王愛娟

(水利部 水土保持監(jiān)測中心，北京 100055)

我國水土保持監(jiān)測點工作現(xiàn)狀及規(guī)范化建議

王愛娟

(水利部 水土保持監(jiān)測中心，北京 100055)

監(jiān)測站點；徑流小區(qū)；建設標準；維護與管理

在總結(jié)我國水土保持監(jiān)測點發(fā)展歷程、監(jiān)測工作現(xiàn)狀和存在問題的基礎上，對于今后監(jiān)測點建設及管理從明確監(jiān)測點定位和職責、規(guī)范監(jiān)測點建設和徑流小區(qū)維護、加強監(jiān)測數(shù)據(jù)分析處理和共享等方面提出了幾點建議，旨在建立規(guī)范的監(jiān)測網(wǎng)絡和工作體系，獲得詳細、準確的第一手觀測資料，為水土流失方程、水土保持監(jiān)測體系建立服務，大力提升水土保持監(jiān)測為政府、社會公眾的服務水平，推進水土保持生態(tài)文明建設。

1 我國水土保持監(jiān)測點發(fā)展歷程

我國應用徑流小區(qū)開展水土流失監(jiān)測開始于1922年，在山西等地建立了徑流小區(qū)[1]，之后又在甘肅天水、西峰和陜西綏德建立了水土保持試驗站,這是我國最早的水土保持科研機構(gòu)[2]，為黃土高原和全國水土保持事業(yè)發(fā)展作出了重要貢獻。20世紀80年代后，隨著水土保持事業(yè)的發(fā)展，全國各地相繼建立了各種徑流小區(qū)和觀測站，如陜西安塞、四川鹽亭、黑龍江賓縣、湖北秭歸、江西鷹潭、福建長汀等[3-12]，這些監(jiān)測點大多是由高?；蚩蒲性核鶠檠芯克亮魇б?guī)律和進行水土流失預測建立的，也取得了豐富的研究成果。但是，由于各地研究目的和內(nèi)容不同，建設的小區(qū)沒有統(tǒng)一的標準，觀測數(shù)據(jù)對比性較差。全國大范圍建立監(jiān)測點始于2004年全國水土保持監(jiān)測網(wǎng)絡和信息系統(tǒng)建設一期工程，于2007年通過竣工驗收；2009年，全國水土保持監(jiān)測網(wǎng)絡和信息系統(tǒng)建設二期工程開始實施，并于2014年通過竣工驗收，兩期工程在全國范圍內(nèi)共建成監(jiān)測點738個。

2 全國水土保持監(jiān)測網(wǎng)絡監(jiān)測點建設標準

全國水土保持監(jiān)測網(wǎng)絡和信息系統(tǒng)建設兩期工程建設監(jiān)測點的布局依據(jù)：一是要有明確的代表性，即能夠充分反映所代表土壤侵蝕類型區(qū)的水土流失特征，充分考慮流域和侵蝕類型區(qū)兩種尺度上的布局合理；盡量選在國家級水土流失重點防治區(qū)內(nèi)，不同侵蝕類型區(qū)至少布設一個觀測場，水土流失嚴重區(qū)適當加密。

二是充分利用現(xiàn)有試驗站或監(jiān)測站。三是站點具有不少于30年的土地使用權(quán)。四是具有穩(wěn)定的技術(shù)人員且交通方便等。738個站點中利用水文站點255個、已有監(jiān)測站點218個、新建站點265個，其中有40個觀測場、654個水蝕監(jiān)測點、31個風蝕監(jiān)測點、4個重力侵蝕監(jiān)測點、5個混合侵蝕監(jiān)測點、4個凍融侵蝕監(jiān)測點，分別分布在西北黃土高原區(qū)、東北黑土區(qū)、北方土石山區(qū)、南方紅壤丘陵區(qū)、西南土石山區(qū)，以及風蝕區(qū)和凍融區(qū)等侵蝕類型區(qū)。

觀測小區(qū)分為標準小區(qū)、一般小區(qū)兩類。標準小區(qū)垂直投影長20 m、寬5 m，緩坡漫崗地區(qū)坡度為5°，土石山區(qū)為15°；一般小區(qū)布設根據(jù)類型區(qū)實際情況，參考監(jiān)測技術(shù)規(guī)程要求，選擇不同坡度和坡長、不同土地利用方式、不同耕作制度和不同水土保持措施。每個觀測場根據(jù)不同坡度和坡長、不同的作物經(jīng)營管理方式和水土保持措施等設置多個觀測小區(qū)，每組必須含有一個標準小區(qū)。徑流小區(qū)由護埂、集流槽、導流槽、量水設施組成。由設計標準及小區(qū)可能產(chǎn)流量確定集流桶(集流池)尺寸。

3 水土保持監(jiān)測點工作現(xiàn)狀

總結(jié)2014年9—11月和2015年11月兩次對全國30個省份(不包括上海、港澳臺)和新疆生產(chǎn)建設兵團開展的水土流失動態(tài)監(jiān)測與信息化建設調(diào)研掌握的情況，700多個站點中有75%開展了水土流失觀測，47%開展了監(jiān)測數(shù)據(jù)整編工作，開展監(jiān)測工作的監(jiān)測站點中有91%的站點不同程度地落實了運行維護經(jīng)費。依托全國水土保持監(jiān)測網(wǎng)絡建設一期、二期工程建設，水利部與七大流域水土保持監(jiān)測中心站組織開展了以典型小流域和典型監(jiān)測點地面定位觀測為主要內(nèi)容的不同土壤侵蝕類型區(qū)水土流失動態(tài)監(jiān)測和資料整編工作，如2013年開展了51個典型小流域和90個典型監(jiān)測點的定位觀測，2014年開展了72個典型小流域和116個典型監(jiān)測點的定位觀測。此外，依托全國水土流失動態(tài)監(jiān)測與公告項目，還開展了國家級水土流失重點治理區(qū)、重點預防區(qū)、生產(chǎn)建設項目集中區(qū)的區(qū)域遙感監(jiān)測及國家級水土流失重點治理區(qū)抽樣監(jiān)測范圍內(nèi)的野外調(diào)查單元實地調(diào)查等水土流失動態(tài)監(jiān)測；針對監(jiān)測點、野外調(diào)查單元、流域、區(qū)域等不同尺度，重點治理區(qū)、重點預防區(qū)、生產(chǎn)建設項目集中區(qū)、典型小流域、典型坡面等不同對象均開展了水土保持動態(tài)監(jiān)測工作；積累了豐富的數(shù)據(jù)，發(fā)布了年度水土保持公報，確定了技術(shù)路線、監(jiān)測內(nèi)容和指標，設計了遙感監(jiān)測與抽樣調(diào)查相結(jié)合的數(shù)據(jù)采集方法。

目前，我國的水土保持監(jiān)測工作情況：一是水利部及流域機構(gòu)開展的監(jiān)測工作針對的是不同尺度、不同對象，受監(jiān)測任務較重、時間較短和經(jīng)費、時間等因素限制，目前重點防治區(qū)的監(jiān)測沒有達到全覆蓋，完成調(diào)查的重點防治區(qū)5年僅監(jiān)測了一次，還不能形成動態(tài)對比分析結(jié)果。二是全國的738個監(jiān)測點全面涵蓋了不同土壤侵蝕類型區(qū)，并在水土流失嚴重區(qū)設計了加密。監(jiān)測點是微觀尺度的監(jiān)測，是動態(tài)監(jiān)測的重要組成部分，是必不可少的，需要重視監(jiān)測點運行維護經(jīng)費的落實、技術(shù)操作規(guī)范和管理制度的建立。三是監(jiān)測點設計了徑流小區(qū)和小流域控制站，目的是監(jiān)測不同土壤侵蝕類型區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動在天然降雨情況下的水土流失規(guī)律，認識不同土壤類型、坡度、坡長、水土保持措施及土地利用情況下裸地和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動造成的侵蝕規(guī)律，量化土壤、地形等侵蝕因子的影響，定量分析水土保持措施效益，監(jiān)測水土流失量。對于重力侵蝕、崩崗、滑坡、泥石流等極端天氣造成的水土流失災害和城市水土流失及生產(chǎn)建設項目等人為活動造成的水土流失需要另行設立專項進行監(jiān)測。四是監(jiān)測點的監(jiān)測結(jié)果本身不能回答區(qū)域水土流失問題，將其與小流域控制站觀測數(shù)據(jù)相結(jié)合是為了研究坡面侵蝕、溝道泥沙輸移的規(guī)律。五是基于目前部分監(jiān)測點運行維護經(jīng)費沒有落實或落實過少，典型監(jiān)測點和小流域因為觀測時間短、設備參差不齊、技術(shù)人員流動性大等造成監(jiān)測數(shù)據(jù)不規(guī)范的情況，積極鼓勵監(jiān)測點與高校和科研院所共建，借助高校和科研院所的技術(shù)力量規(guī)范監(jiān)測程序、保障監(jiān)測結(jié)果的準確性。

4 對于規(guī)范監(jiān)測點監(jiān)測工作的建議

(1)明確監(jiān)測點定位和職責。水土保持監(jiān)測點監(jiān)測是采用定位觀測的方法對水土流失成因、強度和防治成效進行的動態(tài)監(jiān)測與評價，目的是認識水土流失規(guī)律、評價防治成效、建立土壤侵蝕模型、預測土壤流失量。土壤侵蝕預報是開展?jié)撛谒亮魇Я款A測、水土保持措施配置的重要基礎，是政府決策的依據(jù)，是為公眾服務的公益性工作?？蒲性核透咝ｋm掌握理論知識、監(jiān)測技術(shù)等，但是沒有長期的經(jīng)費支持，其建立的監(jiān)測點規(guī)模有限，不能滿足我國不同氣候、土壤、種植和耕作習慣下的侵蝕規(guī)律研究。自2009年開始建立的700多個監(jiān)測點，涵蓋所有侵蝕類型區(qū)，由于建設時間較長，存在設備老化、小區(qū)維護不到位、監(jiān)測技術(shù)落后、數(shù)據(jù)準確性差等問題[13-14]，考慮監(jiān)測點需要長期進行運行維護的實際情況，700多個站點全部開展監(jiān)測難度較大。近期應在全面考慮監(jiān)測點代表性的基礎上，在全國范圍內(nèi)選擇50個重要監(jiān)測點進行升級改造，制定徑流小區(qū)日常維護規(guī)范、升級配備監(jiān)測設施設備，加強觀測技術(shù)、數(shù)據(jù)記錄及處理等方面的人員培訓，逐步實現(xiàn)樣品自動采集，數(shù)據(jù)自動存儲、傳輸及處理，規(guī)范監(jiān)測方法和監(jiān)測內(nèi)容，加強監(jiān)測結(jié)果的校核和審核工作，及時分析處理監(jiān)測數(shù)據(jù)，使監(jiān)測數(shù)據(jù)服務于政府和社會公眾。

(2)規(guī)范監(jiān)測點建設。全面檢查選擇的50個國家重要監(jiān)測點情況，對于不滿足小區(qū)原設計要求的重新建設或更新維護。每組徑流小區(qū)要建設一個標準小區(qū)(定義見文獻[15])進行對比和用于土壤可蝕性測定，要求春秋季按傳統(tǒng)方法耕作，翻耕保持苗床狀態(tài)，全年不能有結(jié)皮形成，常年中耕鋤草，保持植被蓋度小于5%。每個監(jiān)測點徑流小區(qū)的坡度、坡長、水土保持措施等設置要具有典型代表性。徑流小區(qū)建設不能破壞原始土壤剖面，單個徑流小區(qū)坡面橫向平整、坡度和土壤條件均一，應包括圍埂、集流設施、保護帶和排水系統(tǒng)等。圍埂一般用水泥預制板、金屬板等，頂部為向外側(cè)斜的刀刃狀，圍埂間不能有空隙，埋深要足以防止小區(qū)內(nèi)外的地下徑流摻混，地表出露大于20 cm。小區(qū)下沿應設匯流槽，寬度與小區(qū)相同，長度一般為20 cm左右，槽身向中心傾斜以利于徑流泥沙排出。徑流泥沙采集包括分水箱和集流桶，其大小根據(jù)小區(qū)所在地暴雨設計標準形成的徑流總量確定，產(chǎn)流量大時合理確定分流級數(shù)和孔數(shù)，保證分流的均勻性和質(zhì)量。采用自動監(jiān)測設備時根據(jù)小區(qū)設計標準結(jié)合設備測量范圍確定。每組徑流小區(qū)的兩側(cè)和頂部要設置保護帶，寬度在1～2 m之間。保護帶內(nèi)的坡面狀況與徑流小區(qū)保持一致，避免對徑流小區(qū)產(chǎn)生影響。當徑流小區(qū)上部匯水較大，受洪水威脅時，要在小區(qū)上部和兩側(cè)設置排洪系統(tǒng)。

(3)規(guī)范徑流小區(qū)維護。徑流小區(qū)的日常維護除了上述提到的裸地小區(qū)的中耕維護外，當表層土壤粗骨化時換填新的耕作層土壤，對出現(xiàn)的坡面沉陷情況等進行維護，保持小區(qū)建設時的坡度。耕作小區(qū)種植作物和田間處理措施要與當?shù)亓晳T相同，農(nóng)作物或種草小區(qū)要結(jié)合當?shù)亓晳T鋤雜草，喬木措施徑流場要記錄不同階段的林下灌草覆蓋度，對小區(qū)進行耕作或田間管理要有記錄。小區(qū)要經(jīng)常進行維護，不能出現(xiàn)邊墻損毀、人畜隨意進入、集流槽產(chǎn)生泥沙沉積或漏水、阻塞等情況。分水箱和集流桶要水平放置、加蓋防止外部來水，要定期維護，每次雨后采集完樣品要清除干凈。

(4)規(guī)范監(jiān)測數(shù)據(jù)處理分析。根據(jù)徑流小區(qū)建設目的或設定的觀測指標，設計并采用統(tǒng)一的數(shù)據(jù)記錄表詳細記錄觀測數(shù)據(jù)，開展及時的監(jiān)測數(shù)據(jù)分析及處理工作，對存在突變或不符合實際情況的數(shù)據(jù)分析原因，及時解決出現(xiàn)的問題，開展監(jiān)測數(shù)據(jù)整匯編工作，對比分析連續(xù)性觀測獲得的數(shù)據(jù)，分析土壤侵蝕規(guī)律。建立數(shù)據(jù)共享機制，使整編的數(shù)據(jù)資料服務于社會公眾，滿足生態(tài)文明建設需要。

[1] 郭索彥，李智廣.我國水土保持監(jiān)測的發(fā)展歷程與成就[J].中國水土保持科學，2009，7(5)：19-24.

[2] 喻權(quán)剛，王富貴.黃河水土保持監(jiān)測站點標準化建設研究[J].水土保持通報，2009，29(3)：220-224.

[3] 張巖，劉寶元，史培軍，等.黃土高原土壤侵蝕作物覆蓋因子計算[J].生態(tài)學報，2001，21(7)：1050-1056.

[4] 楊子生.滇東北山區(qū)坡耕地土壤流失方程研究[J].水土保持通報，1999，19(1)：1-9.

[5] 張憲奎，許靖華，盧秀琴，等.黑龍江省土壤流失方程的研究[J].水土保持通報，1992，12(4)：1-9，18.

[6] 黃炎和，盧程隆，付勤，等.閩東南土壤流失預報研究[J].水土保持學報，1993，7(4)：13-18.

[7] 陳明華，周伏建，黃炎和，等.土壤可蝕性因子的研究[J].水土保持學報，1995，9(1)：19-24.

[8] 賈志軍，王小平，李俊義.晉西黃土丘陵溝壑區(qū)降雨侵蝕力指標R值的確定[J].中國水土保持，1987(6)：18-20.

[9] 林素蘭，黃毅，聶振剛，等.遼北低山丘陵區(qū)坡耕地土壤流失方程的建立[J].土壤通報，1997，28(6)：251-253.

[10] 楊玉盛.不同利用方式下紫色土可蝕性的研究[J].水土保持學報，1992，6(3)：52-58.

[11] 于東升，史學正，呂喜璽.低丘紅壤區(qū)不同土地利用方式C值及可持續(xù)評價[J].土壤侵蝕與水土保持學報，1998，4(1)：71-76.

[12] 嚴冬春，文安邦，張忠啟，等.坡面版WEPP模型在川中丘陵區(qū)的應用研究[J].水土保持學報，2007，21(5)：42-46.

[13] 張新玉，魯勝力，王瑩，等.我國水土保持監(jiān)測工作現(xiàn)狀及探討[J].中國水土保持，2014(4):6-9.

[14] 左長清，郭乾坤.關(guān)于徑流小區(qū)若干技術(shù)問題的研究[J].中國水土保持，2016(6)：43-48.

[15] 劉寶元，謝云，張科利.土壤侵蝕預報模型[M].北京：中國科學技術(shù)出版社，2001：9.

(責任編輯 孫占鋒)

水利部綜合事業(yè)局拔尖人才項目(2015132-1)

S157

C

1000-0941(2017)04-0066-03

王愛娟(1981—)，女，寧夏銀川市人，高級工程師，博士后，從事水土保持監(jiān)測管理工作。

2016-10-10