龐耀立

（陜西省水土保持勘測規(guī)劃研究所 陜西 西安 710016）

1 水土流失現(xiàn)狀

榆林市是北方農(nóng)牧交錯帶上典型的生態(tài)脆弱區(qū)，在地貌上為毛烏素風(fēng)沙區(qū)向陜北黃土丘陵區(qū)的過渡，在氣候上是干旱、半干旱向半濕潤氣候的過渡，在地帶性植被類型上呈現(xiàn)出典型草原向森林草原的過渡，在經(jīng)濟(jì)活動方面，又是農(nóng)、牧、礦業(yè)與城市化過程等綜合作用下形成的農(nóng)牧工礦交錯區(qū)，人類活動復(fù)雜，土壤侵蝕嚴(yán)重，土地荒漠化、沙化等退化問題突出。

隨著人口的快速增長和消費(fèi)需求的日益增大，不合理的土地開墾和無序的水資源開采對生態(tài)環(huán)境的影響也在不斷增強(qiáng)。至2010年末，全市境內(nèi)因采礦形成的采空區(qū)面積約為501 km2，塌陷區(qū)面積為117km2，采空塌陷直接損毀房屋5158間，影響房屋2420間；損毀的水澆地、旱地、林草地等共8405 hm2；因煤炭資源開發(fā)已造成了4條地表徑流斷流，340多個(gè)泉眼干涸。全市的湖泊數(shù)量由大開發(fā)前的869個(gè)減少到目前的79個(gè)，礦區(qū)負(fù)效應(yīng)日益凸顯。隨著全市煤炭產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，采煤塌陷地面積將不斷擴(kuò)大。經(jīng)預(yù)測，到2020年，全市塌陷區(qū)面積將達(dá)到42263hm2。其他各種類型和規(guī)模的生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目，都在項(xiàng)目建設(shè)期和運(yùn)行期造成不同程度的水土流失。

2 水土保持的重要性

榆林市水土保持的重要性不僅對當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)社會可持續(xù)發(fā)展有著直接重大影響，也是全省水土保持建設(shè)中至關(guān)重要的一環(huán)。而要想搞好水保，就必須先掌握和監(jiān)控好現(xiàn)有的水土流失情況。近年來隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、GSM通訊技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展使得水土保持自動化監(jiān)測有了實(shí)現(xiàn)的可能性。

3 監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)建設(shè)

通過以上技術(shù)的集成運(yùn)行可以長時(shí)間的對選定監(jiān)測點(diǎn)進(jìn)行穩(wěn)定有效的監(jiān)測，并將數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳送回控制中心并能整理儲存，為以后監(jiān)督管理、規(guī)劃項(xiàng)目等提供技術(shù)資料支撐。現(xiàn)將監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)的建立設(shè)想做以下幾個(gè)步驟的說明。

3.1 監(jiān)測對象

按照因地制宜的方式布設(shè)，具體包括北部府谷縣、神木縣、橫山縣、靖邊縣和定邊縣六縣主要觀測風(fēng)蝕，南部佳縣、子洲縣、米脂縣、綏德縣、吳堡縣和清澗縣六縣主要進(jìn)行水蝕觀測?？紤]到榆林市地處我國風(fēng)力侵蝕和水力侵蝕復(fù)合地帶，復(fù)合侵蝕區(qū)域界線依然是目前科學(xué)領(lǐng)域懸而未決的問題，分別在南部佳縣和清澗縣2個(gè)水蝕觀測站增加風(fēng)蝕觀測，在北部榆陽區(qū)和定邊縣2個(gè)風(fēng)蝕觀測站增加水蝕觀測。風(fēng)蝕觀測主要考慮土地利用類型，分別是裸地、耕地和草地。水蝕觀測包括徑流場和小流域控制站。其中徑流場依據(jù)綜合站和常規(guī)站的功能，分別考慮不同自然影響因素、土地利用和水土保持措施因地制宜進(jìn)行布設(shè)，分別有裸地、耕地、林地、灌木林地、草地不同土地利用徑流小區(qū)；不同坡度和坡長的徑流監(jiān)測小區(qū)；水平梯田、坡式梯田和退耕還林地等不同水土保持措施大型徑流場；以及溝間地、溝谷地以及全坡面對比的大型徑流場等。小流域控制站主要考慮治理與非治理對比。

3.2 監(jiān)測內(nèi)容

水蝕徑流場主要監(jiān)測降雨、徑流、泥沙、植被覆蓋和土壤水分5項(xiàng)主要內(nèi)容；風(fēng)蝕場主要監(jiān)測風(fēng)速、風(fēng)向、風(fēng)沙（起沙量）、植被覆蓋和土壤水分5項(xiàng)主要內(nèi)容；小流域控制站主要監(jiān)測降雨、徑流（流量、流速和水位）、泥沙3項(xiàng)主要內(nèi)容。

3.3 觀測儀器與設(shè)備

水蝕徑流小區(qū)采取自動化記錄徑流，自動化采集泥沙樣品，人工分析含沙量。小流域控制站觀測采取自動化記錄水位和流速，同樣自動化采集泥沙樣品，人工分析含沙量的方式。風(fēng)蝕觀測場采用自動記錄風(fēng)速，自動化采集沙樣，人工分析起沙量。降雨量和風(fēng)速數(shù)據(jù)通過自動雨量計(jì)和風(fēng)速儀測量，數(shù)據(jù)可實(shí)施遠(yuǎn)程傳輸。

3.4 流域水系及小流域信息提取

依托數(shù)字地形圖和高分辨率遙感影像，通過建立數(shù)字高程模型，開展全市境內(nèi)各級河流、流域邊界、小流域邊界及溝系信息提取，建立全市流域-水系拓?fù)潢P(guān)系及小流域基礎(chǔ)空間數(shù)據(jù)庫提供信息資源，為水土保持以小流域?yàn)閱卧M(jìn)行管理和業(yè)務(wù)分析提供“身份證”。

3.5 數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化處理與入庫

DEM數(shù)據(jù)、土地利用、土壤侵蝕數(shù)據(jù)等空間數(shù)據(jù)按流域和行政區(qū)劃兩種空間邏輯進(jìn)行處理建立多層空間索引數(shù)據(jù)入庫；遙感數(shù)據(jù)和DEM數(shù)據(jù)經(jīng)過融合、鑲嵌、配準(zhǔn)等處理，然后重采樣并建立柵格金字塔，金字塔級別與相應(yīng)的矢量數(shù)據(jù)相匹配；紙介質(zhì)數(shù)據(jù)通過辦公軟件或GIS軟件矢量化處理，處理的數(shù)據(jù)均保持同一投影類型和行政邊界，同一級別數(shù)據(jù)達(dá)到空間位置匹配和精度統(tǒng)一。

3.6 應(yīng)用服務(wù)平臺建設(shè)方案

水土保持信息化應(yīng)用服務(wù)平臺建設(shè)，主要是從水土保持業(yè)務(wù)流程中提煉出公用的、基礎(chǔ)的業(yè)務(wù)處理、分析功能，形成規(guī)范統(tǒng)一的各類基礎(chǔ)組件，為水土保持業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè)、運(yùn)行、協(xié)同提供統(tǒng)一的基礎(chǔ)支撐服務(wù)，解決業(yè)務(wù)應(yīng)用之間的互通、互操作、數(shù)據(jù)共享與集成等問題。

4 結(jié)論

項(xiàng)目實(shí)施后，將建成覆蓋全市不同水土流失類型區(qū)的水土保持監(jiān)測站網(wǎng)，具有技術(shù)先進(jìn)、數(shù)據(jù)采集自動高效、監(jiān)測指標(biāo)針對性強(qiáng)、目標(biāo)明確等特點(diǎn)，能夠?qū)崿F(xiàn)水土流失動態(tài)監(jiān)測，生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目及其重點(diǎn)區(qū)域動態(tài)監(jiān)控，水土保持生態(tài)建設(shè)項(xiàng)目監(jiān)測和效益評價(jià)、水土流失重大事件、災(zāi)害事件、突發(fā)事件、重點(diǎn)工程、重點(diǎn)區(qū)域等的監(jiān)測和監(jiān)督執(zhí)法等目標(biāo)同時(shí)為水土保持規(guī)劃和政策制定提供科學(xué)依據(jù)。陜西水利