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水文自动化监测站网基础上开展水土流失监测研究分析

2020-08-20 252 上传者：管理员

摘要：水土保持监测是做好水土保持工作的基础，但就目前来看，仅存的水土保持监测水平难以满足社会发展和生态建设的需求。以南京为例，分析经济较发达地区发展水土保持监测的基本情况和主要问题，并提出在水文自动化监测站网的基础上发展水土保持监测站网的思路，分析该模式的主要优势和可行性，并从经济投资角度重点探讨了水土保持监测站单站投资情况。以期推动水土保持监测网络的形成和监测工作的发展。

关键词：
农业自动化
南京
水土保持
水文站网
自动监测
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在构建四位一体的新形势下，水土保持作为一项基本国策正在引起政府部门和社会各界的广泛关注，水土保持监测工作是水土保持的基础和重中之重，是法律赋予水行政主管部门的一项重要职能。2013年3月修订和颁布的《水土保持法》第四十条规定，国务院水行政主管部门应当完善全国水土保持监测网络，对全国水土流失进行动态监测。法规政策对于水土保持监测工作提出了更高的要求，加强水土保持监测工作、建立和完善区域水土保持监测网络是当前形势下最紧迫的任务，然而对于一些经济较发达地区，土地稀缺，人口稠密，政府和社会的重视不够，管理较为落后，制约着水土保持工作的发展[1,2]。

江苏省南京市位于江苏省西南部，四季分明，雨量丰沛，植物种类、资源丰富。根据2013年《江苏省水土保持公报》[3]公布数据，南京市总面积0.66万km2，轻度以上流失面积0.10万km2，占15.31%，是江苏省水土流失面积最大、比例最高的地区。相对一些水土流失严重地区，该区域土壤侵蚀较弱，但由于该区域多为丘陵地貌，多年平均降雨量达1033mm[4]，水土流失多集中于年度的几场暴雨期间，短时间内地表径流和山区性洪水携带大量泥沙，容易造成河道水库淤积和面源污染，因此该区域水土流失影响不可忽视。

1、研究区水土流失监测存在的问题

江苏省水土流失监测工作主要依托于水文部门，2012年9月成立了江苏省水土保持生态环境监测总站，随后南京等多个市水文分局相继成立了监测分站，与水文部门实行一套机构两块牌子，开展水土保持监测工作。

1.1 监测站网功能弱

南京地区水土流失监测开始于上世纪90年代，主要开展监测的单位有南京市水文局、南京林业大学水土保持学科等公益性单位，例如南京市溧水区桥头小流域水土流失监测点，江宁铜山林场监测点等[5]，监测点数量少，观测年限短，代表性不强，监测点功能单一，观测因子少。同时，由于监测工作刚起步，还存在监测站点选址不合理、设计有缺陷以及运行不规范等问题，监测成果不能满足规范要求。此外，各监测点间的交流联系较少，尚未形成科学合理有一定规模的监测站网。

1.2 监测方式落后

由于种种原因，区域水土保持监测工作缺少配套政策支持和财政的支撑，监测仪器设备长期没有更新，监测经费得不到落实，监测单位甚至需要自行补贴才能勉强完成监测任务。监测设备的自动化水平低，信息采集和数据传输的时效性较差，无法及时准确的监测水土流失过程。一些指标的监测还需要靠人工完成，监测频次和数据精度得不到保障。另外，监测成果格式不统一，监测信息不能自动采集和传输，统一格式和标准的监测数据信息共享平台尚未建成，涉及水土保持监测的责任制度和考核奖惩制度尚未完善[6]，水土流失监测点的规划尚未公布实施。

1.3工作开展中的困难

江苏地区经济发达，人口密集，土地资源稀缺，建站需要的征占地手续办理困难。同时本地区河道水网密布，水利工程、农业灌溉工程众多，河道上建立的拦蓄、翻水、引流等工程都会破坏小流域的自然流动，不适合开展小流域水土流失监测和水文研究，使水土保持监测站点的选址更为困难。另外，水土保持专业科研人员和监测技术人员非常稀缺，队伍建设的缺口很大，影响后期的发展。此外，水土保持监测工作尚未受到政府和社会各界的足够重视，配套规划、政策和资金投入不能满足发展需要。

2、发展思路与对策措施分析

2.1 依托于水文站网布局

水文站网自建国以来已经发展至趋于成熟的站网体系，以南京市水文站网布局为例，目前南京市行政区内主要布设了水文基本站40个，包括水文站、水位站、雨量站和蒸发站等，其他各类站点数百个，功能涵盖了小水库预警、报讯、墒情监测、水质监测以及水土保持监测等。水文站点皆为合法占地，相关手续齐全，受到法律法规保护，一般是比较稳定的，且周边具备一定的预留发展空地，交通较为便捷，水电通讯等条件齐全，江河水文站适合发展为流域控制站，雨量站周围空地可建水土流失观测小区。

2.2 依托于硬件设备和勘测技术员工队伍

目前水文行业经过长期发展，已经具备了一支拥有先进监测装备的高质量监测队伍和成熟的行政管理及规章制度体系。在硬件设施方面，不但拥有测流、测沙、水位、降雨等常规监测设备，近年来更完善了遥测报汛系统、水雨情信息平台等信息化建设，使各水文站点监测数据与各级信息中心互联互通，数据共享和信息发布非常便捷[7]。在推进监测自动化方面，推广和使用多普勒声学监测设备，自动水位记、水质自动采样船、应急监测车等新技术、新装备，很多监测要素和监测设备设备都是水土保持监测需要的。

水土保持学科是一个新兴的学科，水土保持工作也是一个较为新兴的行业，专业技术人员和从业人员还不充足，发展一定规模的监测网络监测队伍缺口较大。水文行业具有成熟的水文勘察工队伍，从业人员层次合理，监测技术掌握全面，监测经验丰富，经过适当培训即可胜任监测工作。

2.3 单站建设投资

按照自动化标准新建小流域控制站，首先需要配套土地和建设观测站房，以40m2标准建设，加上征地费、装修费用等，共需投资20万元，若由水文站扩建为水文、水土保持综合监测站则可利用已有站房;气象观测需建设气象观测场，配备多功能气象站，并具有数据存储、远程传输和实时查询功能，需投资6万元，水文站则可利用已有的气象观测场;自动化测流设备选择水平声学多普勒流速剖面仪H-adcp监测，水位计使用具有实时监测、数据存储功能的超声波或雷达水位计;目前水文站流量、水位的监测只是部分更新为新技术，因此更新成本取设备价格一半;采样设备使用全自动水质采样器，沙洋化验使用烘干法或过滤法，实验耗材为1万元/年;运行需1名监测人员(年工资6万元)，1名技术人员(年工资10万元)，其他日常办公用品等计2万元，设备损耗等计每年3万元。依此匡算，新建一个水土保持小流域控制站需要投入资金57万元，年度运行费用22万元，分别是由水文站扩(改)建的2.92和2.75倍。

而坡面径流观测场并不是传统水文监测内容，因此这方面可压缩成本主要是部分可直接利用的设备和运行维护的成本。

表1新建小流域监测站成本与由水文站扩(改)建投资和运行维护费用表

3、结语

综上所述，水文行业近年来推进水文现代化发展，在自动化、信息化、标准化方面进步迅速，已经初步形成了较为成熟的水文勘测队伍、水文监测站网和制度管理体系。近年来水土保持监测推动困难较大，尤其是在经济发达地区发展水土保持监测的局限性较多。如何又快又好的建立水土保持监测网络并发挥作用，一直是困扰水土保持监测部门的难题。本文提出的利用成熟的水文站网规划水土保持监测网络，选择区域合理、定位准确、条件允许的水文站扩建为水文-水土保持综合站，极大的减少了前期工作、资金投入、运维成本，高效利用财政资金，提高运行效率。随着相关规范和监测标准的相继提出以及信息共享平台的建成，可使区域的水土保持监测摆脱单打独斗的局面，快速成网，满足水土保持生态环境监测的基本需求。

参考文献：

[1]刘震.水土保持监测技术[M].北京:中国大地出版社.

[2]赵院.对我国水土保持监测工作面临的形势和主要任务的探讨.2013(2):45-47.

[3]江苏省水利厅.江苏省水土保持公报[Z].2012:2-3.

[4]南京市水利局.南京市水资源公报(2013年)[Z].2014:2-3.

[5]林杰,张金池,吴玉敏,等.南京市水土流失的现状､原因及防治对策[J].南京林业大学学报(自然科学版).2008(2):43-46.

[6]姜德文.建立地方政府水土保持政绩考核制度与监测评价体系[J].2009(3):1-4.

[7]刘宁.深入贯彻落实科学发展观全面推进水土保持信息化工作[J].中国水土保持.2009(8):1-4.

陈家栋,陆庆皓,张真真,刘美丽,周飞.基于水文自动化监测站网开展水土流失监测的探讨[J].地下水,2020,42(03):211-212.