党维勤
(黄河水利委员会绥德水土保持科学试验站,718000,绥德)
水土保持监测预报是水土保持工作中四大任务之一,且是最重要的基础性工作,越来越得到各级领导的高度重视和社会各界的广泛关注。
自20世纪40年代起,黄河流域在甘肃天水建立了我国最早的水土保持科研机构——陇南水土保持试验区,在天水开始开展水土流失规律的观测和研究。中华人民共和国成立以来,黄河流域的水土保持监测工作由点向面逐步推进;1991年水土保持法颁布实施后,水土保持监测进入新纪元,尤其近10年来,水土保持监测步入了快车道,取得了显著的成绩。黄河水利委员会通过三次黄河流域水土流失调查,基本查明了黄土高原水土流失现状,为黄河流域乃至全国制定流域内生态环境建设规划、黄河流域水土流失重点防治区规划、黄河流域多沙粗沙区和粗泥沙集中来源区等一系列重大生态建设项目等提供了科学依据。
(1)水土保持监测网络建设取得重大进展
黄河水土保持监测网络和信息系统建成了黄河水利委员会监控中心,西安监测中心,天水、西峰、榆林三个监测分中心。初步完成了黄河流域水土保持监测数据库和原型观测数据库。黄河流域的水土保持监测技术队伍得到了长足发展,形成了一支专业配套、结构合理的监测技术队伍。
(2)水土保持监测规划、工作制度和技术标准不断完善
黄河流域的监测规划通过了水利部审查,山西、陕西、青海等省的规划已完成。水利部和黄河水利委员会制定了一系列技术标准和规章制度,保证了监测工作健康发展,同时为规范监测技术、保证成果质量等提供了技术保障。
(3)监测科学研究和学术研讨逐步深化
在黄土高原地区,通过坡面、小流域和区域水土流失及其防治效果试验观测,开展了不同尺度水土流失规律预测模型的研究,获得了大量成果。这些基础研究,深化了对水土流失及其防治规律的认识,进一步完善了水土保持基础理论体系,推动了监测预报的发展。
(1)动态监测及公告走向正轨
在黄河流域先后开展了黄河流域水土保持遥感普查,在天水、西峰和榆林开展了小流域水土流失观测和坡面径流小区观测等工作,为全国水土保持年度公报提供了可靠、丰富的监测数据。同时积极推进黄河流域水土保持监测公告发布,为社会公众了解水土流失及其治理成效提供了窗口,扩大了水土保持的社会影响力。
(2)重点地区监测工作稳步推进
近年,先后开展了黄河中游多沙粗沙区、晋陕蒙砒砂岩区、重点支流水土流失区等重点区域的水土流失动态监测。获取了大量监测成果,基本摸清了黄河流域重点地区的水土流失动态规律,在重点地区水土流失公告和水土流失防治效果评价等方面起到了重要作用。
(3)国家重点工程水保监测展开
全面实施了国家重点水土保持生态建设工程、黄土高原小流域坝系工程、黄土高原世界银行贷款项目一二期工程、生态修复试点工程等重点工程的水土保持监测,取得了大量监测成果,掌握了水土保持生态工程水土保持动态,有力地支撑了水土保持生态建设工作。
(4)生产建设项目水保监测开展
黄河流域生产建设项目水土保持监测工作从无到有,得到快速发展,尤其是加强流域内国家大中型生产建设项目的水土保持监测工作,行业涉及管道、铁路、公路、水利、电力、石油、矿产资源等。这些监测工作为有效地控制人为水土流失提供了基本依据。全方位、多层次的水土流失动态监测,为各级政府宏观战略决策提供了科学依据。
水土保持监测数据使用程度可以分为使用原始数据及加工、开发和处理数据。
目前,水土保持监测部门使用的数据大部分是原始数据。如在中国水土保持公报中显示的指标主要情况,对于区域保持工作主要有土壤侵蚀量、径流量、输沙量、侵蚀总量、侵蚀程度、冲刷量、土壤径流量、土壤流失量、保土量、蓄水量、土壤侵蚀模数、拦泥库容、滞洪库容等;对于生产建设项目主要指标是扰动面积、扰动地表整治率、水土流失治理度、弃土弃渣量、水土流失控制比、拦挡弃渣率、林草覆盖率、植被恢复率等。这些指标都是监测取得的原始数据,直接运用于公报或监测报告中。
目前水土保持间接使用的监测指标,基本上处于研究阶段。在研究阶段出现的需要加工处理和开发的数据,如在英国赠款项目中小流域治理管理评价体系研究的指标体系,在生产建设项目中的水土保持损益分析研究指标体系,黄土高原小流域坝系监测评价体系研究的评价体系。开展的各种水土流失模型研究,也属于这类内容。
水土保持监测数据量比较大,但涉及的类型较少,主要包括水土流失、气象、植被、土壤、地貌和水土保持措施等要素。生态环境评价的数据较少,缺乏社会经济状况、面源污染、生态农业、生物多样性、水环境等水土保持相关的监测数据。目前拥有的数据结构和体系满足不了水土保持效益的综合评价,更不能全面反映水土保持现状及其未来的发展趋势。
监测数据缺少有效的数据共享机制。由于水土保持监测数据涉及的部门多,来源复杂,一个部门难以协调其他部门的利益,监测数据无法形成有效的数据共享机制。缺乏从组织协调、数据交汇与管理、共享制度、共享评价及激励机制等系统的运行体制。其中激励机制是否完善是数据共享渠道畅通与否的关键。
水土保持监测数据缺乏加工和开发,尤其是统计范围和发布范围等不明确,且发布数据过于专业,除了水土保持相关专业人员外,普通人员和有关部门不理解水土保持原始数据的含义,无法利用。同时,现有数据加工和开发多是简单计算和汇总,缺乏利用模型进行复杂的模拟、综合分析和评价,不能揭示水土保持内在的规律,不能更有效地服务于经济社会发展和水土保持方面的决策。
在水土保持监测方面缺乏大量的标准和规范,如元数据、数据采集、数据存储、指标体系、评价模型等标准规范。当前,数据存储和管理的形式一般为表格和原始数据,通过模型和评价系统分析、加工开发的数据很少,没有形成必要的数据采集、存储和评价模型的标准和规范,使用数据也主要是采用原始的统计分析,比较单一地通过简单数据来反映自然环境,没有能够深层次揭示水土流失和经济社会发展的关系等。
在水土保持监测的评价研究方面,存在着现有的少数水土保持评价指标过于繁杂,不能够引起公众对于水土流失的关注,评价指标不能及时、准确提供,评价指标体系不够完善,评价指标缺少预警性指标,水土流失评价缺乏直观的风险评价。这些研究的滞后制约了水土保持监测评价。
建设长期稳定连续共享的监测体系是评价和建模的基础,为水土流失的预警预报服务。一是加强水保监测人才队伍建设。建立新的水保监测人员管理体制和用人机制,实施人才引进,开展培养骨干人才等优化结构,在我国形成一支热爱专业、技术精湛、结构合理、团结奋发的专业化监测队伍。二是加强水土保持监测技术设备和设施建设。尽快改善水保监测基础设施和设备,优先考虑监测数据的采集、存储、处理、传输、发布与服务等的软硬件设备,全力提高水土保持的自动化监测水平。加强水土保持监测设施设备的日常管理、维护和及时更新,确保设施设备具有一定的先进性,并能时时处于正常状态。建立监测站点、重点项目、重点区域、流域等不同尺度的各类水土保持监测内容的数据库,提高水土保持监测信息化水平等。三是加强水土保持监测技术能力建设。包括标准和规范体系、技术质量体系、数据共享机制等,提升水土保持监测研究的标准化和制度化水平。四是加强水土保持监测数据共享机制建设,尽力协调各部门之间的利益关系,统一数据标准和编码,开展数据分类、汇总管理,各部门共享数据将提高数据的价值,建立共享激励机制,最终实现数据共享。
预测预报模型是对监测数据进行整理和加工的主要途径之一,通过水土流失预测预报模型定量描述各个因子对水土流失过程及结果的影响,定量预报水土流失的分布、数量及其影响程度。在黄土高原地区,需要建立不同尺度、不同区域的水土流失规律、水保效益分析、水保生态工程决策等多方面的模型,最终形成水土保持多种模型体系。尤其要重点建立水土流失因子定量监测模型和方法,进一步试验研究和示范推广已有的坡面和小流域水土流失预测模型,逐步开展较大区域水土流失预测模型和农业非点源污染模型研究,尽快完善水土保持普查的快速监测技术和方法。
目前开展的水土保持监测评价工作还远远不能满足工作的需求,因此需要在水土保持监测相关学科的基础上,在社会学和经济学等学科理论的指导下,探讨水土保持监测评价的理论体系,构建评价指标体系,建立综合评价模型,开展不同层次不同阶段的水土保持评价。不同层次的评价,是指站在不同空间和区域上分析因水土保持产生的综合影响;不同阶段的评价,是指在不同时期不同阶段因水土保持而产生的综合影响。首先需要开展的就是服务于动态监测公报的评价指标体系、开展重点地区水土保持监测评价指标体系、重点生态工程水土保持监测评价体系、重点流域水土保持监测评价体系、开放建设项目水土保持监测评价指标体系等的研究。其次开展服务于公众的综合评价指标体系群的研究工作。目前水土保持的评价指标是选择水土流失防治技术的单一指标评价,应该研究建立水土资源、生态环境、社会发展等评价指标,综合评判水土流失情况。通过这样的研究可以让政府、社会公众、企业非常直观地了解水土流失的危害。
水土保持监测是技术性强、准确性高的一项工作,其内容包含农、林、水、牧、工、理等多门学科,其工作涉及水利、农业、林业、气象等多个部门,是一门综合性强、专业面广的边缘性学科。因此,水土保持监测要与相关部门和单位紧密结合,充分利用这些相关部门和单位的监测内容和相关监测成果。在水土保持监测中不断开展试验,研制、开发新设备、新仪器、新设施,及时推广新技术、新成果,应用先进技术研究水土流失简易、快速、精准的监测技术和方法,逐步提升水土保持监测技术的科技水平。一是科研单位、大专院校和水土保持监测部门要加强技术合作与交流。在已有的水土保持监测站上,开展国内的科研、教学、监测的学术交流,科研单位、大专院校和监测部门建立长期稳定的技术合作关系,定期或不定期开展水土保持监测的交流,把水保监测站建设成为水土保持的科研基地。在这些站点上,要集中主要力量解决水土流失规律、水土流失模型和水土保持评价等科研和生产中迫切需要解决的技术问题,同时及时推广成熟的先进监测技术。二是水土保持部门要建立同农业、林业、气象、水文、环保、国土和中国科学院等部门的协作机制,充分利用这些部门已有的水文、水资源、土地利用和植被覆盖等长期、精准的观测资料和成果,吸纳相关部门的先进技术和已有数据,丰富水土保持监测的内容。三是水土保持监测工作要加强国际交流,相关人员积极参加水土保持监测国际技术合作,通过项目引进国外先进的监测技术,通过消化、吸收和改进促进水土保持监测技术迅猛发展,重点引进预测预报方法、技术和模型、监测站网建设等多方面,尽快实现我国水土保持监测的跨越式发展。
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