王愛(ài)娟

(水利部 水土保持監(jiān)測(cè)中心，北京 100055)

我國(guó)水土保持監(jiān)測(cè)點(diǎn)工作現(xiàn)狀及規(guī)范化建議

王愛(ài)娟

(水利部 水土保持監(jiān)測(cè)中心，北京 100055)

監(jiān)測(cè)站點(diǎn)；徑流小區(qū)；建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)；維護(hù)與管理

在總結(jié)我國(guó)水土保持監(jiān)測(cè)點(diǎn)發(fā)展歷程、監(jiān)測(cè)工作現(xiàn)狀和存在問(wèn)題的基礎(chǔ)上，對(duì)于今后監(jiān)測(cè)點(diǎn)建設(shè)及管理從明確監(jiān)測(cè)點(diǎn)定位和職責(zé)、規(guī)范監(jiān)測(cè)點(diǎn)建設(shè)和徑流小區(qū)維護(hù)、加強(qiáng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析處理和共享等方面提出了幾點(diǎn)建議，旨在建立規(guī)范的監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)和工作體系，獲得詳細(xì)、準(zhǔn)確的第一手觀測(cè)資料，為水土流失方程、水土保持監(jiān)測(cè)體系建立服務(wù)，大力提升水土保持監(jiān)測(cè)為政府、社會(huì)公眾的服務(wù)水平，推進(jìn)水土保持生態(tài)文明建設(shè)。

1 我國(guó)水土保持監(jiān)測(cè)點(diǎn)發(fā)展歷程

我國(guó)應(yīng)用徑流小區(qū)開(kāi)展水土流失監(jiān)測(cè)開(kāi)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(yàn)站,這是我國(guó)最早的水土保持科研機(jī)構(gòu)[2]，為黃土高原和全國(guó)水土保持事業(yè)發(fā)展作出了重要貢獻(xiàn)。20世紀(jì)80年代后，隨著水土保持事業(yè)的發(fā)展，全國(guó)各地相繼建立了各種徑流小區(qū)和觀測(cè)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(zhǎng)汀等[3-12]，這些監(jiān)測(cè)點(diǎn)大多是由高?；蚩蒲性核鶠檠芯克亮魇б?guī)律和進(jìn)行水土流失預(yù)測(cè)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(shè)的小區(qū)沒(méi)有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，觀測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)比性較差。全國(guó)大范圍建立監(jiān)測(cè)點(diǎn)始于2004年全國(guó)水土保持監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)和信息系統(tǒng)建設(shè)一期工程，于2007年通過(guò)竣工驗(yàn)收；2009年，全國(guó)水土保持監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)和信息系統(tǒng)建設(shè)二期工程開(kāi)始實(shí)施，并于2014年通過(guò)竣工驗(yàn)收，兩期工程在全國(guó)范圍內(nèi)共建成監(jiān)測(cè)點(diǎn)738個(gè)。

2 全國(guó)水土保持監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)點(diǎn)建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)

全國(guó)水土保持監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)和信息系統(tǒng)建設(shè)兩期工程建設(shè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)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(guó)家級(jí)水土流失重點(diǎn)防治區(qū)內(nèi)，不同侵蝕類型區(qū)至少布設(shè)一個(gè)觀測(cè)場(chǎng)，水土流失嚴(yán)重區(qū)適當(dāng)加密。

二是充分利用現(xiàn)有試驗(yàn)站或監(jiān)測(cè)站。三是站點(diǎn)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(gè)站點(diǎn)中利用水文站點(diǎn)255個(gè)、已有監(jiān)測(cè)站點(diǎn)218個(gè)、新建站點(diǎn)265個(gè)，其中有40個(gè)觀測(cè)場(chǎng)、654個(gè)水蝕監(jiān)測(cè)點(diǎn)、31個(gè)風(fēng)蝕監(jiān)測(cè)點(diǎn)、4個(gè)重力侵蝕監(jiān)測(cè)點(diǎn)、5個(gè)混合侵蝕監(jiān)測(cè)點(diǎn)、4個(gè)凍融侵蝕監(jiān)測(cè)點(diǎn)，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(fēng)蝕區(qū)和凍融區(qū)等侵蝕類型區(qū)。

觀測(cè)小區(qū)分為標(biāo)準(zhǔn)小區(qū)、一般小區(qū)兩類。標(biāo)準(zhǔn)小區(qū)垂直投影長(zhǎng)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(shè)根據(jù)類型區(qū)實(shí)際情況，參考監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)程要求，選擇不同坡度和坡長(zhǎng)、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(gè)觀測(cè)場(chǎng)根據(jù)不同坡度和坡長(zhǎng)、不同的作物經(jīng)營(yíng)管理方式和水土保持措施等設(shè)置多個(gè)觀測(cè)小區(qū)，每組必須含有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)小區(qū)。徑流小區(qū)由護(hù)埂、集流槽、導(dǎo)流槽、量水設(shè)施組成。由設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)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(cè)點(diǎn)工作現(xiàn)狀

總結(jié)2014年9—11月和2015年11月兩次對(duì)全國(guó)30個(gè)省份(不包括上海、港澳臺(tái))和新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)開(kāi)展的水土流失動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)與信息化建設(shè)調(diào)研掌握的情況，700多個(gè)站點(diǎn)中有75%開(kāi)展了水土流失觀測(cè)，47%開(kāi)展了監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)整編工作，開(kāi)展監(jiān)測(cè)工作的監(jiān)測(cè)站點(diǎn)中有91%的站點(diǎn)不同程度地落實(shí)了運(yùn)行維護(hù)經(jīng)費(fèi)。依托全國(guó)水土保持監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)一期、二期工程建設(shè)，水利部與七大流域水土保持監(jiān)測(cè)中心站組織開(kāi)展了以典型小流域和典型監(jiān)測(cè)點(diǎn)地面定位觀測(cè)為主要內(nèi)容的不同土壤侵蝕類型區(qū)水土流失動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)和資料整編工作，如2013年開(kāi)展了51個(gè)典型小流域和90個(gè)典型監(jiān)測(cè)點(diǎn)的定位觀測(cè)，2014年開(kāi)展了72個(gè)典型小流域和116個(gè)典型監(jiān)測(cè)點(diǎn)的定位觀測(cè)。此外，依托全國(guó)水土流失動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)與公告項(xiàng)目，還開(kāi)展了國(guó)家級(jí)水土流失重點(diǎn)治理區(qū)、重點(diǎn)預(yù)防區(qū)、生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目集中區(qū)的區(qū)域遙感監(jiān)測(cè)及國(guó)家級(jí)水土流失重點(diǎn)治理區(qū)抽樣監(jiān)測(cè)范圍內(nèi)的野外調(diào)查單元實(shí)地調(diào)查等水土流失動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)；針對(duì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)、野外調(diào)查單元、流域、區(qū)域等不同尺度，重點(diǎn)治理區(qū)、重點(diǎn)預(yù)防區(qū)、生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目集中區(qū)、典型小流域、典型坡面等不同對(duì)象均開(kāi)展了水土保持動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)工作；積累了豐富的數(shù)據(jù)，發(fā)布了年度水土保持公報(bào)，確定了技術(shù)路線、監(jiān)測(cè)內(nèi)容和指標(biāo)，設(shè)計(jì)了遙感監(jiān)測(cè)與抽樣調(diào)查相結(jié)合的數(shù)據(jù)采集方法。

目前，我國(guó)的水土保持監(jiān)測(cè)工作情況：一是水利部及流域機(jī)構(gòu)開(kāi)展的監(jiān)測(cè)工作針對(duì)的是不同尺度、不同對(duì)象，受監(jiān)測(cè)任務(wù)較重、時(shí)間較短和經(jīng)費(fèi)、時(shí)間等因素限制，目前重點(diǎn)防治區(qū)的監(jiān)測(cè)沒(méi)有達(dá)到全覆蓋，完成調(diào)查的重點(diǎn)防治區(qū)5年僅監(jiān)測(cè)了一次，還不能形成動(dòng)態(tài)對(duì)比分析結(jié)果。二是全國(guó)的738個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)全面涵蓋了不同土壤侵蝕類型區(qū)，并在水土流失嚴(yán)重區(qū)設(shè)計(jì)了加密。監(jiān)測(cè)點(diǎn)是微觀尺度的監(jiān)測(cè)，是動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)的重要組成部分，是必不可少的，需要重視監(jiān)測(cè)點(diǎn)運(yùn)行維護(hù)經(jīng)費(fèi)的落實(shí)、技術(shù)操作規(guī)范和管理制度的建立。三是監(jiān)測(cè)點(diǎn)設(shè)計(jì)了徑流小區(qū)和小流域控制站，目的是監(jiān)測(cè)不同土壤侵蝕類型區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)在天然降雨情況下的水土流失規(guī)律，認(rèn)識(shí)不同土壤類型、坡度、坡長(zhǎng)、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(dòng)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(cè)水土流失量。對(duì)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(zāi)害和城市水土流失及生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目等人為活動(dòng)造成的水土流失需要另行設(shè)立專項(xiàng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。四是監(jiān)測(cè)點(diǎn)的監(jiān)測(cè)結(jié)果本身不能回答區(qū)域水土流失問(wèn)題，將其與小流域控制站觀測(cè)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(cè)點(diǎn)運(yùn)行維護(hù)經(jīng)費(fèi)沒(méi)有落實(shí)或落實(shí)過(guò)少，典型監(jiān)測(cè)點(diǎn)和小流域因?yàn)橛^測(cè)時(shí)間短、設(shè)備參差不齊、技術(shù)人員流動(dòng)性大等造成監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)不規(guī)范的情況，積極鼓勵(lì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)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(cè)程序、保障監(jiān)測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

4 對(duì)于規(guī)范監(jiān)測(cè)點(diǎn)監(jiān)測(cè)工作的建議

(1)明確監(jiān)測(cè)點(diǎn)定位和職責(zé)。水土保持監(jiān)測(cè)點(diǎn)監(jiān)測(cè)是采用定位觀測(cè)的方法對(duì)水土流失成因、強(qiáng)度和防治成效進(jìn)行的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)，目的是認(rèn)識(shí)水土流失規(guī)律、評(píng)價(jià)防治成效、建立土壤侵蝕模型、預(yù)測(cè)土壤流失量。土壤侵蝕預(yù)報(bào)是開(kāi)展?jié)撛谒亮魇Я款A(yù)測(cè)、水土保持措施配置的重要基礎(chǔ)，是政府決策的依據(jù)，是為公眾服務(wù)的公益性工作?？蒲性核透咝ｋm掌握理論知識(shí)、監(jiān)測(cè)技術(shù)等，但是沒(méi)有長(zhǎng)期的經(jīng)費(fèi)支持，其建立的監(jiān)測(cè)點(diǎn)規(guī)模有限，不能滿足我國(guó)不同氣候、土壤、種植和耕作習(xí)慣下的侵蝕規(guī)律研究。自2009年開(kāi)始建立的700多個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，涵蓋所有侵蝕類型區(qū)，由于建設(shè)時(shí)間較長(zhǎng)，存在設(shè)備老化、小區(qū)維護(hù)不到位、監(jiān)測(cè)技術(shù)落后、數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性差等問(wèn)題[13-14]，考慮監(jiān)測(cè)點(diǎn)需要長(zhǎng)期進(jìn)行運(yùn)行維護(hù)的實(shí)際情況，700多個(gè)站點(diǎn)全部開(kāi)展監(jiān)測(cè)難度較大。近期應(yīng)在全面考慮監(jiān)測(cè)點(diǎn)代表性的基礎(chǔ)上，在全國(guó)范圍內(nèi)選擇50個(gè)重要監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行升級(jí)改造，制定徑流小區(qū)日常維護(hù)規(guī)范、升級(jí)配備監(jiān)測(cè)設(shè)施設(shè)備，加強(qiáng)觀測(cè)技術(shù)、數(shù)據(jù)記錄及處理等方面的人員培訓(xùn)，逐步實(shí)現(xiàn)樣品自動(dòng)采集，數(shù)據(jù)自動(dòng)存儲(chǔ)、傳輸及處理，規(guī)范監(jiān)測(cè)方法和監(jiān)測(cè)內(nèi)容，加強(qiáng)監(jiān)測(cè)結(jié)果的校核和審核工作，及時(shí)分析處理監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，使監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)服務(wù)于政府和社會(huì)公眾。

(2)規(guī)范監(jiān)測(cè)點(diǎn)建設(shè)。全面檢查選擇的50個(gè)國(guó)家重要監(jiān)測(cè)點(diǎn)情況，對(duì)于不滿足小區(qū)原設(shè)計(jì)要求的重新建設(shè)或更新維護(hù)。每組徑流小區(qū)要建設(shè)一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)小區(qū)(定義見(jiàn)文獻(xiàn)[15])進(jìn)行對(duì)比和用于土壤可蝕性測(cè)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(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)徑流小區(qū)的坡度、坡長(zhǎng)、水土保持措施等設(shè)置要具有典型代表性。徑流小區(qū)建設(shè)不能破壞原始土壤剖面，單個(gè)徑流小區(qū)坡面橫向平整、坡度和土壤條件均一，應(yīng)包括圍埂、集流設(shè)施、保護(hù)帶和排水系統(tǒng)等。圍埂一般用水泥預(yù)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(yīng)設(shè)匯流槽，寬度與小區(qū)相同，長(zhǎng)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(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)形成的徑流總量確定，產(chǎn)流量大時(shí)合理確定分流級(jí)數(shù)和孔數(shù)，保證分流的均勻性和質(zhì)量。采用自動(dòng)監(jiān)測(cè)設(shè)備時(shí)根據(jù)小區(qū)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)結(jié)合設(shè)備測(cè)量范圍確定。每組徑流小區(qū)的兩側(cè)和頂部要設(shè)置保護(hù)帶，寬度在1～2 m之間。保護(hù)帶內(nèi)的坡面狀況與徑流小區(qū)保持一致，避免對(duì)徑流小區(qū)產(chǎn)生影響。當(dāng)徑流小區(qū)上部匯水較大，受洪水威脅時(shí)，要在小區(qū)上部和兩側(cè)設(shè)置排洪系統(tǒng)。

(3)規(guī)范徑流小區(qū)維護(hù)。徑流小區(qū)的日常維護(hù)除了上述提到的裸地小區(qū)的中耕維護(hù)外，當(dāng)表層土壤粗骨化時(shí)換填新的耕作層土壤，對(duì)出現(xiàn)的坡面沉陷情況等進(jìn)行維護(hù)，保持小區(qū)建設(shè)時(shí)的坡度。耕作小區(qū)種植作物和田間處理措施要與當(dāng)?shù)亓?xí)慣相同，農(nóng)作物或種草小區(qū)要結(jié)合當(dāng)?shù)亓?xí)慣鋤雜草，喬木措施徑流場(chǎng)要記錄不同階段的林下灌草覆蓋度，對(duì)小區(qū)進(jìn)行耕作或田間管理要有記錄。小區(qū)要經(jīng)常進(jìn)行維護(hù)，不能出現(xiàn)邊墻損毀、人畜隨意進(jìn)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(lái)水，要定期維護(hù)，每次雨后采集完樣品要清除干凈。

(4)規(guī)范監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)處理分析。根據(jù)徑流小區(qū)建設(shè)目的或設(shè)定的觀測(cè)指標(biāo)，設(shè)計(jì)并采用統(tǒng)一的數(shù)據(jù)記錄表詳細(xì)記錄觀測(cè)數(shù)據(jù)，開(kāi)展及時(shí)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析及處理工作，對(duì)存在突變或不符合實(shí)際情況的數(shù)據(jù)分析原因，及時(shí)解決出現(xiàn)的問(wèn)題，開(kāi)展監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)整匯編工作，對(duì)比分析連續(xù)性觀測(cè)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(jī)制，使整編的數(shù)據(jù)資料服務(wù)于社會(huì)公眾，滿足生態(tài)文明建設(shè)需要。

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(責(zé)任編輯 孫占鋒)

水利部綜合事業(yè)局拔尖人才項(xiàng)目(2015132-1)

S157

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1000-0941(2017)04-0066-03

王愛(ài)娟(1981—)，女，寧夏銀川市人，高級(jí)工程師，博士后，從事水土保持監(jiān)測(cè)管理工作。

2016-10-10