水土保持監測站點建設管理及有關問題探討
——以崇陵觀測場為例

張廣英

(保定市水土保持試驗站，河北 保定 071051)

水土保持監測站點建設管理及有關問題探討
——以崇陵觀測場為例

張廣英

(保定市水土保持試驗站，河北 保定 071051)

水土保持監測；建設管理；經驗成效；崇陵觀測場

介紹了易縣崇陵觀測場的建設情況，總結了該觀測場在監測科研、國內外合作交流等方面取得的經驗與成效。重點分析了崇陵觀測場存在的監測設施建管不到位、監測技術標準不完善、監測設備維護不及時、人為因素影響監測、資源共享不足等問題，并提出了相應的建議。

1 崇陵觀測場建設情況

崇陵觀測場地處河北省易縣清西陵境內，位于太行山低山丘陵區，屬白洋淀上游北易水河二級支流，中心地理位置東經115°23′09″、北緯39°23′28″，流域呈扇形，為一閉合流域，面積6 km2。地形、地貌、土壤、植被、社會經濟等特征在太行山低山丘陵區具有典型的代表性。崇陵觀測場前身為“西陵水土保持試驗站”，早在1959年就開展了水土保持監測和試驗研究工作，1967年因“文革”中斷觀測，1984年恢復觀測至今。

全國水土保持監測網絡及信息系統建設啟動后，崇陵觀測場被確定為長期定位觀測場，統一編號為CD1320134130[1]。目前，流域內不同植被類型區分別建有對比溝控制站，自西向東依次為楊樹溝自然荒草區、萬畝林溝園林化綜合治理區、狼尾巴溝純刺槐林區、虎窯溝針葉林治理區，以及成林溝、幼林溝純側柏林區，總控制卡口站布設在崇陵溝口。

流域監測設施主要有自動氣象觀測站1個，代表不同植被類型區對比試驗流域卡口站8個(自動2個，觀測斷面有平坦V形量水堰、矩形喉道量水堰、巴歇爾量水堰、三角薄壁量水堰等)，坡面徑流小區21個(自動2個)，雨量觀測點12個(自動5個)，土壤水觀測點15個(自動6個)，地下水觀測點6個(自動2個)。野外主要監測設備有氣候梯度監測塔、雨量筒(遙測雨量筒、球形雨量筒)、E601蒸發皿、溫度傳感器、水位傳感器、負壓計、TDR等。室內分析設備主要有電腦、數采設備、烘干箱、分析天平、UPS等。觀測內容主要有不同植被類型區降雨量、徑流量、泥沙量，流域水循環過程、地下水動態變化、土壤水動態變化、林內氣候、林內穿透降雨、林冠截留、樹干徑流、林內蒸發等，在重點部位實現了數據的自動化采集。

2012年崇陵觀測場被水利部海河水利委員會海河流域水土保持監測中心站列入水土保持監測示范站點。

2 取得的經驗與成效

2.1 獲得大量監測數據，開展多項課題研究，取得一批科研成果

積累了1959—1967年、1985年至今近40年長系列的水土流失監測數據。自2005年起，每年將監測數據及時上報河北省水土保持生態環境監測總站，為全省水土保持治理規劃設計、預防監督及生態建設宏觀決策提供依據。利用崇陵觀測場積極開展課題研究，完成國家級、省級科研項目20余項，引進優良林果草種10多種，獲河北省科技進步獎2項、河北省山區創業獎3項，在國家、省級科技期刊發表論文30余篇。

2.2 依托崇陵觀測場創建聯合試驗平臺，積極開展國內外科技合作與交流

2003年始，易縣崇陵觀測場先后與中科院地理科學與資源研究所等多個國家級、省級科研院所開展科技合作，簽訂長期合作協議，并成立了技術指導委員會和組織管理委員會，建立了聯合試驗平臺(國家科研院所教學實習培訓平臺、生態環境試驗研究平臺、技術示范推廣平臺)。通過科技合作，取長補短，優勢互補，資源共享。一方面，承擔了科研院所教學、實習等任務，培養了人才；另一方面，完成了觀測場有關監測項目，彌補了觀測場監測力量的不足。如與河北農業大學合作完成了崇陵流域土壤調查，并提交崇陵流域土壤類型分布圖；與中科院地理科學與資源研究所合作完成了不同土壤類型土壤參數的確定等，開展了“同位素技術監測試驗研究”。合作以來，先后有日本、澳大利亞、美國、德國、挪威、俄羅斯等20多個國家的專家學者共300多人次來觀測場考察交流和開展技術研究，如與日本筑波大學合作開展了“懸移質泥沙自動監測試驗研究”，與美國弗吉尼亞大學合作開展了“生物濾池試驗研究”等。通過科技合作，不但引進了先進的監測設備、技術人才和監測方法，提高了監測水平，而且豐富了觀測場的監測內容，使水保監測由單純的“水-土”監測發展為“氣圈、土圈、生物圈、水圈”全方位監測，使監測工作更全面、更深入，更能反映水土保持效益。

2.3 依托易縣崇陵觀測場創辦國家水土保持科技示范園區

依托崇陵觀測場，結合清西陵水土保持工程建設項目，建設了水土保持工程措施和生物措施示范工程、生態旅游休閑觀光設施、集雨利用和節水示范工程等，并建設了水土保持科教館，2012年被水利部命名為“國家水土保持科技示范園區”。示范園區不但是進行科學研究的平臺和引進先進技術的試驗基地，而且是保定市青少年水土保持科普教育基地、中小學的戶外教室，為增強全社會尤其是青少年的水土流失憂患意識，樹立水土保持生態文明理念發揮了積極作用。

第五，智慧養老服務模式共享程度高，覆蓋面廣。智慧養老服務模式的建設，目前在我國不同省份不同地區都具備一定的政策環境和建設的基礎設施條件，東西部地區在基礎設施上雖有差異，但不足以成為智慧養老服務模式建設和發展的障礙因素。只要首先通過建設運營好第一個智慧養老服務平臺，就可以將其經驗復制到其他區域。另外，通過產出線上線下相結合的養老服務平臺操作指南、運行標準、政策制度，再通過養老服務平臺試點工作總結、反思與改進，不斷地提升智慧養老服務質量和服務效率，促進智慧養老服務模式不斷發展完善，最終實現我國養老服務體系全面覆蓋、全民參與養老服務事業的新格局。

2.4 自主研發先進技術設備，提高水土保持監測水平

先進的監測設施和設備是提高監測質量和監測水平的重要手段。為全面監測水土保持效益，使水土保持監測更具針對性、實用性、科學性，我們將流域總出口的控制斷面由單一的平坦V形量水堰測流改建為三級梯度測流(小流量采用三角薄壁堰、中流量采用巴歇爾量水堰、大流量采用平坦V形量水堰)，各監測斷面均安裝了壓力傳感器，實時監測水位動態變化，不僅克服了原來只能監測較大流量過程的弊端，而且提高了監測精度。此外，為解決林地蒸發監測難題，我們自主研制的“一種小流域全自動三級測流裝置”和“一種林內觀測蒸發計”兩項成果均獲得國家發明專利；自主建設了徑流小區水循環監測設施，對松樹和灌草徑流小區邊墻采用混凝土防滲處理，并對地表徑流、地下徑流和土壤水分別進行實時監測，使水土保持效益監測更加準確高效。

3 存在的問題

3.1 監測設施建管問題

徑流小區施工中，一些施工單位只重視監測工程的規格大小，不注重對原地貌的保護，甚至大挖大填，隨意對小區內的植被、土壤進行擾動和破壞，致使監測小區失去了原有的監測目的和意義[2-3]。有的監測小區未按設計要求嚴格施工，質量較差，如邊墻出現裂縫、墻頂做成平面而非外斜面，影響監測質量。此外，集水池(桶)、分流池(桶)漏水，集水槽坡降不夠、底部粗糙，均會對監測結果造成影響。因此，制定水土保持監測工程建設標準和水土保持監測工程運行管理規范等十分必要。只有做好監測工程的標準化建設和日常管理的每個環節，才能確保監測工程的正常運行。

3.2 監測技術標準需完善

隨著監測工作的不斷深入，現有的監測標準已不能滿足現實工作的需要，急需補充完善。如：不同尺度監測區域的監測任務、監測內容、監測方法、技術路線和監測頻次及適用的監測儀器設備的確定；不同監測對象如生態清潔小流域、生態修復等監測指標的確定；監測質量評價標準的確定等；各種觀測規范如坡面徑流場觀測規范、溝道控制站觀測規范、監測設備操作規范、監測數據分析整編規范等。因各地采用的監測標準不一、方法不同，很難保證監測數據的準確性、可比性。因此，確定監測標準、制定監測規范是當前急需解決的問題。

現代化的自動監測設備已在水土保持監測中得到廣泛應用，但設備老化、年久失修或操作不當、遭受雷擊等問題也普遍存在[4]。崇陵觀測場每年入冬前都要由生產廠家對各種監測設備進行維護校驗，以保證工作狀態良好。盡管如此，監測中還經常發生設備故障造成監測中斷、數據丟失的情況。近些年還曾出現雷擊造成監測系統癱瘓，電腦、傳感器等大批設備被擊壞，損失慘重。目前，已委托具有防雷工程資質的單位完成設計工作，并安裝了避雷設施。因此，健全監測設備使用和維護管理制度，做好監測設備的及時維護校驗是水土保持監測工作中的重要環節。

3.4 人為因素影響監測問題

人為因素對水保監測質量也會產生直接影響。如徑流小區泥沙監測時，立地條件為石質山區，土層較薄，屬多沙粗沙區，若所測的集水池含沙量明顯偏小，則主要是因為采集水樣時未攪拌均勻。因此，應針對不同土壤類型區如石質山區、壩上黃土區等，對集水池渾水攪拌使用的工具、攪拌方法和時間根據小區土壤質地情況而定，制定操作規范，規范操作行為，防止人為因素的干擾，保證監測質量。集水池泥沙清理不徹底、采集水樣不能及時處理同樣會影響監測質量，如因交通不便，搬運途中碰灑或放置過久造成蒸發損失等，這些均會影響監測精度。

3.5 資源共享問題

水土保持是一個涉及測繪、水文、林業、土地、氣象、農業等多部門的學科[5]。水土保持監測數據來源不只是水土保持部門，而現實情況是各部門間缺乏統籌協調管理，大量資料和成果僅存放于檔案柜內，標準不統一，兼容性差，查閱不便，難以共享。因此，實現資源共享是當前亟待解決的問題。一方面，需要對可以利用的信息資源進行分類，按統一標準和要求清理、分析、整合、匯編；另一方面，建立信息資源數據庫，對新的原型觀測數據、遙感影像數據等資料通過動態更新及時補充，充分發揮已有成果的作用。

3.6 監測動態性問題

長期以來，監測工作只重視點上觀測數據和結果，忽視面上水土流失因素的調查監測；只重視定位監測，忽視動態監測；只重視土的監測，忽視水的監測。如控制站監測只對出口斷面徑流、含沙量進行了動態監測，而將流域情況視作靜態考慮，沒有對流域土地利用、植被等變化情況進行同步監測。徑流小區也是對降雨量、徑流量、泥沙量進行動態監測，忽視了對小區內各種管理措施和植被情況的動態監測。單純為了監測而監測，只得到監測結果而不知造成這種結果的原因，從而失去了監測的價值和應有的意義。此外，用于水土保持試驗研究的小區觀測數據，對于探索不同因子或單項措施對該小區水土流失的影響具有一定意義，但很難通過監測小區數據說明一個流域或一個區域的水土流失狀況。因而控制站、徑流小區在對出口斷面泥沙、徑流進行監測的同時，有必要對流域或觀測區開展動態監測，更應根據土地利用情況開展定期或不定期的調查、定點觀測或臨時性監測，以便及時了解水土流失及其防治現狀，分析動態變化，預測其演變趨勢，揭示可變事物之間的相互關系。

4 結 語

我國的水土保持監測工作起步較晚，但經過從業者長期的努力，目前已在水土保持行業中具有重要的地位。我國水土保持監測網絡體系已經基本形成，“硬件”齊備，但一定要認識到水土保持監測的長期性、重要性，不斷完善監測管理體系和質量體系。要做好中、長期規劃，按水土流失實際情況，有步驟、有重點地全面開展水土保持監測工作。要確保監測結果的真實性、準確性，并不斷提高全民的水土保持意識。在以后水土保持監測工作中，首先應加大設施投入，加強維護管理，保障水土保持監測設備的正常使用，并加大業務培訓，減少人為因素對監測結果的影響，確保監測資料的可靠性；其次要加強與科研院所合作，促進監測站點科學發展，逐步統一各地監測標準，制定各種監測規范；最后是擴展監測范圍，從地面到地下，加強動態監測，體現監測工作的全面性。

[1] 中華人民共和國水利部.中華人民共和國水利行業標準：水土保持監測點代碼[S].北京：2009：4.

[2] 陳三雄，牛志鵬.新要求下生產建設項目水土保持監測工作的實踐與思考[J].中國水土保持，2010(2)：15-18.

[3] 冀文慧，賈蓮蓮.線性建設項目水土保持監測方法簡析——以陜北某輸氣管道工程為例[J].水土保持研究，2010,17(4) :10-13.

[4] 周訓鳳，趙輝，王東生，等.衡炎高速公路不同施工類型區水土流失分異規律分析[J].中國水土保持，2009(9):20-21.

[5] 劉芳.開發建設項目中水土流失預測研究綜述[J].中國科技信息，2009(9):64-65.

(責任編輯 孫占鋒)

S157

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1000-0941(2017)05-0015-03

張廣英(1965—)，男，河北趙縣人，教授級高級工程師，保定市水利學會副理事長，主要從事水土保持研究工作。

2017-01-10