生产建设项目水土保持监测问题及对策

冯 静，钟鑫鑫，谭志勇，李婉娇，任怀新，蒋 雷

(1.内蒙古自治区水利科学研究院，呼和浩特 010052；2.国网内蒙古东部电力有限公司，呼和浩特 010010；3.内蒙古灵海水利工程有限公司，呼和浩特 010020)

1 概述

我国是世界上水土流失最严重的国家之一，根据水利部最新监测成果，2018—2022年我国水土流失总面积及中度以上水土流失面积均呈逐年下降趋势，轻度水土流失面积呈增加趋势；全国水土流失总面积由2018年的273.69万km2下降为265.34万km2，2019年和2022年数值变化较为明显。根据侵蚀强度变化值分析，中度以上水土流失面积2019年下降最为明显，为4.91万km2；中度以上水土流失面积占比也呈逐年下降趋势，5年下降了3.2%。按水土流失发生的地域分析，水土流失主要集中在西部区，近5年西部区水土流失面积均占总面积的80%以上，且占比呈增加趋势。按侵蚀类型划分，我国以风力侵蚀为主，风力侵蚀约占总面积的60%，这与西部区水土流失面积大有直接关系，西部区由于气象条件、水资源等因素限制，植被成活率低，水土流失仍较为严重；新增水土流失量和潜在水土流失量较高，生产建设项目造成的水土流失也是新增水土流失的高发区，需引起足够重视。

我国水土流失观测始于20世纪20年代，最初采用径流小区定量观测水土流失量，随后的研究以地面径流泥沙观测场和小流域综合试验区为观测对象开展典型试验观测，1998年水利部在全国建立四级水土保持监测机构，全国水土保持定位观测站的设立等为水土保持监测工作奠定了基础[1-2]。

生产建设项目水土保持监测始于20世纪80年代，自水土保持法实施以来已得到广泛推广，目前已取得了一定成效。生产建设项目水土保持监测是从保护水土资源和维护良好的生态环境出发，通过科学的方法、技术、手段和管理系统，对工程建设造成的水土流失及防治效果进行跟踪调查和监测，获取反映水土流失状况、变化趋势的数据资料，并对数据进行分析和评价，为水土保持工作的科学决策提供依据[3-7]。随着社会经济的发展，我国的城镇化、工业化进程加快，在给人们带来物质生活条件改善的同时，水资源短缺、水土流失、土地荒漠化、洪涝灾害等生态环境问题日益突出[8-13]，如工程建设与运行，造成土体开挖与回填、堆垫等，弃土、弃渣占压土地资源、侵吞农田、淤堵河道等。因此，国家大力倡导绿色发展，积极推进生态文明建设。在此形势下，水土保持监测作为生产建设项目水土保持的重要环节，日益受到关注和重视。本文通过探讨生产建设项目水土保持监测存在的问题并提出相应的对策，为科学决策提供依据。

2 水土保持监测问题

随着经济社会的发展和生产建设项目的不断增多，在生产建设项目的开发建设过程中，由于生产建设单位及施工单位对水土保持监测工作重视不足，缺乏健全监测技术标准及组织机构，技术力量不足、经费缺乏，主管部门监督力度不足等原因[14-16]，致使部分生产建设项目在水土保持监测方面存在一定问题和薄弱环节，需要引起高度重视。

从水土保持监测服务机构的角度出发分析，生产建设项目水土保持监测主要存在以下问题。

1) 监测手段不足。这是一个非常突出的问题，目前，很多项目仍然采用传统的人工巡视方式进行监测，监测范围有限，效率低下；目前部分大型项目和线型项目已引入无人机遥感监测，但监测数据的获取及精度仍存在局限性。因此，需要引入遥感技术和传感器监测技术，以实现对更广阔区域的监测和数据收集。

2) 监测数据分析不及时。由于监测数据的采集和传输过程，以及数据分析的时间成本等因素的限制，使得传统的数据处理方法无法提供实时的监测结果和预警信息，导致监测结果的及时性和准确性无法满足项目管理的要求。

3)监测结果误差较大。传统的监测方法容易受到人为误差和设备限制等影响，导致监测结果的准确性不高。因此，需要增加监测人员技能培训，提高业务能力，采用精确测量和模型模拟相结合的方法，提高监测结果的准确性和可靠性。

综上所述，针对生产建设项目水土保持监测存在的问题，可以采用遥感技术和传感器监测技术提升监测手段，利用大数据技术实现实时监测和分析，同时采用精确测量和模型模拟相结合的方法提高监测结果的准确性。这些对策的实施将有助于提高生产建设项目水土保持监测的效能和可靠性。

3 对策

3.1 监测手段不足的对策

随着社会的不断发展，生产建设项目的不断推进，对水土保持监测的需求日益增加。然而，监测手段不足成为了当前的一个重要问题。为解决这一问题，对遥感技术和传感器监测技术进行了研究和探索，旨在找出更适合监测发展的新途径。

1)遥感监测技术。遥感技术是一种通过卫星遥感数据获取、处理并分析地球表面信息的技术手段，具有高时空分辨率、快速获取、长时间监测等特点，因此在生产建设项目水土保持监测中具有重要的应用潜力。

通过遥感技术，可以实现对生产建设项目周边环境的快速监测和准确评估。遥感数据可以提供高分辨率的地表覆盖信息，包括土壤类型、植被覆盖度等重要参数，从而能够全面了解项目的水土保持状况。此外，遥感技术还可以监测植被覆盖变化、土壤侵蚀程度等，为项目管理者提供及时的监测数据和预警信息。

为了充分利用遥感技术进行水土保持监测，可以采用多源遥感数据融合的方法。通过融合多个卫星的遥感数据，可以提高监测精度和可靠性。同时，结合地面监测数据与遥感数据相结合，可以更加准确地评估生产建设项目的水土保持状况。

2)传感器监测技术。该技术是一种通过安装传感器设备，实时获取、记录和传输监测数据的方法，传感器可以测量土壤水分、土壤侵蚀、土体稳定性等指标的变化，并将这些数据传输到监测系统中进行分析。

传感器监测技术具有许多优点。首先，它可以实时获取监测数据，相比传统的人工测量方法更加高效。其次，传感器可以在艰苦环境下工作，不受时间和空间限制。此外，传感器设备还可以实现远程监测，减少了人力物力成本。

在应用传感器监测技术时，需要考虑一些问题。例如，选择合适的传感器设备，根据监测目标和监测环境选取合适的传感器类型和参数。另外，为了确保数据的准确性，需要对传感器进行校正和维护。

综上所述，遥感监测技术和传感器监测技术是解决生产建设项目监测手段不足问题的有效途径。通过充分发挥遥感技术的优势，可以实现对项目的全面监测和有效评估，通过合理选择和应用传感器设备，可以提高监测效率和数据准确性，为项目的水土保持提供科学的支持和指导。

3.2 监测数据分析不及时的对策

随着生产建设项目水土保持监测的重要性日益凸显，监测数据分析不及时的问题成为亟待解决的难题。利用大数据技术进行实时监测及数据分析，可以提高监测数据的及时性和准确性。

1)大数据技术实时监测

大数据技术是一种基于多源数据采集、多维度数据分析、多样化数据展示的技术手段，对于生产建设项目水土保持监测具有巨大潜力。首先，通过大数据平台可以实现监测数据的实时采集和传输，确保监测数据的及时性和全面性。其次，利用大数据技术，可以对海量监测数据进行快速分析和挖掘，实现数据的实时监测和预警。最后，通过数据可视化和交互式分析，可以直观地展示监测数据的变化趋势和异常情况，提高数据分析的准确性和效率。

为了实现大数据技术的实时监测效果，需要建立完善的监测数据采集系统和数据处理平台。监测数据的采集系统可以利用传感器技术和遥感技术，实时获取环境参数和土壤变化信息。数据处理平台则需要利用先进的数据挖掘和分析算法，对监测数据进行实时处理和分析，提取有价值的信息并进行可视化展示。

2)大数据技术数据分析

首先，可以建立一个完善的监测数据采集系统，将监测点位的传感器数据和遥感图像等信息实时上传到数据中心。其次，利用大数据技术对数据进行预处理和清洗，提高数据的质量和可用性。然后，采用分布式计算和并行处理等技术，实现对监测数据的实时分析和挖掘。最后，基于大数据的分析结果，可以生成实时的监测报告和预警信息，及时向相关部门和人员发出警示，以便采取相应的措施。通过引入大数据技术，可以实现对生产建设项目水土保持监测数据的及时分析和有效利用，为项目的环境保护工作提供科学依据和技术支持。

综上所述，大数据技术在生产建设项目水土保持监测中具有重要的作用。利用大数据技术进行实时监测和定向分析，建立相应的数据存储和处理平台，将监测数据进行实时传输和分析，可以及时发现问题、指导决策并采取相应的措施。同时，结合数据挖掘和机器学习技术，利用大数据平台对监测数据进行智能化分析，可以更加准确地预测未来可能出现的水土保持问题，可为工程实施和管理提供科学依据和技术支撑。

3.3 监测结果误差较大的对策

在生产建设项目水土保持监测过程中，监测结果的精确性是一个关键问题。目前存在的困扰包括测量误差较大、数据不准确等。在实际监测中，由于复杂的地理环境和工程影响因素的多样性，监测结果往往存在一定的误差。为了减小误差并提高监测结果的准确度，本文建议采用精确测量法和模型模拟法相结合进行监测。

1)精确测量法

首先，可以引入先进的测量仪器和设备，如全站仪、激光测距仪等，提高测量的准确性和精度。其次，可以结合模型模拟技术，通过建立精确的地形和水流模型，对监测结果进行验证和优化，从而提高监测的精确性。此外，还可以加强对测量人员的技术培训，提高其操作技能和专业化知识水平，进一步提高测量的准确性和可靠性。

2)模型模拟法

首先，通过精确测量手段，对研究区域进行详细的测量和调查，合理布设采样点并利用高精度设备获取准确的监测数据，这样可以确保监测数据的准确性和可靠性。其次，结合水土保持的相关理论和知识，建立相应的数学模型，通过对地形地貌、土壤类型、流域特征等要素的综合分析和建模，模拟出水土流失的过程和影响因素；同时，根据实际监测数据进行模型参数的校正和验证，提高模型的可靠性和适用性。最后，利用模型进行水土保持监测结果的模拟和预测。通过输入不同的工程和环境参数，模拟不同工程措施下的水土保持效果，并根据模拟结果对工程方案进行优化和调整；同时，监测人员可以利用模型进行动态监测和预警，及时掌握工程施工过程中的水土流失情况，以便及时调整监测方案和采取有效的措施。

综上所述，精确测量是解决水土保持监测误差问题的关键所在，模型模拟是解决水土保持监测结果误差较大问题的有效方法。通过采用先进测量仪器、模型模拟技术和提高监测人员监测技术水平等手段，可以有效提高监测结果的精确性与可靠性，为项目的水土保持工作提供可靠的数据，可为同类生产建设项目水土保持措施设计提供数据支撑及合理化建议。

4 结语

生产建设项目水土保持监测是一个关键的环节，它对于减少水土流失、防止环境破坏、保护生态平衡具有重要意义。然而，目前在水土保持监测中仍存在一些问题，如监测手段不足，监测数据分析不及时，监测结果误差较大等。针对以上问题，通过遥感技术、传感器技术、大数据技术和精确测量及模型模拟等手段相结合，为生产建设项目水土保持监测提供基础数据支撑，能够真实有效的反映生产建设项目水土流失情况。通过建立各区域水土保持监测数据平台，可实现同区域水土保持监测数据的共享与应用，为实现生态可持续发展提供重要保障。

今后要继续完善水土保持监测体系，加强水土保持信息系统建设，逐步实现信息共享和发布；要建立一支稳定的、高素质的专业技术队伍；加快对现有仪器设备的更新步伐，提高仪器设备的利用率；在技术手段上要进一步提高遥感监测的精度和速度；在信息发布上要逐步实现从人工到自动化的转变。