亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        湖北省水土保持監(jiān)測站點(diǎn)徑流小區(qū)布設(shè)及觀測成果應(yīng)用

        2022-06-08 00:32:16趙愛軍何陽波林麗蓉丁樹文
        中國水土保持 2022年6期

        高 超,趙愛軍,楊 偉,何陽波,林麗蓉,丁樹文

        (1.湖北省水土保持監(jiān)測中心,湖北 武漢 430071; 2.湖北省水利水電科學(xué)研究院,湖北 武漢 430064;3.華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 資源與環(huán)境學(xué)院,湖北 武漢 430070)

        水土保持監(jiān)測是防治水土流失和改善生態(tài)環(huán)境的重要基礎(chǔ)性工作。當(dāng)前國家生態(tài)文明建設(shè)對水土保持監(jiān)測工作提出了新的更高的要求,水土保持監(jiān)測工作所面臨的形勢和任務(wù)也因此發(fā)生了較大轉(zhuǎn)變。雖然湖北省水土保持監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)在全省水土保持工作中發(fā)揮了重要作用,但由于早期建設(shè)的監(jiān)測體系存在監(jiān)測點(diǎn)分布不均衡、徑流小區(qū)建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一、設(shè)備老化等問題,因此無法滿足新形勢下的水土保持監(jiān)測工作需求[1]。水土保持監(jiān)測點(diǎn)和徑流小區(qū)的合理布設(shè),以及觀測成果的科學(xué)應(yīng)用是水土保持監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的重要內(nèi)容。

        縱觀國內(nèi)外,徑流小區(qū)在水土流失監(jiān)測過程中發(fā)揮了非常重要的作用。1917年,美國MILLER教授首次將徑流小區(qū)設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)化[2]。之后的100多年里,國外研究人員沿用MILLER教授的標(biāo)準(zhǔn)徑流小區(qū)觀測法,開展土壤侵蝕定量研究和通用土壤流失方程的建立、修訂等工作[3]。我國運(yùn)用徑流小區(qū)法進(jìn)行水土流失定量觀測研究始于1922年,之后構(gòu)建了很多區(qū)域尺度的土壤侵蝕預(yù)報模型,如紅壤區(qū)、黑土區(qū)、黃土高原區(qū)等,還開展了土壤侵蝕因子率定工作,以及構(gòu)建了用于全國水土流失專項(xiàng)普查的中國土壤流失方程等[4]。湖北省水土保持監(jiān)測工作始于20世紀(jì)50年代,經(jīng)過60多年的發(fā)展,特別是通過湖北省水土保持監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)與信息系統(tǒng)建設(shè)一期、二期工程的實(shí)施,全省已經(jīng)初步建成了覆蓋各市州的水土保持監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)體系。但由于早期各監(jiān)測點(diǎn)徑流小區(qū)建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)不一致、設(shè)置目的不明確、管理維護(hù)水平不高,因此不同監(jiān)測點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)難以對比分析。湖北省從2018年開始對水土保持監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行升級改造,對各監(jiān)測點(diǎn)的徑流小區(qū)進(jìn)行了統(tǒng)一布局,逐步實(shí)現(xiàn)了徑流小區(qū)的標(biāo)準(zhǔn)化[5]。本研究以湖北省為案例,介紹省級水土保持監(jiān)測站點(diǎn)和徑流小區(qū)的優(yōu)化布設(shè)及觀測成果的應(yīng)用方案,希望能給其他省份的水土保持監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)升級改造工作提供參考。

        1 監(jiān)測站點(diǎn)布局

        1.1 原有監(jiān)測點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)體系

        湖北省是全國水土流失較為嚴(yán)重的省份之一,全省水土流失面積3.16萬km2,占國土面積的17.02%(數(shù)據(jù)來自《2020年湖北省水土保持公報》)。省內(nèi)水土流失狀況復(fù)雜,各地區(qū)氣候、地形、地質(zhì)、土壤、植被等侵蝕因子差異較大,構(gòu)建健全、科學(xué)的水土保持監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)體系對湖北省水土流失監(jiān)測、水土保持措施效益評估和生態(tài)安全保障具有重要意義。

        湖北省原有水土保持監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)在2010年全面建成,包括1個省水土保持監(jiān)測中心、10個市(州)級監(jiān)測分站和77個監(jiān)測點(diǎn)(包括4個綜合、38個重點(diǎn)、2個示范、33個普通監(jiān)測點(diǎn))。面對社會經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展和生態(tài)文明建設(shè)的新需求,湖北省原有的水土保持監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)體系逐漸暴露出一些問題:舊的監(jiān)測站點(diǎn)布局難以滿足重點(diǎn)防治區(qū)動態(tài)監(jiān)測的工作需求,必須根據(jù)《全國水土保持規(guī)劃國家級水土流失重點(diǎn)預(yù)防區(qū)和重點(diǎn)治理區(qū)復(fù)核劃分成果》要求做出相應(yīng)調(diào)整;監(jiān)測點(diǎn)布局不夠合理,分類和數(shù)量偏多,需要進(jìn)一步精簡;大部分監(jiān)測點(diǎn)監(jiān)測設(shè)施老舊,影響數(shù)據(jù)的精確性,需要更換;徑流小區(qū)建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一,設(shè)置目的不明確,措施布置和日常管理流程等缺乏系統(tǒng)性,影響觀測數(shù)據(jù)的完整性和準(zhǔn)確性,導(dǎo)致不同監(jiān)測站點(diǎn)、不同徑流小區(qū)之間的數(shù)據(jù)難以進(jìn)行科學(xué)分析和比較研究。

        1.2 優(yōu)化后的監(jiān)測站點(diǎn)空間布局

        湖北省監(jiān)測站點(diǎn)優(yōu)化布局遵循“以大江大河流域?yàn)閱卧M(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃;水土保持區(qū)劃全覆蓋;代表性強(qiáng)、重點(diǎn)突出、層次分明;多尺度相結(jié)合;充分利用已有水土保持站點(diǎn)和水文站點(diǎn);經(jīng)濟(jì)實(shí)用、密度適中、便利安全”的原則。優(yōu)化后的湖北省水土保持監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)體系包括兩部分:一是省級水土保持監(jiān)測網(wǎng)絡(luò),由省水土保持監(jiān)測中心、市(州)級監(jiān)測分站及監(jiān)測點(diǎn)三級組成(表1);二是縣(區(qū)、市)級水土保持監(jiān)測點(diǎn),由縣(區(qū)、市)級監(jiān)測機(jī)構(gòu)按照行政區(qū)劃自行設(shè)置,自主建設(shè)普通監(jiān)測點(diǎn)。優(yōu)化后的省級水土保持監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)由1個省水土保持監(jiān)測中心、14個市(州)級監(jiān)測分站和42個監(jiān)測點(diǎn)組成。對比優(yōu)化前后,1個省水土保持監(jiān)測中心保持不變,市(州)級監(jiān)測分站由原來的10個增加到14個,增加的4個是將優(yōu)化前的4個綜合監(jiān)測點(diǎn)調(diào)整過來;監(jiān)測點(diǎn)類型只保留綜合監(jiān)測點(diǎn)和重點(diǎn)監(jiān)測點(diǎn)兩種,監(jiān)測點(diǎn)數(shù)量由原來的77個縮減到42個[6個綜合監(jiān)測點(diǎn)、36個重點(diǎn)監(jiān)測點(diǎn)(含利用7個水文站)],減少的監(jiān)測點(diǎn)主要為沒有試驗(yàn)觀測任務(wù)的普通監(jiān)測點(diǎn)、滑坡泥石流預(yù)警點(diǎn)、土壤墑情點(diǎn)。優(yōu)化后的省級水土保持監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)了全省8個水土保持三級區(qū)全覆蓋(表2、圖1),彌補(bǔ)了原有監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)在南陽盆地及大洪山丘陵保土農(nóng)田防護(hù)區(qū)、洞庭湖丘陵平原農(nóng)田防護(hù)水質(zhì)維護(hù)區(qū)這兩個三級區(qū)劃域內(nèi)水土保持監(jiān)測點(diǎn)的空白,使監(jiān)測點(diǎn)分布更加科學(xué)合理。

        圖1 湖北省水土保持監(jiān)測點(diǎn)優(yōu)化后的布局示意

        表1 湖北省水土保持監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化前后對比

        表2 湖北省不同水土保持區(qū)劃區(qū)域監(jiān)測點(diǎn)優(yōu)化前后數(shù)量對比

        2 徑流小區(qū)布設(shè)

        2.1 目標(biāo)和任務(wù)

        根據(jù)試驗(yàn)?zāi)康目蓪搅餍^(qū)分為裸地對照小區(qū)、坡度小區(qū)、坡長小區(qū)、水土保持措施小區(qū)等,主要用于定量監(jiān)測水土流失量,研究水土保持效益,探索水土流失規(guī)律。標(biāo)準(zhǔn)徑流小區(qū)規(guī)格一般為水平投影坡長20 m、寬5 m。湖北省原有水土保持監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)建設(shè)過程中,監(jiān)測站點(diǎn)徑流小區(qū)都是由地方自籌資金建設(shè),省級為其配置監(jiān)測設(shè)備。大多數(shù)監(jiān)測站點(diǎn)建設(shè)的徑流小區(qū)為非標(biāo)準(zhǔn)小區(qū),導(dǎo)致不同監(jiān)測點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)不具對比性,難以統(tǒng)一利用。因此,升級改造要對各監(jiān)測站點(diǎn)的徑流小區(qū)進(jìn)行統(tǒng)一設(shè)計并建設(shè),從而實(shí)現(xiàn)徑流小區(qū)的規(guī)范化和標(biāo)準(zhǔn)化,便于監(jiān)測成果的應(yīng)用。

        2.2 原則和思路

        徑流小區(qū)的優(yōu)化布局必須從小區(qū)的布設(shè)目的或功能應(yīng)用出發(fā),即明確小區(qū)是用于水土流失觀測,還是用于水土保持效益觀測,或是作為對照比較。此外,徑流小區(qū)的坡度、土壤類型、土地利用、植物措施等必須具有代表性和典型性,要能夠反映代表區(qū)域內(nèi)主要水土流失地塊狀況。監(jiān)測點(diǎn)徑流小區(qū)布設(shè)的目的和功能、代表性和典型性、選址及大小(坡長、投影面積)、坡度、措施布置等,是根據(jù)由全省水土保持遙感調(diào)查成果統(tǒng)計分析得出的代表區(qū)域水土流失地塊分布特征和數(shù)量、侵蝕土壤類型、土地利用類型、坡度和植物類型等因素進(jìn)行統(tǒng)一論證和確定的。

        2.3 優(yōu)化布局方案

        湖北省水土保持監(jiān)測站點(diǎn)徑流小區(qū)布設(shè)中小區(qū)地類及坡度的設(shè)置參考《土壤侵蝕分類分級標(biāo)準(zhǔn)》(SL 190—2007)中的水力侵蝕分級指標(biāo)中的地類及坡度劃分,優(yōu)化后的徑流小區(qū)分為3類[6]:①水土流失觀測小區(qū),根據(jù)全省水土保持遙感調(diào)查成果,統(tǒng)計分析8個水土保持三級區(qū)水土流失地塊的分布特征和數(shù)量、侵蝕土壤類型、土地利用類型、坡度和植物類型等。②水土保持效益觀測小區(qū),根據(jù)全省水土保持遙感調(diào)查成果,結(jié)合各地水土保持措施特點(diǎn)布置??紤]到經(jīng)濟(jì)成本,重點(diǎn)監(jiān)測點(diǎn)的徑流小區(qū)措施類型與所在水土保持區(qū)的綜合監(jiān)測點(diǎn)相同,只設(shè)計一種典型坡度。③對照小區(qū),根據(jù)水土流失觀測小區(qū)和水土保持效益觀測小區(qū)的坡度來布置對應(yīng)坡度的對照小區(qū)。

        每個監(jiān)測點(diǎn)的土壤類型為所代表三級區(qū)的主要侵蝕土壤類型。根據(jù)布設(shè)目的、功能、代表性、典型性綜合確定每個監(jiān)測點(diǎn)的徑流小區(qū)數(shù)量。優(yōu)化后的徑流小區(qū)規(guī)格統(tǒng)一為水平投影坡長20 m、寬5 m,綜合監(jiān)測點(diǎn)小區(qū)坡度包括5°、8°、15°、25°、35°、>35°,重點(diǎn)監(jiān)測點(diǎn)小區(qū)坡度統(tǒng)一設(shè)置為15°,措施類型涵蓋裸地對照(無措施)、植物措施、工程措施等。8個水土保持三級區(qū)中,綜合、重點(diǎn)(水保)及重點(diǎn)(水文)監(jiān)測點(diǎn)的數(shù)量分別為6、29、7個,其徑流小區(qū)數(shù)量總計依次為161、261個和0,其中水文站主要開展降雨和河流徑流泥沙觀測,見表3。優(yōu)化后的監(jiān)測點(diǎn)將配備自動化觀測設(shè)備,能夠自動觀測徑流、泥沙、氣象、土壤水分等,同時保留了人工監(jiān)測手段,既可以作為自動化設(shè)備故障時的備用監(jiān)測手段,又使得人工和自動化兩部分?jǐn)?shù)據(jù)可以相互印證。其中,自動化監(jiān)測設(shè)備全部與省水土保持監(jiān)測預(yù)報平臺對接,實(shí)現(xiàn)監(jiān)測數(shù)據(jù)的自動采集、傳輸、存儲、分析、顯示。

        表3 水土保持三級區(qū)監(jiān)測點(diǎn)及徑流小區(qū)布局

        3 觀測成果應(yīng)用

        3.1 應(yīng)用體系框架

        優(yōu)化后的監(jiān)測站點(diǎn),經(jīng)過長期定位觀測,積累了豐富的水土流失監(jiān)測數(shù)據(jù)。監(jiān)測數(shù)據(jù)主要包括徑流、泥

        沙、土壤、植被、降雨等,需要進(jìn)行及時分析、深入挖掘和廣泛應(yīng)用才能成為水土保持和生態(tài)文明建設(shè)的數(shù)據(jù)支撐。監(jiān)測應(yīng)用方面主要體現(xiàn)在(圖2):完成數(shù)據(jù)匯編和支撐水土保持公報,反映水土流失年度動態(tài)變化;探索水土保持科學(xué)問題,尤其是土壤侵蝕基礎(chǔ)數(shù)據(jù)研究(如土壤侵蝕模型本地化應(yīng)用),以提高區(qū)域水土流失量估算精度;開展水土保持效益評價,為水土保持措施選擇、水土流失治理及相關(guān)決策制定提供依據(jù);在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)成果共享和助力湖北省生態(tài)文明建設(shè)。

        圖2 徑流小區(qū)觀測布局及成果應(yīng)用框架

        3.2 數(shù)據(jù)匯編和水土保持公報

        水土保持監(jiān)測點(diǎn)數(shù)據(jù)匯編報告和水土保持公報是反映水土流失變化的重要數(shù)據(jù)資料。湖北省按照水利部水土保持監(jiān)測中心編制的《徑流小區(qū)和小流域水土保持監(jiān)測手冊》,結(jié)合年度全省水土流失動態(tài)監(jiān)測項(xiàng)目制定了《湖北省水土流失動態(tài)監(jiān)測項(xiàng)目徑流小區(qū)監(jiān)測任務(wù)書》,每年對全省水土保持監(jiān)測點(diǎn)的徑流小區(qū)監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行整理、分析和匯總,以規(guī)范、易懂和便于應(yīng)用的一系列表格形式匯編成冊。整編內(nèi)容包括徑流、泥沙及水土流失影響因素(降水、地形、植被、土地利用等)等資料。資料都以表格形式進(jìn)行整編,包括資料說明整編表格(自然概況、基本圖件、基本信息)和監(jiān)測數(shù)據(jù)整編表格兩類。監(jiān)測點(diǎn)整編資料中的徑流小區(qū)年度觀測成果數(shù)據(jù),可直接用于省級和市縣水土保持公報。

        3.3 土壤侵蝕模型本地化應(yīng)用

        我國水力侵蝕地區(qū)采用中國土壤流失方程(CSLE)計算土壤侵蝕模數(shù),亦稱“七因子法”。其中,R(降雨侵蝕力因子)、K(土壤可蝕性因子)、E(工程措施因子)、T(耕作措施因子)4個因子較難獲得,是因?yàn)槠浞謩e與降雨、土壤、水土保持工程措施、耕作措施密切相關(guān),具有顯著的區(qū)域特征且需要較長時間序列數(shù)據(jù)。土壤侵蝕模型只有實(shí)現(xiàn)本地化應(yīng)用以后,計算出的土壤侵蝕模數(shù)才具有代表性。但是,目前湖北省年度水土流失動態(tài)監(jiān)測中R、K、E、T四因子的代表性和精度不高?;诤笔?個水土保持三級區(qū)的不同自然條件,長期跟蹤和分析各區(qū)的水土流失狀況和水土流失影響因素,開展水土流失因子率定研究,可最終確定湖北本地化的土壤侵蝕模型參數(shù),為后續(xù)建立適用于湖北地區(qū)的土壤侵蝕模型奠定基礎(chǔ)。

        近幾年,湖北省持續(xù)開展模型參數(shù)率定研究,主要是積累數(shù)據(jù),確定模型參數(shù)的率定方法。例如:利用全省近30年逐日降雨量數(shù)據(jù)分析湖北省水土保持三級區(qū)的R值時間動態(tài)變化和不同水分年的R值空間分布特征,利用8個自動化監(jiān)測點(diǎn)的實(shí)時降雨量觀測數(shù)據(jù),分析不同雨型的場次降雨侵蝕力R值特征;在8個自動化監(jiān)測點(diǎn)的所有徑流小區(qū)采集土樣,測試土壤理化性質(zhì),進(jìn)而用EPIC模型計算K值,此外還可用標(biāo)準(zhǔn)徑流小區(qū)的侵蝕量觀測值計算K值;利用自動化監(jiān)測點(diǎn)的所有徑流小區(qū)的土壤侵蝕量觀測值計算不同雨型、不同措施的場次E、T值。這些模型因子的率定工作可為將來的區(qū)域水土流失實(shí)時監(jiān)測預(yù)報提供重要的土壤侵蝕模型參數(shù)。R、K、E、T參數(shù)的率定工作需要多年長期開展,且需要完整、高質(zhì)量的觀測數(shù)據(jù)做支撐。

        3.4 區(qū)域土壤侵蝕模數(shù)估算

        根據(jù)徑流小區(qū)布設(shè)方案,典型水土流失地塊上的小區(qū)觀測成果可以用于不同水土保持區(qū)土壤侵蝕模數(shù)的估算。結(jié)合相關(guān)技術(shù)規(guī)范,通過遙感監(jiān)測和地面調(diào)查相結(jié)合的方法獲得各個水土保持區(qū)的土壤類型、土地利用類型、植被情況、坡度、面積和空間分布狀況。再結(jié)合相應(yīng)水土保持區(qū)對應(yīng)的徑流小區(qū)的數(shù)據(jù),估算不同水土流失地塊的土壤侵蝕模數(shù)和各級區(qū)域(省、市、縣或者流域)某個時段的土壤流失量,實(shí)現(xiàn)土壤流失的實(shí)時動態(tài)預(yù)報,預(yù)報結(jié)果通過圖形實(shí)時動態(tài)更新顯示。目前,湖北已啟動該項(xiàng)工作,開發(fā)了湖北省水土保持監(jiān)測預(yù)報平臺。此外,區(qū)域水土流失量估算數(shù)據(jù)也可以用于對水土流失區(qū)域遙感監(jiān)測結(jié)果的驗(yàn)證。

        3.5 探索水土保持科學(xué)問題

        目前,水土保持研究方面還存在一些難題,例如:土壤侵蝕基礎(chǔ)數(shù)值不清楚,從而導(dǎo)致土壤可蝕性值、容許土壤流失量等評價指標(biāo)無法精確量化,定量化關(guān)系(或響應(yīng))研究也還不夠;降水動力分布、地面水流傳輸機(jī)理(土壤水分特性與土壤穩(wěn)定性、輸沙能力與近地表形態(tài))仍有不清楚的地方;植被建設(shè)與防護(hù)機(jī)制研究不足,如植物高度、葉片形態(tài)、冠幅、葉面積等對水土流失的影響等。徑流小區(qū)觀測數(shù)據(jù)是分析和解決水土保持科學(xué)問題的基礎(chǔ)數(shù)據(jù),可以結(jié)合上述相關(guān)問題進(jìn)行分析應(yīng)用。

        3.6 水土保持效益評價

        水土保持效益評價是水土保持監(jiān)測數(shù)據(jù)分析應(yīng)用的重要方面,也是水土流失治理和水土保持決策的數(shù)據(jù)參考。優(yōu)化后的監(jiān)測站點(diǎn)采用自動化觀測設(shè)備,能夠采集連續(xù)、長時間序列的降雨、徑流、泥沙等數(shù)據(jù),是開展不同坡度、不同土壤類型、不同土地利用、不同措施或復(fù)合措施作用下的減流減沙效益、控制坡地養(yǎng)分流失效應(yīng)及其他生態(tài)效益研究的重要場所。對不同類型水土流失地塊徑流小區(qū)的水土保持效益進(jìn)行全面和科學(xué)評價,可以建立不同尺度水土保持生態(tài)效益評價指標(biāo)體系,為區(qū)域水土保持生態(tài)效益定量評價和生態(tài)建設(shè)提供數(shù)據(jù)參考和決策依據(jù)。

        中文字幕人妻中文| 国模精品二区| 亚洲婷婷五月综合狠狠爱| 乱码一二区在线亚洲| 蜜桃视频在线观看免费亚洲| 国产爆乳无码一区二区在线| 无码丰满熟妇一区二区| 日本一道本加勒比东京热| 美女高潮无遮挡免费视频| 国产天堂av在线一二三四| 亚洲嫩草影院久久精品| 成人做爰视频www| 日韩少妇人妻中文视频| 中文字幕中文一区中文字幕| 精品国产一区二区三区久久狼| 9久久婷婷国产综合精品性色 | 久久6国产| 人妻少妇精品视频无码专区| 女同另类一区二区三区| 国产中文字幕乱码在线| 国产精品污www一区二区三区| 国产在线一区二区三区乱码| 国产91熟女高潮一曲区| 欧美刺激午夜性久久久久久久| 国产免费拔擦拔擦8x高清在线人| 日韩精品人妻系列中文字幕| 99久久免费中文字幕精品| 精品亚洲午夜久久久久| 在线观看国产成人av片| 欧美日韩精品久久久免费观看| 9久久婷婷国产综合精品性色| 国产一区二区三区在线观看蜜桃| 禁止免费无码网站| 亚欧国产女人天堂Av在线播放 | 肥老熟妇伦子伦456视频| 亚洲国产黄色在线观看| 亚洲av日韩av一卡二卡| 男女真实有遮挡xx00动态图| 久久久无码中文字幕久...| 精品在线视频在线视频在线视频| 亚洲AV无码成人精品区H|