浅析全国水土保持监测站网布设方案

赵　院,马力刚

(1.水利部 水土保持监测中心，北京 100053；2.湖北省水土保持监测中心，湖北 武汉 430071)



浅析全国水土保持监测站网布设方案

赵院1,马力刚2

(1.水利部 水土保持监测中心，北京 100053；2.湖北省水土保持监测中心，湖北 武汉 430071)

[摘要]水土保持监测站网布设的科学合理性直接关系到水土流失规律及趋势的分析和预测，涉及水土保持监测的战略发展全局和长远利益。在分析水土保持监测站网组成和监测点分类的基础上，根据全国水土保持区划结果，按照代表性、重点突出、分层布设、利用现有监测点的布设原则，提出在全国建设50个重要水土保持监测点、734个一般水土保持监测点和75 846个野外调查单元的规划方案，并从区域代表性、密度合理性和功能评价等方面进行了合理性分析。

水土保持监测站网是水土保持监测工作的基础，承担着第一手资料的采集、整汇编等任务，其布设的科学合理性直接关系到水土流失规律及趋势的分析和预测，涉及水土保持监测的战略发展全局和长远利益。通过全国水土保持监测网络和信息系统工程建设，全国已建成了735个水土保持监测点；在第一次全国水利普查水土保持情况普查中，全国又布设了33 966个野外调查单元。这些监测点和野外调查单元在水土保持普查、水土流失动态监测等方面发挥了重要作用。2012年，水利部组织有关单位和专家在大量实地调查研究的基础上，完成了第一次全国水土保持区划，将全国划分为8个一级区、40个二级区、115个三级区(不含港澳台地区)。根据全国水土保持区划结果和水土保持监测事业发展的需求，对全国水土保持监测站网布局进行优化和功能进行梳理是全国水土保持监测规划编制的一项主要任务。

1监测站网组成及监测点分类

水土保持监测点是指为掌握和评价水土流失状况及其变化趋势，科学评价水土流失防治效果，经科学布局的坡面径流场、小流域控制站和宜利用水文站等。野外调查单元是在开展水土保持调查时，采取分层抽样与系统抽样相结合的方法确定的闭合小流域或集水区，面积一般为0.2～3.0 km2。

水土保持监测点分为基本水土保持监测点和专项水土保持监测点。基本水土保持监测点是指按照统一规划设立的，对水土流失影响因子、状况、危害及其防治情况进行连续观测的监测点，按照重要性可分为重要水土保持监测点和一般水土保持监测点。重要水土保持监测点是指布设在国家级水土流失重点防治区，具有区域典型性、代表性、一定示范带动作用的监测点。一般水土保持监测点是指布设在不同水土流失类型区，具有一定典型性和代表性的监测点。专项水土保持监测点是指为监测评价水土保持重点工程、生产建设项目水土保持情况而专门设立的监测点。由于专项水土保持监测点是为专门的工程项目服务，所以不将其纳入全国水土保持监测站网一并规划，但其运行应纳入全国水土保持监测站网一并管理。

2监测站网布设原则

综合考虑全国水土保持区划、水土流失状况、水土保持监测工作的特点，结合现阶段水土保持监测站网运行管理方式，确定监测点布设原则如下：

(1)代表性原则。能够代表不同区域的水土流失状况和主要特征，能够反映出区域内地貌类型、土壤类型、植被类型、气候类型等影响水土流失因素的特征。按照全国水土保持区划划分的8个一级区、40个二级区、115个三级区进行布设，保证每个三级区至少有1个监测点。

(2)重点突出原则。水土流失重点预防区和重点治理区、生态脆弱区和生态敏感区要适当加大监测点布设密度，平原区等水土流失不严重的区域要适当降低布设密度。

(3)分层布设原则。重要监测点布设以控制全国8个一级区和40个二级区为主，用于全国大尺度的水土保持状况监测评价。一般监测点布设以控制全国115个三级区为主，用于区域的水土保持状况监测评价。

(4)利用现有监测点原则。利用现有的水土保持监测点，包括相关大专院校、科研院所布设的监测点，并注重与水文站网的结合，实现优势互补、资源共享，避免重复投资和重复建设。

3监测站网布设方案和功能分析

水土保持监测站网布设的主要任务是根据水土保持区划、监测点的类型，进行最优的站网布局，使不同功能的站点在数量上、空间上相互搭配，提高监测效率和监测预报水平。这些监测点在开展一般性常规观测的同时，针对所处三级区的生态维护、土壤保持、防风固沙、保土蓄水、水质维护、人居环境维护等水土保持功能，开展相应的水土保持基本功能监测活动，为水土保持宏观决策提供依据。重要监测点的观测数据全面实现固态化存储，能及时将监测数据传输到省级水土保持监测总站、流域机构监测中心站和水利部水土保持监测中心。一般监测点要逐步实现自动观测和观测数据的长期自记、固态存储、自动传输。根据确定的布设原则，全国规划建设784个监测点和75 846个野外调查单元。

3.1重要水土保持监测点

重要水土保持监测点是为增强监测网络的整体功能，提高监测预报水平而设立的，以控制全国水土保持区划二级区为尺度范围，主要是基于自动化观测、信息化处理的高水平、高标准的监测站点，监测设施设备最全、监测尺度最广、监测手段自动化程度最高、监测方法最先进。一般布设在国家级水土流失重点防治区，具有区域典型性、代表性和一定示范带动作用，以提高监测预报水平，促进水土保持信息化建设。依据全国水土保持区划，每个二级区至少布设1个重要水土保持监测点。同时，考虑全国水土保持行政管理体制的特点，每个省份至少布设1个重要监测点。若一个二级区涉及多个省(自治区、直辖市)，则每个省(自治区、直辖市)至少布设1个重要监测点，保证每个省(自治区、直辖市)涉及的二级区都有1个重要监测点。根据以上需求，全国规划布设重要监测点50个，其中：水力侵蚀监测点43个，风力侵蚀监测点5个，冻融侵蚀监测点2个；利用已有的45个，新建5个。详见表1。

表1　全国水土保持监测点规划结果　 个

3.2一般水土保持监测点

一般监测点是为提高全国水土保持监测网络整体监测预报精度与水平，依托现有水土保持监测站(点)标准改建或新建的监测站点。一般水土保持监测点数量最多，分布最广，以控制全国水土保持区划三级区为尺度范围，主要布设在土壤侵蚀严重的县(市、旗、区)，是全国水土保持监测网络的主要数据来源。依据全国水土保持区划，每个三级区至少布设1个一般监测点。考虑全国水土保持行政管理体制的特点，若一个三级区涉及多个省(自治区、直辖市)，则每个省(自治区、直辖市)至少布设1个一般监测点，保证每个省(自治区、直辖市)涉及的三级区内都有1个一般监测点。一般监测点优先布设在水土流失严重的县(市、旗、区)，以保证监测成果的完整性和代表性。对于水蚀监测点，要求监测尺度覆盖标准小区、自然坡面、小流域等尺度，且层层嵌套。同时，将流域内水土流失较为严重且分布在三级区内的主要水文站纳入水土保持监测站网。根据以上需求，全国规划建设一般监测点734个，其中：水力侵蚀监测点693个(含水文站点255个)，风力侵蚀监测点28个，冻融侵蚀监测点4个，混合侵蚀监测点9个；利用已有的690个，新建44个。见表1。

3.3野外调查单元

采用分层划分的方法，分4级划分抽样区，第一级县级抽样区(50 km×50 km)、第二级乡级抽样区(10 km×10 km)、第三级抽样控制区(5 km×5 km)、第四级基本抽样单元(小流域或1 km×1 km集水区)。在第三级网格的基础上划分1 km×1 km网格，然后在这个网格内选取面积0.2～3.0 km2的调查单元。各级抽样区域依据公里网格划分。网格划分依据高斯-克吕格投影分带方法，将全国分成22个3°分带(24～45带)。在四级基本调查单元上，按合理的抽样密度进行抽样，确定每个5 km×5 km的控制区有一个野外调查单元。在综合分析全国水土流失及其防治情况的基础上，根据水土保持事业的发展，水土保持野外调查单元按全国公里网格布局，水土流失重点治理区抽样密度为4%，重点预防区抽样密度为1%，其他地区抽样密度为0.25%。规划布设野外调查单元75 846个，其中水力侵蚀区68 155个、风力侵蚀区4 924个、冻融侵蚀区2 767个。详见表2。

4监测站网布设合理性分析

4.1区域代表性分析

本规划确定的监测站网涵盖了除港澳台地区外的所有省(自治区、直辖市)，覆盖了全国8个一级区、40个二级区和115个三级区。

4.2密度合理性分析

本规划确定的监测站网从省级行政区划来看，山西、陕西、甘肃、四川、内蒙古监测点数量较多，上海、天津、海南监测点较少。监测点分布密度与区域水土流失严重程度基本保持一致。通过优化调整，土壤侵蚀面积大且严重的区域，监测点密度普遍增高；土壤侵蚀面积小、水土流失不严重的区域监测点密度较低，整体上符合土壤侵蚀的分布规律。

表2　全国水土流失野外调查单元规划结果　 个

4.3功能评价分析

本规划确定的监测站网在观测尺度上，由传统的标准径流小区观测为主逐步向径流小区、自然坡面、重要支流水文站、小流域控制站组成的系统性观测方向转变。监测点由单一的监测方向逐步向监测与科研并重的方向转变， 尤其是50个重要水土保持监测点都已具备一定的科研条件，为开展科学研究提供了平台。把水文站点作为监测点，可进一步深化水土保持部门与水文部门的合作，积极探索水文观测数据在水土保持监测评价中的应用，为提高水土保持监测预报水平提供了可能。

(责任编辑孙占锋)

[中图分类号]S157

[文献标识码]C

[文章编号]1000-0941(2016)01-0023-03

[作者简介]赵院(1970—) ，男，陕西三原县人，高级工程师，硕士，主要从事水土保持规划、监测和信息化管理等工作。

[收稿日期]2015-10-28

[关键词]水土保持；监测站网；布局