淺析全國水土保持監測站網布設方案

趙　院,馬力剛

(1.水利部 水土保持監測中心，北京 100053；2.湖北省水土保持監測中心，湖北 武漢 430071)

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淺析全國水土保持監測站網布設方案

趙院1,馬力剛2

(1.水利部 水土保持監測中心，北京 100053；2.湖北省水土保持監測中心，湖北 武漢 430071)

[摘要]水土保持監測站網布設的科學合理性直接關系到水土流失規律及趨勢的分析和預測，涉及水土保持監測的戰略發展全局和長遠利益。在分析水土保持監測站網組成和監測點分類的基礎上，根據全國水土保持區劃結果，按照代表性、重點突出、分層布設、利用現有監測點的布設原則，提出在全國建設50個重要水土保持監測點、734個一般水土保持監測點和75 846個野外調查單元的規劃方案，并從區域代表性、密度合理性和功能評價等方面進行了合理性分析。

水土保持監測站網是水土保持監測工作的基礎，承擔著第一手資料的采集、整匯編等任務，其布設的科學合理性直接關系到水土流失規律及趨勢的分析和預測，涉及水土保持監測的戰略發展全局和長遠利益。通過全國水土保持監測網絡和信息系統工程建設，全國已建成了735個水土保持監測點；在第一次全國水利普查水土保持情況普查中，全國又布設了33 966個野外調查單元。這些監測點和野外調查單元在水土保持普查、水土流失動態監測等方面發揮了重要作用。2012年，水利部組織有關單位和專家在大量實地調查研究的基礎上，完成了第一次全國水土保持區劃，將全國劃分為8個一級區、40個二級區、115個三級區(不含港澳臺地區)。根據全國水土保持區劃結果和水土保持監測事業發展的需求，對全國水土保持監測站網布局進行優化和功能進行梳理是全國水土保持監測規劃編制的一項主要任務。

1監測站網組成及監測點分類

水土保持監測點是指為掌握和評價水土流失狀況及其變化趨勢，科學評價水土流失防治效果，經科學布局的坡面徑流場、小流域控制站和宜利用水文站等。野外調查單元是在開展水土保持調查時，采取分層抽樣與系統抽樣相結合的方法確定的閉合小流域或集水區，面積一般為0.2～3.0 km2。

水土保持監測點分為基本水土保持監測點和專項水土保持監測點?；舅帘３直O測點是指按照統一規劃設立的，對水土流失影響因子、狀況、危害及其防治情況進行連續觀測的監測點，按照重要性可分為重要水土保持監測點和一般水土保持監測點。重要水土保持監測點是指布設在國家級水土流失重點防治區，具有區域典型性、代表性、一定示范帶動作用的監測點。一般水土保持監測點是指布設在不同水土流失類型區，具有一定典型性和代表性的監測點。專項水土保持監測點是指為監測評價水土保持重點工程、生產建設項目水土保持情況而專門設立的監測點。由于專項水土保持監測點是為專門的工程項目服務，所以不將其納入全國水土保持監測站網一并規劃，但其運行應納入全國水土保持監測站網一并管理。

2監測站網布設原則

綜合考慮全國水土保持區劃、水土流失狀況、水土保持監測工作的特點，結合現階段水土保持監測站網運行管理方式，確定監測點布設原則如下：

(1)代表性原則。能夠代表不同區域的水土流失狀況和主要特征，能夠反映出區域內地貌類型、土壤類型、植被類型、氣候類型等影響水土流失因素的特征。按照全國水土保持區劃劃分的8個一級區、40個二級區、115個三級區進行布設，保證每個三級區至少有1個監測點。

(2)重點突出原則。水土流失重點預防區和重點治理區、生態脆弱區和生態敏感區要適當加大監測點布設密度，平原區等水土流失不嚴重的區域要適當降低布設密度。

(3)分層布設原則。重要監測點布設以控制全國8個一級區和40個二級區為主，用于全國大尺度的水土保持狀況監測評價。一般監測點布設以控制全國115個三級區為主，用于區域的水土保持狀況監測評價。

(4)利用現有監測點原則。利用現有的水土保持監測點，包括相關大專院校、科研院所布設的監測點，并注重與水文站網的結合，實現優勢互補、資源共享，避免重復投資和重復建設。

3監測站網布設方案和功能分析

水土保持監測站網布設的主要任務是根據水土保持區劃、監測點的類型，進行最優的站網布局，使不同功能的站點在數量上、空間上相互搭配，提高監測效率和監測預報水平。這些監測點在開展一般性常規觀測的同時，針對所處三級區的生態維護、土壤保持、防風固沙、保土蓄水、水質維護、人居環境維護等水土保持功能，開展相應的水土保持基本功能監測活動，為水土保持宏觀決策提供依據。重要監測點的觀測數據全面實現固態化存儲，能及時將監測數據傳輸到省級水土保持監測總站、流域機構監測中心站和水利部水土保持監測中心。一般監測點要逐步實現自動觀測和觀測數據的長期自記、固態存儲、自動傳輸。根據確定的布設原則，全國規劃建設784個監測點和75 846個野外調查單元。

3.1重要水土保持監測點

重要水土保持監測點是為增強監測網絡的整體功能，提高監測預報水平而設立的，以控制全國水土保持區劃二級區為尺度范圍，主要是基于自動化觀測、信息化處理的高水平、高標準的監測站點，監測設施設備最全、監測尺度最廣、監測手段自動化程度最高、監測方法最先進。一般布設在國家級水土流失重點防治區，具有區域典型性、代表性和一定示范帶動作用，以提高監測預報水平，促進水土保持信息化建設。依據全國水土保持區劃，每個二級區至少布設1個重要水土保持監測點。同時，考慮全國水土保持行政管理體制的特點，每個省份至少布設1個重要監測點。若一個二級區涉及多個省(自治區、直轄市)，則每個省(自治區、直轄市)至少布設1個重要監測點，保證每個省(自治區、直轄市)涉及的二級區都有1個重要監測點。根據以上需求，全國規劃布設重要監測點50個，其中：水力侵蝕監測點43個，風力侵蝕監測點5個，凍融侵蝕監測點2個；利用已有的45個，新建5個。詳見表1。

表1　全國水土保持監測點規劃結果　 個

3.2一般水土保持監測點

一般監測點是為提高全國水土保持監測網絡整體監測預報精度與水平，依托現有水土保持監測站(點)標準改建或新建的監測站點。一般水土保持監測點數量最多，分布最廣，以控制全國水土保持區劃三級區為尺度范圍，主要布設在土壤侵蝕嚴重的縣(市、旗、區)，是全國水土保持監測網絡的主要數據來源。依據全國水土保持區劃，每個三級區至少布設1個一般監測點?？紤]全國水土保持行政管理體制的特點，若一個三級區涉及多個省(自治區、直轄市)，則每個省(自治區、直轄市)至少布設1個一般監測點，保證每個省(自治區、直轄市)涉及的三級區內都有1個一般監測點。一般監測點優先布設在水土流失嚴重的縣(市、旗、區)，以保證監測成果的完整性和代表性。對于水蝕監測點，要求監測尺度覆蓋標準小區、自然坡面、小流域等尺度，且層層嵌套。同時，將流域內水土流失較為嚴重且分布在三級區內的主要水文站納入水土保持監測站網。根據以上需求，全國規劃建設一般監測點734個，其中：水力侵蝕監測點693個(含水文站點255個)，風力侵蝕監測點28個，凍融侵蝕監測點4個，混合侵蝕監測點9個；利用已有的690個，新建44個。見表1。

3.3野外調查單元

采用分層劃分的方法，分4級劃分抽樣區，第一級縣級抽樣區(50 km×50 km)、第二級鄉級抽樣區(10 km×10 km)、第三級抽樣控制區(5 km×5 km)、第四級基本抽樣單元(小流域或1 km×1 km集水區)。在第三級網格的基礎上劃分1 km×1 km網格，然后在這個網格內選取面積0.2～3.0 km2的調查單元。各級抽樣區域依據公里網格劃分。網格劃分依據高斯-克呂格投影分帶方法，將全國分成22個3°分帶(24～45帶)。在四級基本調查單元上，按合理的抽樣密度進行抽樣，確定每個5 km×5 km的控制區有一個野外調查單元。在綜合分析全國水土流失及其防治情況的基礎上，根據水土保持事業的發展，水土保持野外調查單元按全國公里網格布局，水土流失重點治理區抽樣密度為4%，重點預防區抽樣密度為1%，其他地區抽樣密度為0.25%。規劃布設野外調查單元75 846個，其中水力侵蝕區68 155個、風力侵蝕區4 924個、凍融侵蝕區2 767個。詳見表2。

4監測站網布設合理性分析

4.1區域代表性分析

本規劃確定的監測站網涵蓋了除港澳臺地區外的所有省(自治區、直轄市)，覆蓋了全國8個一級區、40個二級區和115個三級區。

4.2密度合理性分析

本規劃確定的監測站網從省級行政區劃來看，山西、陜西、甘肅、四川、內蒙古監測點數量較多，上海、天津、海南監測點較少。監測點分布密度與區域水土流失嚴重程度基本保持一致。通過優化調整，土壤侵蝕面積大且嚴重的區域，監測點密度普遍增高；土壤侵蝕面積小、水土流失不嚴重的區域監測點密度較低，整體上符合土壤侵蝕的分布規律。

表2　全國水土流失野外調查單元規劃結果　 個

4.3功能評價分析

本規劃確定的監測站網在觀測尺度上，由傳統的標準徑流小區觀測為主逐步向徑流小區、自然坡面、重要支流水文站、小流域控制站組成的系統性觀測方向轉變。監測點由單一的監測方向逐步向監測與科研并重的方向轉變， 尤其是50個重要水土保持監測點都已具備一定的科研條件，為開展科學研究提供了平臺。把水文站點作為監測點，可進一步深化水土保持部門與水文部門的合作，積極探索水文觀測數據在水土保持監測評價中的應用，為提高水土保持監測預報水平提供了可能。

(責任編輯孫占鋒)

[中圖分類號]S157

[文獻標識碼]C

[文章編號]1000-0941(2016)01-0023-03

[作者簡介]趙院(1970—) ，男，陜西三原縣人，高級工程師，碩士，主要從事水土保持規劃、監測和信息化管理等工作。

[收稿日期]2015-10-28

[關鍵詞]水土保持；監測站網；布局