水土保持监测具体方法措施

2025.04.18 浏览量:119

      通过水土保持监测,摸清水土流失类型、强度与分布特征、危害及其影响情况、发生发展规律、动态变化趋势,对水土流失综合治理和生态环境建设宏观决策以及科学、合理、系统地布设水土保持各项措施具有重要意义。水土保持监测点的布设可分为常规监测点和临时监测点。


布设原则

根据水土流失类型区和水土保持规划,确定监测点的布局。

以大江大河流域为单元进行统一规划。

与水文站、水土保持试验站、长期生态研究站网相结合。

监测点的密度与水土流失防治重点区的类型、监测点的具体情况和监测目标密切相关应合理确定。


监测点筛选 

      监测站点的选取和新建,应当遵循老点优先、共享优先、有管理保障优先的原则。已有监测点,在同等条件下优先考虑;新布设监测点,优先考虑可共享站点,减少新建;新建监测点,优先考虑有运行管理保障和可提供稳定土地的地方,比如水库、水土保持科技示范园等。

      水土保持监测预报是生态建设宏观决策的基本依据,是水土保持事业的重要组成,是提高水土保持现代化水平的关键基础。水土保持监测时段一般通常分为建设期和运行初期,水土保持监测成果应报上一级监测网络统一管理。

      当前,小范围的监测主要靠人工实地测量;大范围的监测主要靠遥感方法,通过图像解译,确定各类图斑的界线。

      遥感图像解译分计算机自动解译和人工解译两种方法,目前用计算机自动解译的方法进行水土保持监测尚未成熟;人工解译方法是通过图像解译人员以遥感影像或航空相片为背景,在各类绘图软件的支持下,进行图像解译和各类图斑的勾绘。


风蚀监测

      对风蚀强度的观测采用测钎法,风沙流强度采用阶梯式积沙仪收集扬沙法,同时测定土壤含水量、土壤紧实度及植被覆盖度、土地利用等。


阶梯式积沙仪测定法:

      在选定的监测点,分别固定安装4个集沙仪(每次观测重复两次),同时在建设区外设置2处进行对比观测。在达到起沙风速时,气流搬运的沙量绝大部分在离地面30cm的高度内,误差较小。集沙测量一次10分钟,沙子从10个进沙孔分别进入安装在集沙仪里的塑料管进行收集测量,在风季(3~5月份)每15天测定1次,同时用风杯风速表测定相应的风速。 


测钎法:

      在选定的监测点,沿主风方向每隔1m布设1个测钎,一组10个测钎。每隔10m布设1组,共布设3组。每一次大风(达到起沙风速)后,观测一次风蚀(积)数量。用风速风向自记仪记录每天的地面风速,大风出现的时间、频次,整理统计监测年内起沙风的历时,然后分析风蚀量。收集气象站的平均起沙风速、大风日数、频次等。

      简易水土流失观测场是生产建设项目水土流失监测常用的设施,通过在坡面上垂直于坡面均线打入测钎,在每次暴雨后和汛期结束,观测钢钎顶距地面的高度,以此计算土壤侵蚀厚度和总的土壤侵蚀量。

使用方法

1.在开发建设项目区选择具有代表性的坡面。2.在土体较密实的坡面,可以选用长度50cm的测钎;在土体较松软的坡面,建议选用长度80cm或100cm的测钎。3.一般每个监测场至少使用9根测钎,按3横3纵排布,测钎之间水平距离和垂直距离各1m。4.沿铅垂方向,用锤子将测钎打入坡面直至测钎稳定为止。测钎入土深度以钎杆上刻度的上沿接近坡面为宜。5.将每个监测区的测钎编号,并登记入册,记录各测钎的原始坡面刻度。6.坡面面积较大时,应适当增加测钎的数量。7.在监测区以外约1m的醒目位置,设置“水土流失监测请勿扰动”的标识。数据计算:

1






      每次监测时,读取、记录测钎上刻度,计算侵蚀下降高度(取多根测钎的平均值)。

2






      根据侵蚀下降高度值,计算土壤侵蚀厚度和土壤侵蚀总体积。计算公式如下:

A=ZS1000 cosθ式中:A——土壤侵蚀体积,m;Z——侵蚀厚度,mm;S——水平投影面积,m;Ɵ——坡面坡度,°3






根据侵蚀土壤体积和土质的平均密度,计算监测区域的土壤侵蚀总量。计算方式如下:

土壤侵蚀总量 = 侵蚀土壤体积×土质的平均密度

水蚀监测   对选择的重点监测地区边坡水蚀采用简易坡面量测,量测坡面形成初期的坡度、坡长、地面组成物质、容重等,每次降雨或多次降雨后侵蚀沟的体积。

具体是在监测重点地段对一定面积内(实测样方面积根据具体情况确定,一般为100m²)的侵蚀沟数量、深度、宽度、长度进行量算,计算出边坡的沟蚀量,从而得出边坡的土壤水蚀量。同时要对降水量进行观测。

说 明:


侵蚀量=(细沟侵蚀量+浅沟侵蚀量)(1+30%)。 

细沟侵蚀量=a×h×L×n×r。  

浅沟侵蚀量=(a+b)×h×L×n×r/2。  

侵蚀模数=侵蚀量×106/(侵蚀年限×投影面积)。

r—土壤容重,t/m³

      植被状况监测   





项目实施前、实施期末及施工期两年每年调查1次,共4次。主要指标包括植物种类、植被类型、林草生长量、林草植被覆盖度、郁闭度(乔木)等。采用典型样方进行调查,样方大小视其具体情况而定,每一样方重复2次,一般情况下草本样方为1m×1m,灌木样方为5m×5m,乔木样方为20m×20m。

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1.宏观监测和微观监测相结合。

2.连续定位观测、周期性普查和临时性监测相结合。3.常规方法和现代先进技术相结合水土保持监测方法是指获取监测数据的手段。根据监测途径、监测对象的差异,水土保持监测可以分为微观监测和宏观监测,前者以小区样地坡面和重力侵蚀等微观内容为主,后者则主要以地表覆盖信息的遥感监测宏观内容为主。

4.充分利用现有水文、泥沙和水土保持观测资料和相关技术。


      微观监测方面,水蚀坡面有较大发展,具备较好基础,但对水土流失影响较大的沟道侵蚀观测方法相对比较薄弱

      水蚀预报模型是研究侵蚀过程的有效手段,能克服观测实验在数据获取性、重复性、连续性等方面的缺陷,有效揭示内在机制,发现研究薄弱环节,带动和促进机理的研究,并可作为土壤侵蚀防治与治理效益评价的科学依据。

      根据不同时空尺度上的建模手段和方法,土壤侵蚀模型可分为物理模型、经验模型、概念模型和半定量模型。

      在坡面尺度上,次降雨条件下土壤侵蚀模拟以物理模型为主,但其关注的侵蚀子过程有限,且所需参数多,对数据要求较高;

      年均土壤流失量的模拟则以经验模型为主,概化了各侵蚀子过程,对数据要求较低,但其应用受到建立条件的限制。

      概念模型介于物理模型和经验模型之间,是将流域概化为一系列的储存库,描述存储库间的产流汇流和泥沙输移机制,但并不详细刻画侵蚀过程细节,因此所需参数较物理模型少,且较经验模型更具有物理意义。

      半定量模型主要通过对影响因子进行赋分后构建评价指数,以评价指数对产沙量进行拟合估算。因此相对于概念模型和半定量模型,物理模型和经验模型受到的关注程度更高。

      宏观监测方面,大多采用高空间分辨率、多时相、多光谱遥感数据,在地面野外调查、勘察的支持下,以人机交互解译获取土壤侵蚀信息,以土地利用类型为基础的遥感影像土壤侵蚀解译。

      无人机遥感技术在测绘工程测量中的应用,可以对待测量区域进行全方位勘测,满足工程建设的各种信息数据需求。


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