陕西省土壤墒情监测工作现状分析及建议

赵 红

土壤墒情是反映农作物受旱状况的一项直接的重要指标，也是分析旱情演变规律和开展抗旱灌溉的重要依据。土壤墒情监测是指定点定时对土壤含水量进行测定，及时了解土壤水分过多、适宜、缺少与严重缺乏等情况。

陕西省地处西北干旱和半干旱地区，是水资源短缺最严重的省份之一。在陕西的自然灾害中，旱灾居首，有十年九旱之说。随着经济社会的快速发展，陕西省水资源短缺的矛盾日益加剧，直接影响经济社会的可持续发展。适时掌握土壤墒情，对于合理灌溉、节约用水、抗旱保收具有重要的指导意义。

1 概述

1.1 气候特征

陕西省位于中国西北内陆腹地，地域南北长，东西窄。以秦岭为界，分属黄河、长江两大流域，全省面积20.58万km2。

陕西省地跨北温带和亚热带，整体属大陆季风性气候，由于南北延伸很长，达到800 km以上，所跨纬度多，从而引起境内南北间气候的明显差异。长城沿线以北为温带干旱半干旱气候，陕北其余地区和关中平原为暖温带半湿润气候，陕南盆地为北亚热带湿润气候，山地大部为暖温带湿润气候。

陕西温度的分布，基本上是由南向北逐渐降低，各地的年平均气温在 7～16℃。其中陕北 7～12℃；关中 12～14℃；陕南的浅山河谷为全省最暖地区，多在14～16℃。由于受季风的影响，陕西冬冷夏热、四季分明。

1.2 水文特征

1.2.1 降水

陕西省地处我国干旱和湿润气候的过渡地带，从北到南在纬度、地形、大气环流及水汽来源等方面差异悬殊。陕西省年降水量的分布趋势是南多北少，由北向南递增，受山地地形影响比较显著，山区大于平原、河谷地带。年降水量东西方向也有差异，一般西部大，东部小，关中、陕南皆西部大于东部。

全省多年平均降水量变化范围400～1400 mm，最高区在川陕交界的米仓山一带，多年平均降水量高达1400 mm以上；最低区在陕北长城以北沙漠区，降水量在400 mm以下。降水量的年内分配极不均匀，大部分降水量集中在5～10月，最大降水一般出现在7～9月；降水的年际变化是自北而南增大，最大年降水量与最小年降水量之比为2～8。这种年际变化大、年内分配不均的特点，是造成陕西洪涝与干旱灾害的主要原因。

1.2 蒸发

陕西省水面蒸发量的变化趋势是，由南向北递增、山区向平原递增，干旱高温地区大于植被良好、湿度较大地区。多年平均蒸发量陕北一般为1000～1400 mm，关中900～1200 mm，陕南800～1000 mm。水面蒸发量最大出现在陕北的风沙区，高达1400 mm以上。水面蒸发量的年内分配随各月气温、湿度、风速而变化，全年最小蒸发量一般出现在1月和12月，最大蒸发量陕北、关中和商洛地区多数站出现在6月。

2 墒情监测工作现状分析

2017年7月，陕西省水文局对《陕西省水文基础设施建设规划（2013～2020年）》中有关墒情监测站建设内容进行了摸底调查。经调查，“国家防汛抗旱指挥系统”二期陕西省（后全用二期代替）已建设102处固定站；陕西省水文局（后全用水文局代替）自2009年5月开始开展墒情监测工作以来已建设61处固定站，后续规划建设30处移动站。二期建设的102处固定站，均为自动设备采集、传输，可以连续监测，时效性比较强，而且传感器固定埋设在大田土壤内，不会扰动土壤结构，监测成果区域代表性较好。水文局建设的61处固定站，41个站点为人工取土烘干法监测，是利用铁铲、取土钻等工具在大田采集土壤样本，进行编号，然后回室内进行称重、烘干、再称重，从而计算出土壤的含水率[1]。这种工作方法操作简单，测量精度高，但是十分的繁琐，耗费大量的人力物力，工作效率低，时效性较差，且不能连续监测。另外20个站点为自动设备采集，但为便于管理维护，均安装在水文站院内，监测成果区域代表性不够好。

其它陕西省气象部门、农业部门在全省布设墒情监测站点情况无法了解，是否存在重复建设难以判断，所以本文仅对水利系统规划建设墒情监测站网进行分析评价。

二期建设墒情监测站点102处，全省107个区县，除西安市新城区、碑林区、莲湖区、雁塔区、未央区等5个城区外，其他102个区县各布设1处，按行政区平均分布，基本覆盖了全省，布设原则是选取区域内种植作物和土壤类别代表面积最大的代表性地块[2]。

水文局墒情监测站点截止目前共建设了61处固定站，其中人工站41处，自动站20处。布设原则是耕地面积与行政单元相结合，依托现有水文（位）站、雨量站站网布局，综合考虑重点产粮区，所以41处人工站主要分布于各县（市、区）主要产粮区，其中关中地区布设了13个站点，占到人工站总数的32%。20处自动站考虑到设备安全及运行维护问题，均设在了水文站院内，代表性并不好。而且二期建设墒情监测站点102处和水文局建设的墒情监测站点41处存在重复建设情况，有26个站点的站址是完全重复的。所以扣除重复站点26处和设在水文站院内站点20处共46处，加上规划新建30处站点，全省才共有墒情监测站点147个。如果将水文局46处站点全部改造后，则全省水利系统墒情监测站点数量可达到193处，平均布设密度可达到1.9站/县，基本可以满足在气象、水文和墒情数据的基础上进行干旱分析的需求。详见表1。

表1 陕西省水利系统墒情监测站点数量及布设密度统计表

3 存在问题

（1）重复建设问题。二期建设102处墒情监测站点与水文局建设站点有30处站名重复，26处站址重复，相当于有四分之一的站点重复建设了。这样可能会造成以下几个后果：一是在墒情监测数据汇总时监测数据容易混乱；二是监测工作重复，无形中加大了工作量，造成人力浪费。

（2）资料代表性问题。考虑到设施设备的安全性和运行维护问题，水文局已建20处自动站均设在水文站院内，与相关规范要求不符，资料区域代表性较差。

（3）水文局墒情监测工作经费落实问题。水文局自2009年以来陆续建设了41处人工墒情监测站和20处自动墒情监测站，分布在省内11个市（区），向省抗旱工作管理部门及时、准确地提供了大量详实的土壤墒情监测信息。由于经费一直未能落实，每年需要从其它方面挤占30余万元资金用于墒情监测，墒情监测工作举步维艰。

4 建议

（1）因二期建设和水文局建设站点在站名和站址等方面均存在重复现象，且数量不少，建议对水文局61处水文站全部进行升级改造，其中41处人工站全部升级为自动站，与二期建设的站点重名重址的改名迁站，另外20处自动站也全部迁往大田，并在监测地块竖立永久性标志牌，防止人为破坏监测地块土壤结构，影响监测数据代表性。水文局站点升级改造后，数据自动采集、信息无线传输，可以监测土壤墒情的动态变化特征，发布实时墒情数据。

（2）大田作物生产中农民随雨灌溉、随水灌溉的情况较多，在作物关键生育期缺乏需水与土壤墒情相结合从而适量浇水的专业化指导。为使墒情监测数据能够发挥更大的社会服务作用，建议开发墒情监测部门内部工作管理和信息对外发布两部分软件功能，并对广泛使用的智能移动终端开发APP应用系统，扩展软件的使用范围，使工作范围不再局限于办公室内。

（3）全部改造为自动站后，监测技术方法改进了，劳动力得到了解放，但是自动监测设备后期运行维护费用较高，建议改造时将后期若干年内运行维护费用一并考虑进去。

[1]彭世琪，钟永红，崔勇等.农田土壤墒情监测技术手册；中国农业科学技术出版社，2008.

[2]SL 364-2015，土壤墒情监测规范[S].中国水利水电出版社，2015.