算其空间位置坐标，即可计算出该沟头的年溯源侵蚀速率。同样方法也可以求得某次暴雨后的溯源侵蚀速率。根据这种计算方法可以测量计算出不同岩性沟的溯源侵蚀速率。

图4 GPS静态测量沟头侵蚀速率

GPS在静态监测方面同样有很高的精度，通过这种测量方法，我们可以测量出沟头的溯源侵蚀速率。根据2000年、2001年2002年分别对研究区内的三条小支沟进行的测量。考虑到沟头侵蚀点的位置虽然不是确定的，但是其摆动的范围（距离）及其与标准监测站的距离来说应该很小，也就是说，∠ADB的角度很小，所以在计算沟头点后退时的距离简化为∣AD-BD∣，故计算公式为：

Di=|(xi-x)2+(yi-y)2-(xi+1-x)2+(yi+1-y)2|

式中：Di—不同年度沟头点之间的移动距离；xi,yi，xi+1,yi+1—不同年度测得的沟头点坐标，结合气象资料可以分析不同类型侵蚀沟的侵蚀速率及防治措施。

这种方法可以精确测量侵蚀速率，对侵蚀沟的发育研究很有帮助。

5 GPS定量评价方法的特点

GPS作为新一代的对地观测系统，与经典测量相比具有以下特点：

GPS测量与经典测量相比，优点较多，既要保持良好的通视条件，又要保障测量控制网的良好结构，这一直是经典测量技术难题，而GPS测量中观测站无需通视，不用建造觇标，可大大减少测量工作的经费和时间，同时也使点位的选择比较灵活；GPS测量定位精度高，在小于50 km的基线上，相对定位精度可达1×10-6～2×10-6；观测时间短，静态定位方法完成一条基线的时间一般为1～2 h，快速相对定位仅需几分钟；提供三维坐标；全天候作业，GPS测量可以在适宜地点，任何时间连续工作。在数据处理中直接采用GPS高程系统，虽然无法与以前的水准高程作比较，但是可以避免由于系统转变所引起的精度损失，提高GPS测量的精度。

6 结语

以上几种GPS技术精确的对地测量，对岩土侵蚀进行监测，解决了不同地段岩土侵蚀强度细化的实际问题。但是GPS测量工作量大，还难以达到大面积测量的精度，对于区域范围大、岩土侵蚀相对较弱、未进行过系统测量的地区，GPS岩土侵蚀定量评价可以作为点上结果，用遥感的方法进行解译，还要借助于其他辅助手段相互验证方能取得更好的效果。

随着GPS定位技术在应用基础研究、新应用领域的开拓、软件和硬件的开发等方面的迅速发展，GPS在绝对定位、相对定位、测速等方面的精度会进一步提高，必将推动GPS技术在水土保持及环境监测方面的广泛应用。

参考文献:

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作者：程彦培　石建省　叶　浩　侯宏冰　石迎春

水库淤积测量技术分析论文篇3：

三峡库区入库泥沙监测探讨

摘要：三峡水库建成后，高峡出平湖，在长江中上游形成了一道亮丽的风景线。随着江面变宽阔，水流平缓，流域生态环境也随之发生了变化，对水库泥沙淤积问题越来越引起人们的关注，水库泥沙从何而来，如何监测，如何控制，成为各方专家探讨的科题。本文结合水土保持监测和水土保持治理，做出以下论述。

关键词：三峡库区入库泥沙监测探讨

一、库区水土流失现状

长江流域山高坡陡、沟壑纵横、地形破碎、土层浅薄，加之降雨充沛，一旦地表植被不复存在，就会发生严重的水土流失。三峡水库建成后，长江上游，良田无法满足日益膨胀的人口，人们向大山要耕地，使坡耕地成为长江水土流失最严重的地带，荒山荒坡、疏幼林地和滑坡、崩塌、泥石流等也带来大量泥沙，开发建设项目则造成了人为的水土流失。水土保持监测是水土流失防治的基础工作，是完善生态环境监测、落实国家生态保护与建设决策的重要支撑。

二、水土流失监测存在的问题

1、目前的监测主要采用驻点监测为主（站点稀疏），巡测为辅，无法准确掌握入库支流的泥沙情况。

2、监测队伍薄弱，监测手段单一，监测技术较为落后。

3、各系统对水土流失监测数据尚未共享。

三、建议

（一）加强水土流失治理

1、长江上游大于25度的坡耕地建议退耕还林。

2、在长江消落带进行植物措施治理。

3、长江中游禁止围湖造田。

（二）加强水土保持宣传

1、让水土保持走进校园，大力宣传水土保持对生态环境的重要性。

2、对于项目开发，宣传水土保持方案的审批，强化跟踪监督工作，严格把关。

（三）提高泥沙监测技术手段

1、推移质输沙率测验技术现状与建议

天然河道中的推移质位于河流底层，在时间和沿河床横向分布上随机性较大，上述因素给推移质测量造成了极大的困难，使得推移质测验技术多年来进展不大。目前，水土流失监测站开展推移质测验的方法主要为采样器法，基本思路是沿测量断面布设多个垂线，在各垂线依次投放采样器进行取样，再沿断面积分求得断面输沙率，所用的采样器主要由压差式和网式两类。然而，由于推移质输沙率对水流条件的变化极为敏感，而采样器投放到河底时对局部水流条件影响显著，加之采样器底部很难紧贴床面，使得现有采样器的采样效率较低（低于50%）;同时，现有断面输沙率测验方法自动化和信息化水平不高，完成一次采样历时较长（≤4小时），需要大量人力投入;上述因素使得河流断面推移质输沙率尚远未实现准确、实时、自动测量的目标。

2、悬移质输沙率测验技术现状与建议

在悬移质泥沙运动测量方面，最准确的方法仍然是传统的人工取样后实验室分析级配和浓度，这种方法虽然结果准确但是无法实施远程自动化观测。目前应用较多的实时在线监测方法主要有红外光或者超声波散射技术测量悬移质浓度。但这两种技术均存在明显的局限性，其中最严重的制约因素有两个：一是只适应于较低的泥沙浓度（稀疏颗粒），二是多局限于泥沙浓度的测量，然而泥沙浓度和级配测量二者存在极大相关性，仅仅测量单一参数会导致测量结果精度极低。

因此，建议研制适用于野外河流泥沙的浓度和级配耦合测量系统。拟基于超声波回波强度与泥沙浓度和级配的关系，采用多频率超声传感器测量泥沙浓度和级配。根据瑞利反向散射原理，超声波的回波信号强度与超声波入射强度、超声波频率、测点距离探头距离、测点水团的含沙量、泥沙粒径均存在相关关系。因此，在确定超声波入射强度、超声波频率和测点距离探头距离后，使用单一频率探头所得回波信号强度仍然同时受到含沙量和泥沙粒径分布的影响。因此，单一频率探头只能在泥沙粒径分布恒定的情况下标定后测量泥沙含沙量，当泥沙粒径分布改变时，测量结果便会发生较大误差。本项目拟在同一测点同时使用4种频率的传感器，中心频率分别为1.5、3.5、9.0、22.0MHz，覆盖带宽0.8～30MHz。根据瑞利散射公式可知可检测的最小粒径为D=0.0016mm，可檢测的最大粒径D=0.358mm，完全覆盖长江和黄河常见悬移质的粒径分布范围。在相同浓度相同粒径条件下，不同频率探头的回波强度不同，通过大量实验室标定实验，得到四探头条件下回波强度与泥沙粒径分布和浓度分布的关系。最终实现对泥沙粒径分布和浓度分布的同时测量。

3、库区淤积测量技术现状与建议

常规的水库淤积测量方法主要是断面法测量水深，通过两次的库容相差获得淤积量，操作较为简单，但因受前提断面位置假设的制约，精度难以保证。随着3S技术的迅速发展，水下地形测量方法取得了很大的进展。通过全球定位系统GPS获取平面坐标，高精度测深仪获取水深数据。例如，回声测深仪是一种单波束测深设备，双频测深仪根据两个频率测量深度，通过相差获得淤积层厚度。

为了保证淤积量的测量精度，需要对库区进行测线设计，GPS和测深采样也要按照水下地形测量规范等间距或等时间采样，如果水下地形出现变化，需加密测线。这样有利于提高在水下地形变化复杂的测区淤积测量精度。为了提高淤积量测量精度，有学者提出了更为准确的淤积量计算方法，例如“三角度体积法”等。通过先进的测控设备可以高效测量水库淤积量，在实际应用过程中应保证已有地形数据和实际中多种测量仪器测量数据结果之间的坐标基准匹配准确。

四、万州区刘家沟小流域综合观测站监测运行现状

（一）选址

刘家沟小流域控制站位于三峡库区腹心的重庆市万州区天城镇万河村，出口处地理坐标：东径108°21′45″、北纬30°53′45″，距万州主城区约5 km，交通十分便利。刘家沟闭合小流域面积1.64km2，主河道长3.10km，平均坡降20%，属长江流域一级支流。刘家沟小流域汛期及枯期的径流、泥沙变化悬殊大，在设计上采用了复合式堰，即由三角堰和矩形堰复合而成的平坦“V”型堰。建站目的是观测小流域治理前后径流、泥沙的变化，从而分析水土保持防洪减灾作用以及水资源优化配置在发展小流域经济方面的作用。

流域内土壤以黄壤和棕紫色沙壤土为主，天然植被以松、杉、柏等为主，主要分布在流域上游，林草覆盖率达到70%。人工植被以经果林为主，主要有油桐、桑树、柑桔、梨、板栗、杜仲等。

流域农业种植以水稻、小麦、玉米、红苕、洋芋等为主。

流域上游以成林和疏幼林为主，流失程度较轻;中游坡度大，荒山荒坡多，杂草杂树较多，下游虽然坡度较小，但是坡耕地多，垦殖指数高，流域中下段水土流失较为严重。流域内土壤侵蚀以面蚀为主。

（二）泥沙观测

刘家沟泥沙观测主要包括两方面：悬移质观测和推移质观测。

1、悬移质观测

主要采用人工观测和仪器观测相结合。目前，水位观测已基本实现自动化，并能进行远程传输，洪水发生时，人工观测就是在卡口出口处用采样器进行人工采样，仪器观测目前采用了ISCO采样器，通过水位触发的原理实现仪器的自动采样。

2、推移质观测

主要采用人工观测，刘家沟观测站在修建时，在卡口上游修建了沉沙池，推移质就是在沉沙池中人工采样计算得到。

泥沙数据均需通过采样后到实验室分析得到。

（三）立足刘家沟小流域的监测工作，提出以下想法：

1、利用遥感、无人机等现代信息技术绘制流域地形图，掌握万州区全域入库支流情况、项目开发情况、植被覆盖情况等。在入库重要支流合理布设监测站点，时时监测入库泥沙数据。