趙　院,馬力剛

(1.水利部 水土保持監(jiān)測中心，北京 100053；2.湖北省水土保持監(jiān)測中心，湖北 武漢 430071)

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淺析全國水土保持監(jiān)測站網(wǎng)布設(shè)方案

趙院1,馬力剛2

(1.水利部 水土保持監(jiān)測中心，北京 100053；2.湖北省水土保持監(jiān)測中心，湖北 武漢 430071)

[摘要]水土保持監(jiān)測站網(wǎng)布設(shè)的科學(xué)合理性直接關(guān)系到水土流失規(guī)律及趨勢的分析和預(yù)測，涉及水土保持監(jiān)測的戰(zhàn)略發(fā)展全局和長遠利益。在分析水土保持監(jiān)測站網(wǎng)組成和監(jiān)測點分類的基礎(chǔ)上，根據(jù)全國水土保持區(qū)劃結(jié)果，按照代表性、重點突出、分層布設(shè)、利用現(xiàn)有監(jiān)測點的布設(shè)原則，提出在全國建設(shè)50個重要水土保持監(jiān)測點、734個一般水土保持監(jiān)測點和75 846個野外調(diào)查單元的規(guī)劃方案，并從區(qū)域代表性、密度合理性和功能評價等方面進行了合理性分析。

水土保持監(jiān)測站網(wǎng)是水土保持監(jiān)測工作的基礎(chǔ)，承擔(dān)著第一手資料的采集、整匯編等任務(wù)，其布設(shè)的科學(xué)合理性直接關(guān)系到水土流失規(guī)律及趨勢的分析和預(yù)測，涉及水土保持監(jiān)測的戰(zhàn)略發(fā)展全局和長遠利益。通過全國水土保持監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)和信息系統(tǒng)工程建設(shè)，全國已建成了735個水土保持監(jiān)測點；在第一次全國水利普查水土保持情況普查中，全國又布設(shè)了33 966個野外調(diào)查單元。這些監(jiān)測點和野外調(diào)查單元在水土保持普查、水土流失動態(tài)監(jiān)測等方面發(fā)揮了重要作用。2012年，水利部組織有關(guān)單位和專家在大量實地調(diào)查研究的基礎(chǔ)上，完成了第一次全國水土保持區(qū)劃，將全國劃分為8個一級區(qū)、40個二級區(qū)、115個三級區(qū)(不含港澳臺地區(qū))。根據(jù)全國水土保持區(qū)劃結(jié)果和水土保持監(jiān)測事業(yè)發(fā)展的需求，對全國水土保持監(jiān)測站網(wǎng)布局進行優(yōu)化和功能進行梳理是全國水土保持監(jiān)測規(guī)劃編制的一項主要任務(wù)。

1監(jiān)測站網(wǎng)組成及監(jiān)測點分類

水土保持監(jiān)測點是指為掌握和評價水土流失狀況及其變化趨勢，科學(xué)評價水土流失防治效果，經(jīng)科學(xué)布局的坡面徑流場、小流域控制站和宜利用水文站等。野外調(diào)查單元是在開展水土保持調(diào)查時，采取分層抽樣與系統(tǒng)抽樣相結(jié)合的方法確定的閉合小流域或集水區(qū)，面積一般為0.2～3.0 km2。

水土保持監(jiān)測點分為基本水土保持監(jiān)測點和專項水土保持監(jiān)測點?；舅帘３直O(jiān)測點是指按照統(tǒng)一規(guī)劃設(shè)立的，對水土流失影響因子、狀況、危害及其防治情況進行連續(xù)觀測的監(jiān)測點，按照重要性可分為重要水土保持監(jiān)測點和一般水土保持監(jiān)測點。重要水土保持監(jiān)測點是指布設(shè)在國家級水土流失重點防治區(qū)，具有區(qū)域典型性、代表性、一定示范帶動作用的監(jiān)測點。一般水土保持監(jiān)測點是指布設(shè)在不同水土流失類型區(qū)，具有一定典型性和代表性的監(jiān)測點。專項水土保持監(jiān)測點是指為監(jiān)測評價水土保持重點工程、生產(chǎn)建設(shè)項目水土保持情況而專門設(shè)立的監(jiān)測點。由于專項水土保持監(jiān)測點是為專門的工程項目服務(wù)，所以不將其納入全國水土保持監(jiān)測站網(wǎng)一并規(guī)劃，但其運行應(yīng)納入全國水土保持監(jiān)測站網(wǎng)一并管理。

2監(jiān)測站網(wǎng)布設(shè)原則

綜合考慮全國水土保持區(qū)劃、水土流失狀況、水土保持監(jiān)測工作的特點，結(jié)合現(xiàn)階段水土保持監(jiān)測站網(wǎng)運行管理方式，確定監(jiān)測點布設(shè)原則如下：

(1)代表性原則。能夠代表不同區(qū)域的水土流失狀況和主要特征，能夠反映出區(qū)域內(nèi)地貌類型、土壤類型、植被類型、氣候類型等影響水土流失因素的特征。按照全國水土保持區(qū)劃劃分的8個一級區(qū)、40個二級區(qū)、115個三級區(qū)進行布設(shè)，保證每個三級區(qū)至少有1個監(jiān)測點。

(2)重點突出原則。水土流失重點預(yù)防區(qū)和重點治理區(qū)、生態(tài)脆弱區(qū)和生態(tài)敏感區(qū)要適當(dāng)加大監(jiān)測點布設(shè)密度，平原區(qū)等水土流失不嚴重的區(qū)域要適當(dāng)降低布設(shè)密度。

(3)分層布設(shè)原則。重要監(jiān)測點布設(shè)以控制全國8個一級區(qū)和40個二級區(qū)為主，用于全國大尺度的水土保持狀況監(jiān)測評價。一般監(jiān)測點布設(shè)以控制全國115個三級區(qū)為主，用于區(qū)域的水土保持狀況監(jiān)測評價。

(4)利用現(xiàn)有監(jiān)測點原則。利用現(xiàn)有的水土保持監(jiān)測點，包括相關(guān)大專院校、科研院所布設(shè)的監(jiān)測點，并注重與水文站網(wǎng)的結(jié)合，實現(xiàn)優(yōu)勢互補、資源共享，避免重復(fù)投資和重復(fù)建設(shè)。

3監(jiān)測站網(wǎng)布設(shè)方案和功能分析

水土保持監(jiān)測站網(wǎng)布設(shè)的主要任務(wù)是根據(jù)水土保持區(qū)劃、監(jiān)測點的類型，進行最優(yōu)的站網(wǎng)布局，使不同功能的站點在數(shù)量上、空間上相互搭配，提高監(jiān)測效率和監(jiān)測預(yù)報水平。這些監(jiān)測點在開展一般性常規(guī)觀測的同時，針對所處三級區(qū)的生態(tài)維護、土壤保持、防風(fēng)固沙、保土蓄水、水質(zhì)維護、人居環(huán)境維護等水土保持功能，開展相應(yīng)的水土保持基本功能監(jiān)測活動，為水土保持宏觀決策提供依據(jù)。重要監(jiān)測點的觀測數(shù)據(jù)全面實現(xiàn)固態(tài)化存儲，能及時將監(jiān)測數(shù)據(jù)傳輸?shù)绞〖壦帘３直O(jiān)測總站、流域機構(gòu)監(jiān)測中心站和水利部水土保持監(jiān)測中心。一般監(jiān)測點要逐步實現(xiàn)自動觀測和觀測數(shù)據(jù)的長期自記、固態(tài)存儲、自動傳輸。根據(jù)確定的布設(shè)原則，全國規(guī)劃建設(shè)784個監(jiān)測點和75 846個野外調(diào)查單元。

3.1重要水土保持監(jiān)測點

重要水土保持監(jiān)測點是為增強監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)的整體功能，提高監(jiān)測預(yù)報水平而設(shè)立的，以控制全國水土保持區(qū)劃二級區(qū)為尺度范圍，主要是基于自動化觀測、信息化處理的高水平、高標(biāo)準的監(jiān)測站點，監(jiān)測設(shè)施設(shè)備最全、監(jiān)測尺度最廣、監(jiān)測手段自動化程度最高、監(jiān)測方法最先進。一般布設(shè)在國家級水土流失重點防治區(qū)，具有區(qū)域典型性、代表性和一定示范帶動作用，以提高監(jiān)測預(yù)報水平，促進水土保持信息化建設(shè)。依據(jù)全國水土保持區(qū)劃，每個二級區(qū)至少布設(shè)1個重要水土保持監(jiān)測點。同時，考慮全國水土保持行政管理體制的特點，每個省份至少布設(shè)1個重要監(jiān)測點。若一個二級區(qū)涉及多個省(自治區(qū)、直轄市)，則每個省(自治區(qū)、直轄市)至少布設(shè)1個重要監(jiān)測點，保證每個省(自治區(qū)、直轄市)涉及的二級區(qū)都有1個重要監(jiān)測點。根據(jù)以上需求，全國規(guī)劃布設(shè)重要監(jiān)測點50個，其中：水力侵蝕監(jiān)測點43個，風(fēng)力侵蝕監(jiān)測點5個，凍融侵蝕監(jiān)測點2個；利用已有的45個，新建5個。詳見表1。

表1　全國水土保持監(jiān)測點規(guī)劃結(jié)果　 個

3.2一般水土保持監(jiān)測點

一般監(jiān)測點是為提高全國水土保持監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)整體監(jiān)測預(yù)報精度與水平，依托現(xiàn)有水土保持監(jiān)測站(點)標(biāo)準改建或新建的監(jiān)測站點。一般水土保持監(jiān)測點數(shù)量最多，分布最廣，以控制全國水土保持區(qū)劃三級區(qū)為尺度范圍，主要布設(shè)在土壤侵蝕嚴重的縣(市、旗、區(qū))，是全國水土保持監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)的主要數(shù)據(jù)來源。依據(jù)全國水土保持區(qū)劃，每個三級區(qū)至少布設(shè)1個一般監(jiān)測點。考慮全國水土保持行政管理體制的特點，若一個三級區(qū)涉及多個省(自治區(qū)、直轄市)，則每個省(自治區(qū)、直轄市)至少布設(shè)1個一般監(jiān)測點，保證每個省(自治區(qū)、直轄市)涉及的三級區(qū)內(nèi)都有1個一般監(jiān)測點。一般監(jiān)測點優(yōu)先布設(shè)在水土流失嚴重的縣(市、旗、區(qū))，以保證監(jiān)測成果的完整性和代表性。對于水蝕監(jiān)測點，要求監(jiān)測尺度覆蓋標(biāo)準小區(qū)、自然坡面、小流域等尺度，且層層嵌套。同時，將流域內(nèi)水土流失較為嚴重且分布在三級區(qū)內(nèi)的主要水文站納入水土保持監(jiān)測站網(wǎng)。根據(jù)以上需求，全國規(guī)劃建設(shè)一般監(jiān)測點734個，其中：水力侵蝕監(jiān)測點693個(含水文站點255個)，風(fēng)力侵蝕監(jiān)測點28個，凍融侵蝕監(jiān)測點4個，混合侵蝕監(jiān)測點9個；利用已有的690個，新建44個。見表1。

3.3野外調(diào)查單元

采用分層劃分的方法，分4級劃分抽樣區(qū)，第一級縣級抽樣區(qū)(50 km×50 km)、第二級鄉(xiāng)級抽樣區(qū)(10 km×10 km)、第三級抽樣控制區(qū)(5 km×5 km)、第四級基本抽樣單元(小流域或1 km×1 km集水區(qū))。在第三級網(wǎng)格的基礎(chǔ)上劃分1 km×1 km網(wǎng)格，然后在這個網(wǎng)格內(nèi)選取面積0.2～3.0 km2的調(diào)查單元。各級抽樣區(qū)域依據(jù)公里網(wǎng)格劃分。網(wǎng)格劃分依據(jù)高斯-克呂格投影分帶方法，將全國分成22個3°分帶(24～45帶)。在四級基本調(diào)查單元上，按合理的抽樣密度進行抽樣，確定每個5 km×5 km的控制區(qū)有一個野外調(diào)查單元。在綜合分析全國水土流失及其防治情況的基礎(chǔ)上，根據(jù)水土保持事業(yè)的發(fā)展，水土保持野外調(diào)查單元按全國公里網(wǎng)格布局，水土流失重點治理區(qū)抽樣密度為4%，重點預(yù)防區(qū)抽樣密度為1%，其他地區(qū)抽樣密度為0.25%。規(guī)劃布設(shè)野外調(diào)查單元75 846個，其中水力侵蝕區(qū)68 155個、風(fēng)力侵蝕區(qū)4 924個、凍融侵蝕區(qū)2 767個。詳見表2。

4監(jiān)測站網(wǎng)布設(shè)合理性分析

4.1區(qū)域代表性分析

本規(guī)劃確定的監(jiān)測站網(wǎng)涵蓋了除港澳臺地區(qū)外的所有省(自治區(qū)、直轄市)，覆蓋了全國8個一級區(qū)、40個二級區(qū)和115個三級區(qū)。

4.2密度合理性分析

本規(guī)劃確定的監(jiān)測站網(wǎng)從省級行政區(qū)劃來看，山西、陜西、甘肅、四川、內(nèi)蒙古監(jiān)測點數(shù)量較多，上海、天津、海南監(jiān)測點較少。監(jiān)測點分布密度與區(qū)域水土流失嚴重程度基本保持一致。通過優(yōu)化調(diào)整，土壤侵蝕面積大且嚴重的區(qū)域，監(jiān)測點密度普遍增高；土壤侵蝕面積小、水土流失不嚴重的區(qū)域監(jiān)測點密度較低，整體上符合土壤侵蝕的分布規(guī)律。

表2　全國水土流失野外調(diào)查單元規(guī)劃結(jié)果　 個

4.3功能評價分析

本規(guī)劃確定的監(jiān)測站網(wǎng)在觀測尺度上，由傳統(tǒng)的標(biāo)準徑流小區(qū)觀測為主逐步向徑流小區(qū)、自然坡面、重要支流水文站、小流域控制站組成的系統(tǒng)性觀測方向轉(zhuǎn)變。監(jiān)測點由單一的監(jiān)測方向逐步向監(jiān)測與科研并重的方向轉(zhuǎn)變， 尤其是50個重要水土保持監(jiān)測點都已具備一定的科研條件，為開展科學(xué)研究提供了平臺。把水文站點作為監(jiān)測點，可進一步深化水土保持部門與水文部門的合作，積極探索水文觀測數(shù)據(jù)在水土保持監(jiān)測評價中的應(yīng)用，為提高水土保持監(jiān)測預(yù)報水平提供了可能。

(責(zé)任編輯孫占鋒)

[中圖分類號]S157

[文獻標(biāo)識碼]C

[文章編號]1000-0941(2016)01-0023-03

[作者簡介]趙院(1970—) ，男，陜西三原縣人，高級工程師，碩士，主要從事水土保持規(guī)劃、監(jiān)測和信息化管理等工作。

[收稿日期]2015-10-28

[關(guān)鍵詞]水土保持；監(jiān)測站網(wǎng)；布局