纸纺沟流域水蚀监测点水土保持监测运行管理情况探讨

豆巧莉

（平凉市水土保持科学研究所，甘肃平凉744000）

平凉市纸纺沟流域水蚀监测点位于甘肃省平凉市城南，地理坐标为北纬35°30′03″、东经106°36′04″，属泾河一级支沟，上游源于六盘山—太统山脉的虎狼山，下游横穿平凉东城区入泾河干流，流域总面积19.40 km2，属子午岭—六盘山国家级水土流失重点预防区。流域多年平均气温8.8℃，多年平均年降水量548.7 mm，年蒸发量1 499.2 mm，多年平均日照时数2 381 h。主要地形地貌为上游土石山梁区，中游黄土丘陵沟壑区，下游残塬沟壑区。土壤类型主要有黄绵土、黑垆土、草甸土、红黏土和新积土；主要植被有榛子、胡枝子、酸刺、珍珠梅、白蒿、臭蒿、火绒草和野菊等。

1 监测站点基本情况

2010 年根据全国水土保持监测网络和信息系统建设甘肃省监测点建设任务，选取了能够代表黄土高原丘陵沟壑区水土流失特点的纸坊沟径流场为监测点。监测点位于纸坊沟水库右坝肩外坡自然坡上，距平凉城区0.9 km，该监测点是全国水土保持监测网络和信息系统建设在甘肃建设的38个监测点之一，属于泾河流域重点治理区的水蚀监测点，编号为DC6221114110。该监测点的管理单位为平凉市水土保持科学研究所，共建有不同坡度的径流小区7个，有专职管理人员6人，负责监测点的管护、数据的采集及整理上报。

2 监测站点运行及管理

2.1 监测站点建设

按照全国水土保持监测网络和信息系统建设二期工程甘肃省水土流失监测点建设任务，平凉市水土保持科学研究所抽组技术骨干，对监测点进行实地考察，依据《水土保持监测技术规程》（SL277-2002)和《水土保持监测设施通用技术条件》（SL342-2006），编制了设计方案。平凉市水利水电工程局承担了纸坊沟水蚀监测点施工任务，工程于2010年5月开工，到6月底结束，工期60 d。共建成径流小区7个，每个径流小区宽5 m，顺坡方向水平长20 m，坡度为5°、10°、15°（2个）、20°（3个），每个径流小区下建集流池，监测场内还建有9要素全自动气象园1处。

2.2 监测内容、方法及结果

监测站点运用地面定点监测和巡查监测等各种技术手段对纸纺沟流域进行动态监测与评价。主要监测内容有降雨量、径流量和泥沙量、土壤含水量和植被覆盖度。其中，降雨量、径流量和泥沙量为全年观测，土壤含水量和植被覆盖度观测期为每年的4—11月。气象园主要测定降雨、风速、空气湿度、气温、地温和蒸发等要素。

2.2.1 降雨量 利用径流场气象园配套的9要素全自动气象站进行实时降雨数据收集和传送，通过电脑端配套的物联网环境监测系统随时进行下载，数据为每隔10秒记录1次，以凌晨0∶00∶00点为起始点，23∶59∶59为观测终点。监测人员定期从App数据终端下载数据，然后摘录降雨过程和日雨量，每次降雨后及时对产流小区采集水样。观测人员每隔15天下载1次数据，及时进行整理，保证数据的完整性，数据下载完毕后，对仪器功能进行重新检查，开始下一个周期的运行，并经常对雨量桶和蒸发皿进行检查，发现有异物及时进行清理，保证其正常运行。

以2020年为例，2020年1—10月共降雨72 d，累积降水量为624.6 mm。8月份降雨最多，为284.2 mm，1月份未降水，汛期（6—8月）降水量为495.6 mm。24 h最大降水量为49.2 mm，日期为8月6日；最大I30为60 mm/h，日期为8月3日；最大降雨侵蚀力为653.92 MJ·mm（/hm·2h），日期为8月3日。月降雨量以8月份最大，累计284.2 mm，占总降雨量的45.5%；汛期6—9月份降雨量达543.4 mm，占总降雨量的87%，高于流域内降雨量的多年平均值。

2.2.2 径流量和泥沙量 采用体积法，径流和泥沙监测为每年第一次降雨产生侵蚀开始到最后一次结束，一般为每年5月1日起到10月底止。每次降雨产流后，依照操作规范进行人工取样，监测期间定期对集流槽、集流池和分水池进行打扫清洗，清理泥土杂物，以保证监测设施的正常运行。

2020年1 —10月共采集4次有效径流样。其中，20°裸地的平均径流量和侵蚀模数分别为2.818 1 m3、51.3 t/hm2，水土流失最为严重；其次为15°构树，平均径流量和侵蚀模数分别为2.4391m3、2.876t/hm2，其他小区相对较小，20°苜蓿小区全年均无产流。这主要是因为20°裸地无植被覆盖，而且坡度大，极易造成水土流失；而构树为2019年新栽植的，虽与欧李同为灌木，但其分蘖程度相对欧李较低，导致盖度远小于欧李，对冠层降雨的截留作用弱，而且平均株高在1.5 m左右，次降雨会对地表面产生击溅侵蚀。而20°苜蓿小区为3年生苜蓿地，植被盖度90%以上，直接到达地表的降雨很小。

2.2.3 田间管理 对裸地20°径流小区按照本地的耕作习惯进行松土、除草，使植被覆盖度符合要求，其他各小区按照管理要求进行施肥、浇水、除草等，2020年共进行田间管护12次。4月中旬，对各小区进行土地平整，清理杂草。6月上旬，对杂交构树和苜蓿草进行第一次收割，统计产量。9月底，对欧李果实进行采摘，杂交构树和苜蓿进行二茬收割。

2.2.4 土壤含水量及植被覆盖度 土壤水分利用时域反射仪（TDR）测定，在每个径流小区内的上、中、下坡位分别布设测管，深度160 cm。每月上旬和下旬对每个小区内的土壤水分及时测定，每20 cm为1层，每层3组重复，2020年全年共测土壤水分14次。

土壤水分监测结果：15°构树小区含水量最高，10°欧李最低。不同土层的平均土壤水分，0～20 cm土层土壤含水量，20°裸地含水量最低，其他小区含水量基本相同；20～40 cm土层内，20°裸地和20°苜蓿小区含水量最高，20°欧李小区含水量最低；60 cm以下土层内的土壤水分在不同小区内虽有变化，但变化幅度较小，具体表现为15°构树小区和20°裸地逐渐增大，5°、10°和15°欧李小区和20°苜蓿小区的土壤水分逐渐减小，20°欧李小区波动变化。

植被覆盖度：用目测法进行观测，观测期为4—11月，每月观测2次，2020年共观测18次，其中苜蓿小区最大，为90.0%，裸地最小，为2.0%。

2.3 监测点运行管理和保障措施

2.3.1 加强组织领导，靠实工作责任 监测站共配备6名管理人员，其中专业技术人员5名（高级工程师1名，工程师3名，助理工程师1名，其中2人为研究生学历），公益性岗位人员1名。由分管副所长负总责，指导监测工作，站长任技术总负责，对监测工作中的技术、资料整编和成果上报严格把关，并全面协调监测工作的开展，径流监测站相关技术人员分类负责，并结合工作实际制定了《纸坊沟径流场岗位职责》《径流监测工作制度》《安全生产制度》和《烘箱安全操作规程》等规章制度，以此作为开展日常工作和安全生产的保障。

2.3.2 积极培训交流，提高业务技能 为了提升监测水平，提高监测质量。每年都会派监测人员参加由甘肃省水利厅水土保持局举办的全省水土保持监测点数据审核与数据整编方法培训班及水保监测技术培训班。通过培训，及时掌握监测动态，进一步提高认识水平，强化监测业务技能，为下一步全面开展工作奠定基础。

3 存在的问题

一是水土保持监测内容广泛，监测任务重，部分监测内容实施难度较大，成本高。二是监测人员业务能力有待提升，对目前开展的监测管护和数据采集需要进一步细化，要进一步掌握自动监测系统运行管护和数据采集整编等方面的工作。三是纸坊沟径流场小区径流泥沙和土壤水分监测目前为人工监测，存在数据采集不连续、不及时的问题。四是现有监测设备实用性不强，监测的设备及手段相对落后，基础设施、仪器设备、观测内容、数据传输与共享平台方面不尽完善，监测设备购买没有指定厂家，监测设备都是网上查询厂家或咨询兄弟单位购置，设备良莠不齐，在监测的真实性、可靠性上还存在一定问题，且设备厂家距单位较远，后期维护及管理不够及时。五是在径流监测工作的开展方面创新思路不够开阔，层次不高。

4 建议

首先，应完善和更新基础设施，采用先进技术、仪器和设备，严格按照有关规范和标准开展工作。其次，建立比较稳定的监测投资机制，加大投资，确保监测的连续性和可靠性。第三，加强与同行之间的交流合作，相互学习，取长补短。