豫西地区土壤墒情监测站的现状与思考

陈琳

(河南省平顶山水文水资源勘测局，河南 平顶山 467000)

1 概述

旱灾是河南省豫西发生频率较高的气象灾害之一，对农业生产产生很大影响，随着社会经济的发展，对抗旱工作提出了新的要求，建设一个高效可靠的旱情信息采集系统，随时采集和掌握旱情信息，为指挥抗旱救灾提供有力保障。河南省国家防汛抗旱指挥系统2期工程旱情信息采集系统中，豫西三门峡市共建设6个固定墒情监测点和30个移动墒情监测点。

2 墒情站网布设

2.1 监测站点布设原则

站点布设应当根据当地的土壤类型、种植结构和地形地貌条件，综合确定墒情监测站点的布设，应选择能代表区域主要作物类型和土壤质地的地块。具体原则如下：①所选站点有足够的代表性，包括地貌的代表性、土壤的代表性、气象和水文地质的代表性、种植作物的代表性；②山丘区：选坡面比降较小且面积较大的地块，避免选在沟底；③平原区：选代表性地块中平整的地方，避开低洼易积水点，且与河渠保持一定的距离；④监测点应尽量远离树木、高大建筑物、道路、河流、水库和大型渠道；⑤在气象局已建墒情站15 km范围内不设站。

2.2 站网分布

固定墒情监测点6个，分别是：窄口、卢氏、涧里、渑池、义马、三门峡；移动墒情监测点30个，包括卢氏县、灵宝市、陕州区、渑池县、义马市、湖滨区境内的监测点。

3 信息采集时段与频次

固定墒情站，每天早上8时采集自报或土壤含水率达到一定阈值后自动上报的土壤含水率；移动墒情站在农作物关键生长期和旱情发展期，应间隔每5 d报送一次土壤墒情信息，报送时间为每月1日、6日、11日、16日、21日、26日8时，旱情严重时，可根据需要适当增加土壤墒情信息的报送频次。

4 信息传输

固定墒情站内置GSM/GPRS模块，通过内置的GSM/GPRS通信模块，利用公共通信网络发送给指定的接收用户；移动墒情站是利用便携式土壤水分分析仪内置GSM/GPRS模块，通过内置的GSM/GPRS通信模块，利用GSM通信网络发送给指定的接收用户。根据河南省目前的网络结构，固定墒情站和移动墒情站的数据均通过移动网络发送到河南省水情中心，接收到的监测站信息自动保存到墒情数据库中，相关单位可通过网络下载或查询共享旱情信息，掌握本地的墒情监测信息。

5 墒情信息的监测

针对不同土壤类型的墒情站点，分别利用土壤水分传感器进行率定，得到相应的土壤类型率定公式，并将率定的不同公式设置到固定或手持式智能终端上，把传感器安插在测墒垂线指定的深度上，采集不同深度的土壤含水率(如表1所示)，最后完成向省水情中心的发送。

表1 移动墒情站监测信息统计表

6 向市防汛抗旱指挥部办公室报送墒情信息

在墒情站点监测上传的数据只是测墒垂线上相对地面10、20、40 cm 3个不同深度上的土壤含水率，在平时向防汛部门提供服务时，仅上报土壤含水率数据不能直接反映出不同站点的实际干旱程度，水文部门必须通过计算转化，将每个站点的土壤相对含水率计算出来，依据旱情判断标准，把站点干旱情况给出直观定性判断。判断标准为：土壤相对含水率>60%为正常，51%～60%为轻度干旱，41%～50%为中度干旱，31%～40%为严重干旱，30%以下为特大干旱。p为土壤含水率10、20、40 cm的算数平均值，相对含水率=土壤含水率p/田间持水量(多为经验值或实验值)。①沙土计算方法：如果p>13，田间持水量取21.70(即p=13.10，则w=13.10/21.70=60.30，正常)；如果p<5，对应田间持水量取16.20(即p=4.90，则w=4.90/16.20=30，特大干旱)；如果13≥p≥5，直接在土壤相对湿度表上查找结果。②壤土计算方法：如果p>14，对应田间持水量取23.40(即p=14.10，则w=14.10/23.40=60.30正常)；如果p<7，对应田间持水量取22.90(即p=6.90，则w=6.90/22.90=30，特大干旱)；如果14≥p≥7，直接在土壤相对湿度表上查找结果。③粘土计算方法：如果p>17，对应田间持水量取28.40(即p=17.10，则w=17.10/28.40=60.20正常)；如果p<9，对应田间持水量取29.50(即p=8.90，则w=8.90/29.50=30，特大干旱)；如果17≥p≥9，直接在土壤相对湿度表上查找结果。

根据每次墒情站的土壤含水率实测信息，结合旱情判断标准，以及站点作物种类、生长期、前期灌溉和前期降雨天数等，向防汛抗旱指挥部门报送较为直观的信息报表(将表1数据信息转化为如表2所示的报表)。

表2 墒情信息报表

7 墒情站运行情况

自2015年8月墒情站建成以来，至2018年期间，6个固定站运行正常，之后三门峡站和窄口站设备出现故障，经运维公司技术人员维护后，三门峡站恢复正常，窄口站依然没有从根本上解决问题。在30个移动站点中，河南省水文水资源勘测局从中选出12个站作为相对固定的站点，按照要求时间点进行监测上报，在具体工作中，有1台移动测墒仪所配套的手机与蓝牙链接出现故障，使用备用设备替代观测。

8 墒情监测工作中存在的问题及解决方案

①固定墒情站场地设施管护力度不足，固定站设施、设备大都在野外大田，场地围栏标准偏低，个别设备存在人为毁坏现象。必须提高看管人员看管费用，增加巡视检查次数，以提高场地维护质量；②维护经费不足，运维公司在个别站点故障的情况下，很难立即赶赴现场解决问题。上级主管部门应该加大墒情站运维费用的投资预算，只有经费充足才能保证维护合同的签订；③移动站点多线长，监测人员长距离开车巡回监测，存在行车安全和监测时间点不能同步的问题。如果将移动站改造为固定站，这些问题即可迎刃而解；④固定站目前利用移动传输，方式单一，一旦移动卡出现问题，很难及时发送信息到水情中心。根据需要，做好长远规划，将固定站升级改造为带卫星的视频站，会提高传输手段的高质量发展，有利于主管部门实时监控监测点作物情况及周边环境情况，经费投入及高科技手段的运用，将有利于墒情监测和服务工作的长足发展。

9 结语

现今，墒情监测站在旱情信息预报及农田水利技术推广方面发挥着重要作用，为各级政府做出正确决策，提供科学理论支撑。通过总结土壤移动墒情监测站具体运行情况，分析发现墒情监测实际工作中存在的问题和不足，并提出了具体解决方案，为今后河南省墒情监测提供了借鉴指导意义。