水土保持监测站点建设管理及有关问题探讨——以崇陵观测场为例

张广英

(保定市水土保持试验站，河北 保定 071051)

水土保持监测站点建设管理及有关问题探讨
——以崇陵观测场为例

张广英

(保定市水土保持试验站，河北 保定 071051)

水土保持监测；建设管理；经验成效；崇陵观测场

介绍了易县崇陵观测场的建设情况，总结了该观测场在监测科研、国内外合作交流等方面取得的经验与成效。重点分析了崇陵观测场存在的监测设施建管不到位、监测技术标准不完善、监测设备维护不及时、人为因素影响监测、资源共享不足等问题，并提出了相应的建议。

1 崇陵观测场建设情况

崇陵观测场地处河北省易县清西陵境内，位于太行山低山丘陵区，属白洋淀上游北易水河二级支流，中心地理位置东经115°23′09″、北纬39°23′28″，流域呈扇形，为一闭合流域，面积6 km2。地形、地貌、土壤、植被、社会经济等特征在太行山低山丘陵区具有典型的代表性。崇陵观测场前身为“西陵水土保持试验站”，早在1959年就开展了水土保持监测和试验研究工作，1967年因“文革”中断观测，1984年恢复观测至今。

全国水土保持监测网络及信息系统建设启动后，崇陵观测场被确定为长期定位观测场，统一编号为CD1320134130[1]。目前，流域内不同植被类型区分别建有对比沟控制站，自西向东依次为杨树沟自然荒草区、万亩林沟园林化综合治理区、狼尾巴沟纯刺槐林区、虎窑沟针叶林治理区，以及成林沟、幼林沟纯侧柏林区，总控制卡口站布设在崇陵沟口。

流域监测设施主要有自动气象观测站1个，代表不同植被类型区对比试验流域卡口站8个(自动2个，观测断面有平坦V形量水堰、矩形喉道量水堰、巴歇尔量水堰、三角薄壁量水堰等)，坡面径流小区21个(自动2个)，雨量观测点12个(自动5个)，土壤水观测点15个(自动6个)，地下水观测点6个(自动2个)。野外主要监测设备有气候梯度监测塔、雨量筒(遥测雨量筒、球形雨量筒)、E601蒸发皿、温度传感器、水位传感器、负压计、TDR等。室内分析设备主要有电脑、数采设备、烘干箱、分析天平、UPS等。观测内容主要有不同植被类型区降雨量、径流量、泥沙量，流域水循环过程、地下水动态变化、土壤水动态变化、林内气候、林内穿透降雨、林冠截留、树干径流、林内蒸发等，在重点部位实现了数据的自动化采集。

2012年崇陵观测场被水利部海河水利委员会海河流域水土保持监测中心站列入水土保持监测示范站点。

2 取得的经验与成效

2.1 获得大量监测数据，开展多项课题研究，取得一批科研成果

积累了1959—1967年、1985年至今近40年长系列的水土流失监测数据。自2005年起，每年将监测数据及时上报河北省水土保持生态环境监测总站，为全省水土保持治理规划设计、预防监督及生态建设宏观决策提供依据。利用崇陵观测场积极开展课题研究，完成国家级、省级科研项目20余项，引进优良林果草种10多种，获河北省科技进步奖2项、河北省山区创业奖3项，在国家、省级科技期刊发表论文30余篇。

2.2 依托崇陵观测场创建联合试验平台，积极开展国内外科技合作与交流

2003年始，易县崇陵观测场先后与中科院地理科学与资源研究所等多个国家级、省级科研院所开展科技合作，签订长期合作协议，并成立了技术指导委员会和组织管理委员会，建立了联合试验平台(国家科研院所教学实习培训平台、生态环境试验研究平台、技术示范推广平台)。通过科技合作，取长补短，优势互补，资源共享。一方面，承担了科研院所教学、实习等任务，培养了人才；另一方面，完成了观测场有关监测项目，弥补了观测场监测力量的不足。如与河北农业大学合作完成了崇陵流域土壤调查，并提交崇陵流域土壤类型分布图；与中科院地理科学与资源研究所合作完成了不同土壤类型土壤参数的确定等，开展了“同位素技术监测试验研究”。合作以来，先后有日本、澳大利亚、美国、德国、挪威、俄罗斯等20多个国家的专家学者共300多人次来观测场考察交流和开展技术研究，如与日本筑波大学合作开展了“悬移质泥沙自动监测试验研究”，与美国弗吉尼亚大学合作开展了“生物滤池试验研究”等。通过科技合作，不但引进了先进的监测设备、技术人才和监测方法，提高了监测水平，而且丰富了观测场的监测内容，使水保监测由单纯的“水-土”监测发展为“气圈、土圈、生物圈、水圈”全方位监测，使监测工作更全面、更深入，更能反映水土保持效益。

2.3 依托易县崇陵观测场创办国家水土保持科技示范园区

依托崇陵观测场，结合清西陵水土保持工程建设项目，建设了水土保持工程措施和生物措施示范工程、生态旅游休闲观光设施、集雨利用和节水示范工程等，并建设了水土保持科教馆，2012年被水利部命名为“国家水土保持科技示范园区”。示范园区不但是进行科学研究的平台和引进先进技术的试验基地，而且是保定市青少年水土保持科普教育基地、中小学的户外教室，为增强全社会尤其是青少年的水土流失忧患意识，树立水土保持生态文明理念发挥了积极作用。

第五，智慧养老服务模式共享程度高，覆盖面广。智慧养老服务模式的建设，目前在我国不同省份不同地区都具备一定的政策环境和建设的基础设施条件，东西部地区在基础设施上虽有差异，但不足以成为智慧养老服务模式建设和发展的障碍因素。只要首先通过建设运营好第一个智慧养老服务平台，就可以将其经验复制到其他区域。另外，通过产出线上线下相结合的养老服务平台操作指南、运行标准、政策制度，再通过养老服务平台试点工作总结、反思与改进，不断地提升智慧养老服务质量和服务效率，促进智慧养老服务模式不断发展完善，最终实现我国养老服务体系全面覆盖、全民参与养老服务事业的新格局。

2.4 自主研发先进技术设备，提高水土保持监测水平

先进的监测设施和设备是提高监测质量和监测水平的重要手段。为全面监测水土保持效益，使水土保持监测更具针对性、实用性、科学性，我们将流域总出口的控制断面由单一的平坦V形量水堰测流改建为三级梯度测流(小流量采用三角薄壁堰、中流量采用巴歇尔量水堰、大流量采用平坦V形量水堰)，各监测断面均安装了压力传感器，实时监测水位动态变化，不仅克服了原来只能监测较大流量过程的弊端，而且提高了监测精度。此外，为解决林地蒸发监测难题，我们自主研制的“一种小流域全自动三级测流装置”和“一种林内观测蒸发计”两项成果均获得国家发明专利；自主建设了径流小区水循环监测设施，对松树和灌草径流小区边墙采用混凝土防渗处理，并对地表径流、地下径流和土壤水分别进行实时监测，使水土保持效益监测更加准确高效。

3 存在的问题

3.1 监测设施建管问题

径流小区施工中，一些施工单位只重视监测工程的规格大小，不注重对原地貌的保护，甚至大挖大填，随意对小区内的植被、土壤进行扰动和破坏，致使监测小区失去了原有的监测目的和意义[2-3]。有的监测小区未按设计要求严格施工，质量较差，如边墙出现裂缝、墙顶做成平面而非外斜面，影响监测质量。此外，集水池(桶)、分流池(桶)漏水，集水槽坡降不够、底部粗糙，均会对监测结果造成影响。因此，制定水土保持监测工程建设标准和水土保持监测工程运行管理规范等十分必要。只有做好监测工程的标准化建设和日常管理的每个环节，才能确保监测工程的正常运行。

3.2 监测技术标准需完善

随着监测工作的不断深入，现有的监测标准已不能满足现实工作的需要，急需补充完善。如：不同尺度监测区域的监测任务、监测内容、监测方法、技术路线和监测频次及适用的监测仪器设备的确定；不同监测对象如生态清洁小流域、生态修复等监测指标的确定；监测质量评价标准的确定等；各种观测规范如坡面径流场观测规范、沟道控制站观测规范、监测设备操作规范、监测数据分析整编规范等。因各地采用的监测标准不一、方法不同，很难保证监测数据的准确性、可比性。因此，确定监测标准、制定监测规范是当前急需解决的问题。

现代化的自动监测设备已在水土保持监测中得到广泛应用，但设备老化、年久失修或操作不当、遭受雷击等问题也普遍存在[4]。崇陵观测场每年入冬前都要由生产厂家对各种监测设备进行维护校验，以保证工作状态良好。尽管如此，监测中还经常发生设备故障造成监测中断、数据丢失的情况。近些年还曾出现雷击造成监测系统瘫痪，电脑、传感器等大批设备被击坏，损失惨重。目前，已委托具有防雷工程资质的单位完成设计工作，并安装了避雷设施。因此，健全监测设备使用和维护管理制度，做好监测设备的及时维护校验是水土保持监测工作中的重要环节。

3.4 人为因素影响监测问题

人为因素对水保监测质量也会产生直接影响。如径流小区泥沙监测时，立地条件为石质山区，土层较薄，属多沙粗沙区，若所测的集水池含沙量明显偏小，则主要是因为采集水样时未搅拌均匀。因此，应针对不同土壤类型区如石质山区、坝上黄土区等，对集水池浑水搅拌使用的工具、搅拌方法和时间根据小区土壤质地情况而定，制定操作规范，规范操作行为，防止人为因素的干扰，保证监测质量。集水池泥沙清理不彻底、采集水样不能及时处理同样会影响监测质量，如因交通不便，搬运途中碰洒或放置过久造成蒸发损失等，这些均会影响监测精度。

3.5 资源共享问题

水土保持是一个涉及测绘、水文、林业、土地、气象、农业等多部门的学科[5]。水土保持监测数据来源不只是水土保持部门，而现实情况是各部门间缺乏统筹协调管理，大量资料和成果仅存放于档案柜内，标准不统一，兼容性差，查阅不便，难以共享。因此，实现资源共享是当前亟待解决的问题。一方面，需要对可以利用的信息资源进行分类，按统一标准和要求清理、分析、整合、汇编；另一方面，建立信息资源数据库，对新的原型观测数据、遥感影像数据等资料通过动态更新及时补充，充分发挥已有成果的作用。

3.6 监测动态性问题

长期以来，监测工作只重视点上观测数据和结果，忽视面上水土流失因素的调查监测；只重视定位监测，忽视动态监测；只重视土的监测，忽视水的监测。如控制站监测只对出口断面径流、含沙量进行了动态监测，而将流域情况视作静态考虑，没有对流域土地利用、植被等变化情况进行同步监测。径流小区也是对降雨量、径流量、泥沙量进行动态监测，忽视了对小区内各种管理措施和植被情况的动态监测。单纯为了监测而监测，只得到监测结果而不知造成这种结果的原因，从而失去了监测的价值和应有的意义。此外，用于水土保持试验研究的小区观测数据，对于探索不同因子或单项措施对该小区水土流失的影响具有一定意义，但很难通过监测小区数据说明一个流域或一个区域的水土流失状况。因而控制站、径流小区在对出口断面泥沙、径流进行监测的同时，有必要对流域或观测区开展动态监测，更应根据土地利用情况开展定期或不定期的调查、定点观测或临时性监测，以便及时了解水土流失及其防治现状，分析动态变化，预测其演变趋势，揭示可变事物之间的相互关系。

4 结 语

我国的水土保持监测工作起步较晚，但经过从业者长期的努力，目前已在水土保持行业中具有重要的地位。我国水土保持监测网络体系已经基本形成，“硬件”齐备，但一定要认识到水土保持监测的长期性、重要性，不断完善监测管理体系和质量体系。要做好中、长期规划，按水土流失实际情况，有步骤、有重点地全面开展水土保持监测工作。要确保监测结果的真实性、准确性，并不断提高全民的水土保持意识。在以后水土保持监测工作中，首先应加大设施投入，加强维护管理，保障水土保持监测设备的正常使用，并加大业务培训，减少人为因素对监测结果的影响，确保监测资料的可靠性；其次要加强与科研院所合作，促进监测站点科学发展，逐步统一各地监测标准，制定各种监测规范；最后是扩展监测范围，从地面到地下，加强动态监测，体现监测工作的全面性。

[1] 中华人民共和国水利部.中华人民共和国水利行业标准：水土保持监测点代码[S].北京：2009：4.

[2] 陈三雄，牛志鹏.新要求下生产建设项目水土保持监测工作的实践与思考[J].中国水土保持，2010(2)：15-18.

[3] 冀文慧，贾莲莲.线性建设项目水土保持监测方法简析——以陕北某输气管道工程为例[J].水土保持研究，2010,17(4) :10-13.

[4] 周训凤，赵辉，王东生，等.衡炎高速公路不同施工类型区水土流失分异规律分析[J].中国水土保持，2009(9):20-21.

[5] 刘芳.开发建设项目中水土流失预测研究综述[J].中国科技信息，2009(9):64-65.

(责任编辑 孙占锋)

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张广英(1965—)，男，河北赵县人，教授级高级工程师，保定市水利学会副理事长，主要从事水土保持研究工作。

2017-01-10