水土保持地面監(jiān)測方法

1、水土保持地面監(jiān)測方法摘要：隨著我國經(jīng)濟建設的快速發(fā)展，交通、電力、冶金、水利水電等建設也加快了步伐，大規(guī)模的挖山填土，破壞了原生植被和地貌。建設項目導致的水土流失愈演愈烈，所占比重也越來越大，其對區(qū)域生態(tài)環(huán)境的影響也越來越為政府和社會各界所關(guān)注。關(guān)鍵詞：監(jiān)測方法；地面監(jiān)測；調(diào)查監(jiān)測；遙感監(jiān)測Abstract: with the rapid development of economic construction in our country, such as traffic, electric power, metallurgy, water conservancy and hydropowe

2、r construction also sped up the pace, filling large dig mountain, destroyed the original vegetation and landform. Construction projects led to soil erosion intensified, proportion is becoming more and more big, their impact on the regional ecological environment is becoming more and more attention b

3、y the government and the society from all walks of life.Key words: monitoring method; Ground monitoring; Survey monitoring; Remote sensing monitoring.中圖分類號： S157 文獻標識碼： A 文章編號： 2095-2104（ 2013）引言水土保持監(jiān)測是了解水土流失狀況、水土保持措施質(zhì)量和效益發(fā)揮程度等的重要手段。是水土保持預防監(jiān)督、綜合治理、生態(tài)修復和科學研究的基礎(chǔ)，為國家生態(tài)建設決策提供科學依據(jù)。一、水土保持監(jiān)測工作的重要性一些開發(fā)建設單位和

4、個人，為了降低工程建設的成本，在建設過程中不重視水土保持或者沒有采取相應的水土保持措施，破壞地貌植被， 造成大面積的植被破壞和水土流失。水土保持監(jiān)測是提高水土保持現(xiàn)代化水平的基礎(chǔ)。是確立水土保持決策的基本依據(jù)。我國是世界上水土流失最嚴重的國家之一，水土流失成因復雜、面廣量大、危害嚴重，對經(jīng)濟社會發(fā)展和國家生態(tài)安全以及群眾生產(chǎn)、生活影響極大。及時、全面、準確地了解和掌握全國水土流失程度和生態(tài)環(huán)境狀況，科學評價水土保持生態(tài)建設成效至關(guān)重要。如何準確掌握水土流失的地區(qū)分布以及產(chǎn)生的危害和嚴重后果，是涉及到民族生存發(fā)展的大事。所有這些，只有通過科學的監(jiān)測才能掌握，才能做出正確的判斷和決策。因此做好水土

5、保持監(jiān)測預報工作極其重要。二、監(jiān)測的目的和任務（一）以預防為主、全面規(guī)劃、綜合防治、加強管理為方針。（二）把事后治理轉(zhuǎn)變?yōu)槭虑邦A防，把建設擾動轉(zhuǎn)變?yōu)榻ㄔO保護。為水土流失防治效果進行分析，為開發(fā)建設項目管理進行提供依據(jù)。（三）從工程建設的工藝流程和施工組織上避免可能產(chǎn)生的水土流失。對水土保持措施數(shù)量和質(zhì)量進行觀測和評價，為水土保持設施管護提供依據(jù)。（四）從源頭上控制 （或扭轉(zhuǎn)） 生態(tài)環(huán)境惡化的可能 （趨勢）。對水土流失動態(tài)實施監(jiān)測和分析，為水土流失防治提供依據(jù)。三、水土保持監(jiān)測的方法（一）調(diào)查監(jiān)測調(diào)查監(jiān)測是指定期采取全線路調(diào)查的方式，通過現(xiàn)場實地勘測，采用 GPS 定位儀結(jié)合地形圖、全站儀、測高

6、儀、尺具、照相機等測量儀器，按照不同的擾動類型進行調(diào)查，記錄每個擾動類型區(qū)的基本特征及水土保持措施的實施情況。調(diào)查、巡查監(jiān)測具有成本低、 速度快、 容易掌握的特點，適合于大多數(shù)指標的監(jiān)測。適合采用調(diào)查、巡查監(jiān)測的指標主要有：1、項目區(qū)地形地貌、河流水系、植被、氣候、土壤等水土流失影響因子。2、項目挖方、填方數(shù)量，工程取土、棄土、棄石、棄渣的數(shù)量、位置。3、工程損壞水土保持設施的數(shù)量，新增水土保持設施的數(shù)量和質(zhì)量， 生物措施的種類、成活率、 保存率、 覆蓋度，防護工程的穩(wěn)定性、完好程度和運行情況。4、水土流失對周邊地區(qū)造成的危害及發(fā)展趨勢。5、 對于已開工的項目，項目區(qū)水土流失背景狀況、從開工到

7、開始監(jiān)測這一段時間的水土流失只有通過調(diào)查才能獲得。地面監(jiān)測法主要監(jiān)測水土流失量，通過在地面設置相應的觀測設施，通過定期和不定期的觀測來獲得有關(guān)數(shù)據(jù)。適宜的地面監(jiān)測方法有小區(qū)觀測法、樁釘法、侵蝕溝體積量測法和量水堰法等。（二）地面定位觀測對不同地表擾動方式的侵蝕強度監(jiān)測，采用地面觀測方法。如徑流小區(qū)量測法、測釬觀測小區(qū)法、插樁法、植被樣地、設置河道取樣點等，同時記錄降雨的各相關(guān)要素。對于收集到的土樣和水樣采用室內(nèi)試驗進行處理，測量圖樣的容量、含水量和水樣的體積、含沙量，從而得到降雨產(chǎn)生的懸移質(zhì)、推移質(zhì)的量。地面定位觀測主要是監(jiān)測典型坡面的水土流失量和水土保持措施的防治效益。（三）遙感監(jiān)測遙感監(jiān)測

8、是利用遙感系統(tǒng)（ RS）、全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)（GPS）、地理信息系統(tǒng)（ GIS）三者結(jié)合來進行監(jiān)測。定期購買本區(qū)域符合解譯要求的不同時段的衛(wèi)星遙感影像，使用GPS 儀進行野外實地調(diào)查。建立影像解譯標志，室內(nèi)在 GIS 平臺上對影像進行解譯處理，得出地形地貌及地面因子變化情況。遙感技術(shù)在水土保持上的應用很廣泛。例如，開展水土保持調(diào)查、土壤侵蝕普查等工作。隨著遙感技術(shù)的發(fā)展，遙感影像的分辨率從幾公里、 幾十米、 幾米、幾分米到幾厘米，形成影像金字塔，能滿足不同監(jiān)測對象需要。同時，遙感影像的價格也在不斷降低。因此，利用遙感技術(shù)，可以大大提高開發(fā)建設項目水土保持監(jiān)測的精度和效率。針對不同的開發(fā)建設項目使

9、用的遙感信息源有一定差異，對于線性工程，一般線路較長， 可以采用 2.5 5m 分辨率的衛(wèi)星影像。 對于點狀工程，面積較小，采用 1 m 左右分辨率的衛(wèi)星影像，面積較大的可以采用 2 m 左右的衛(wèi)星影像。 尤其針對已經(jīng)開展建設的開發(fā)建設項目，利用遙感存檔數(shù)據(jù)，采取遙感資料與實地調(diào)查相結(jié)合的方法，確定項目區(qū)施工前原地貌的水土流失形式、 水土流失面積、 水土流失強度、 水土流失分布等。遙感監(jiān)測的主要技術(shù)路線是：影像購置（盡量使用存檔影像），以監(jiān)測區(qū)地形圖及區(qū)域的 DEM 為基礎(chǔ)，利用遙感影像處理軟件對影像進行糾正、 調(diào)色等處理； 通過外業(yè)調(diào)查，建立影像與實地的解譯標志；依據(jù)解譯標志針對影像提取土地

10、利用及植被覆蓋度信息，并建立相關(guān)矢量圖層； 利用DEM數(shù)據(jù)根據(jù)柵格數(shù)據(jù)空間分析獲得坡度信息，并生成坡度矢量圖層；結(jié)合土壤侵蝕分級指標，在已有三類信息的基礎(chǔ)上，進行矢量圖層疊加，并計算各劃分單元的土壤侵蝕強度分級，統(tǒng)計各級土壤侵蝕面積，同時統(tǒng)計得到各類土地利用面積。（四） GPS 定位技術(shù)監(jiān)測1、GPS 定位技術(shù)已廣泛應用于水土保持工程建設、水土流失監(jiān)測和生態(tài)建設項目，取得了明顯效果。但是，在開發(fā)建設項目水土保持監(jiān)測中的應用尚處于探索階段，通過挖掘 GPS 定位技術(shù)潛力，可以應用于開發(fā)建設項目水土流失面積、棄土棄渣量、水土流失速度等方面的監(jiān)測。（ 1）面積監(jiān)測。應用 GPS 中的 RTK 技術(shù)，

11、一臺基站架設在某已知點或明顯地物點上，該作業(yè)點盡量設在作業(yè)區(qū)的中心位置。用流動站跟蹤地類邊界線，經(jīng)室內(nèi)處理，可得到精度比較高的地類三維現(xiàn)狀圖，計算面積，定期監(jiān)測，將得到面積的變化量。一般地，利用手持 GPS 也可完成面積測量，而且，操作相當方便，只是精度相對較低。（ 2）體積監(jiān)測。將棄土棄渣區(qū)按一定網(wǎng)格劃分，網(wǎng)格密度視精度要求而定， 用 GPS 精確測量各網(wǎng)格交點的坐標，用計算機編輯生成數(shù)字地面模型，就可計算出精度比較高的體積量。水土流失速度監(jiān)測：通過監(jiān)測區(qū)域內(nèi)由于水土流失引起的侵蝕溝的變化監(jiān)測侵蝕速度。用 GPS 的 RTK 實時動態(tài)定位技術(shù)，把GPS 的基站放在已建立控制網(wǎng)的某已知點上，流

12、動站沿侵蝕溝連續(xù)采集點的坐標，繪制出三維曲線。定期監(jiān)測并比較變化情況。若用計算機處理，可以求得比較準確的變化量。2、GPS 全球定位技術(shù)是目前最理想的空間對地，空間對空間，地對空間的定位技術(shù)系統(tǒng)。GPS 定位的特點：（ 1）全球地面連續(xù)覆蓋，從而保障全球、全天候連續(xù)、實時動態(tài)導航、定位。（ 2）功能多，精度高，可為各類用戶連續(xù)提供動態(tài)目標的三維位置、三維航速和時間信息。（ 3）實時定位速度快，可在 1s 內(nèi)完成。（ 4）抗干擾性能好，保密性強。操作簡單，觀測簡便。（ 5）兩觀測點間不需通視。據(jù)有關(guān)部門實際測算，GPS衛(wèi)星定位技術(shù)比常規(guī)大地測量技術(shù)至少要節(jié)省 70 %的外業(yè)費用。結(jié)語為了及時、全面地掌握水土保持治理動態(tài)及生態(tài)環(huán)境破壞情況，進行水土保持監(jiān)督執(zhí)法及合理規(guī)劃治理措施等提供科學依據(jù)，進行水土保持生態(tài)環(huán)境監(jiān)測十分必要和迫切，因此，建立健全監(jiān)測方法是確保監(jiān)測成果科學性、有效性和實用性的重要保障。水土保持監(jiān)測工作對水土保持工作起著重要作用，只有通過科學的監(jiān)測，為水土保持部門提供各項準確的數(shù)據(jù)，他們才能制