我国水土保持监测技术和方法的现状与发展

发表时间:2021/6/11   来源:《基层建设》2021年第5期   作者:侯繁荣 吕涛 姜楠
[导读] 摘要:十八大以来,生态文明建设的重要性日益突出,中央已对其作出了相关的顶层设计及总体化部署,从而使生态文明时代进一步发展。
        陕西省水利电力勘测设计研究院  陕西省西安市  710000
        摘要:十八大以来,生态文明建设的重要性日益突出,中央已对其作出了相关的顶层设计及总体化部署,从而使生态文明时代进一步发展。在生态文明建设期间,要加强水土保持管理工作,改善生态环境,以实现现代化社会健康发展。本文对水土保持监测技术应用现状与发展方向进行探讨。
        关键词:水土保持监测;现状;发展建议
        一、水土保持监测类型与方法
        依据工作性质,可将我国水土保持监测划分为研究性监测、实验性监测、生产性监测和预警预报性监测四种类型。
        1.1研究性监测
        研究性监测是针对水土保持监测中的特定对象,采用科学研究的手段与方法,以提出理论指导或揭示内在规律为目的而进行的研究与探索。与传统意义上的科学研究不尽相同,研究性监测多结合生产实践开展,其成果具有原创性、前瞻性和指导性。依据研究内容,可分为:1)监测理论研究,包括监测尺度理论研究、土壤侵蚀模型研究、监测评价研究等,主要是为水土保持监测提供理论基础;2)监测方法研究,包括地面观测、遥感监测、空间分析以及数据分析处理等方法及其适用性与可靠性研究;3)监测技术或手段研究,包括监测设施设备、信息采集与传输、分析处理手段和网络技术等研制与开发;4)监测管理研究,包括管理体制、政策法规、标准与制度体系建立等;5)其他针对特定对象开展的研究性监测。
        1.2实验性监测
        实验性监测是按设定的实验方案或设计,对所选定的监测对象,采用实验手段而进行的验证性活动。依据实验内容或对象,可分为:1)监测方法实验,包括实验和情景模拟,以确定方法的适用范围、边界条件和特征参数,进而优化;2)监测技术或手段实验,包括监测设施设备中试或定型试验、信息采集技术试验、分析处理手段实验等;3)其他实验性监测,诸如土壤侵蚀模型实验分析与评价、监测评价验证等。实验或试验、观测是本监测类型常用的方法。观测是实验的前提,实验是观测的证实和发展,二者相互依存。
        1.3生产性监测
        生产性监测是运用成熟的监测理论与方法,围绕特定的生产实践目的,对水土流失及其防治情况进行的监测与评价。按营利与否,可分为:1)公益性监测,包括监测站点常规监测、监督监视性监测、纠纷仲裁监测(如水土流失功能损失评价)、考核验证监测、应急监测等;2)非公益性监测,包括咨询服务性监测(如生产建设项目水土保持监测)、认证或论证性监测(如监测设备认证)。由于水土保持监测是对客观状况的观测与评价,因此,应坚持独立、科学、公正的原则,逐步回归社会公益性。目前,常用的方法有地面观测、遥感监测、调查等。尺度不同、内容指标不同,采用的具体方法或获取手段就千差万别,但均要求成熟、简单、操作性强。往往一个具体指标就对应一种特定方法,如不同的气象、径流、泥沙指标,就需采用不同的监测方法和获取手段。生产性监测通常任务或合同形式明确,一般由各级监测机构及其站点承担,并用技术标准、规程或规范来统一标准和规范行为。
        二、水土保持监测新技术和新方法应用存在的问题
        我国水土保持监测创新研究虽然取得了一定的研究成果,但是仍存在一些不足。(1)我国水土报纸监测设备的性能较差,不能够满足现阶段的需要,设备在使用过程中经常出现故障,直接影响检测数据的连续性。(2)检测设备目前过度依赖于进口,由于国外的数据采集、数据处理、数据传输等方面与我国存在一定的差异,因此,国外引进的设备存在水土不服的现象。(3)水土保持监测设备没有形成完善的认证体系,对于水土保持设备不能够了解产品的性能,影响监测设备的使用效率。

(4)我国水土保持监测设备的创新大部分仍处于研发阶段,尚未大面积投入使用,因此实际应用过程中仍是以传统的监测设备为主。(5)径流泥沙监测设备的研发较少,目前对于径流泥沙的监测数据并不精确。
        三、推进水土保持监测新技术和新方法的策略
        水土保持监测新技术和新方法的研发与应用尽管取得了明显进展,但仍存在一些突出问题,主要表现在:一是我国监测设施设备质量不高,性能不稳定,一致性较差,使用寿命短,故障率高,远不能适应我国水土保持监测工作发展的需要;二是大精仪器和自动监测系统大多依赖于进口,但引进的设施设备经常会出现“水土不服”,数据采集、传输、应用和服务等方面与地域要求相差甚远;三是监测新设施新装备缺乏认证,甚至没有正规地开展,难以定型生产,导致用户没有渠道了解产品性能;四是新技术新方法的推广不力、市场参与度低、应用不足,生产建设项目监测中新技术新方法应用有限,绝大多数监测站点仍以传统监测设施设备为主;五是径流泥沙测试设备研发较少,适用于水土流失突发事件和灾害事件监测的装备缺乏,难以满足生产实践的需求;六是研发单位单打独斗、力量单薄分散,产品缺少第三方的标定或者中试说明,仍未形成4S式的销售、维修、配件和信息反馈链条化。为进一步集中力量、集中目标,加快推进水土保持监测新技术和新方法的研究、开发与应用,提出4方面建议。
        确定监测新技术与新方法的研发重点。从全国水土保持监测网络运行和完善的过程、以及国家重点水土保持生态建设监测和生产建设项目水土保持监测的实践出发,进一步分析监测新技术和新方法研发需求,提出近期研发重点和优先研发目录,引导监测设施设备的研发和销售。做好监测新技术和新方法联合攻关。为避免研发、销售、应用与服务的脱节,克服单臂无力的问题,水土保持部门要进一步加强组织和协调,将监测设施和装备研发的参数研究、设计生产、中试测定和信息反馈等各个环节的相关单位组织起来,共同研究攻关重大课题,分工开展研究、生产与服务,加快新设施和新设备的研发进程。引导和鼓励新设施新装备的应用。建设国家级水土保持监测设施设备示范基地,选择参数规范、性能优良、功能完备的新设施、新装备进行试验示范,让大家观摩、试用,为新设施、新装备吸引更多的投资。鼓励国家监测网络应用新设施和新装备。各级水行政主管部门应当将对监测新设施和新装备的应用纳入监测网络的维护与完善工作并给予项目和经费支持,以大力提高我国水土保持监测的现代化水平。
        四、水土保持监测技术的未来发展
        目前,水土监测技术的开发应用已经取得了一定的成果,预计在不久的将来将建立起相对完整的水土保持监测网络,相关的技术也日渐成熟。并且前期所监测的数据已送交有关部门进行分析,作为下步研发与监测的依据,以提升监测技术与设备的合理性与可行性。下一步的主要任务是在全国范围内进一步建设和完善水土保持监测网络,建立起各项工作制度和标准,并建立起统一的数据资源管理系统,加强资源的收集、开发、存储与共享工作,真正实现“全国一盘棋”,统一进行水土保持监测与土地资源保护工作。在制度层面上,以法律法规为依据,建立起由国家水利部门统一管理,各地区各部门相继完善水土保持监测网络系统平台,形成全方位、多层次一体联动的水土保持监测与土地保持制度体系。
        结语:
        总而言之,水土保持监测数据质量是水土保持监测工作的生命线,为了实现先进的水土保持监测预报体系建设目标,必须全面加强水土保持监测数据的质量监督与管理。通过对水土保持监测技术的研究,推动监测技术向着世界先进水平发展,为水土保持工作提供强有力的支柱。
        参考文献:
        [1]沈国舫,王礼先.中国生态环境建设与水资源保护利用.北京:中国水利水电出版社,2019.
        [2]曾宏琦,文承荣.无人机遥感技术在开发建设项目水土保持监测中的应用[J].广东水利水电,2019(08):91-95.
        [3]李锐,杨勤科,吴普特,等.中国水土保持科技发展战略思考.中国水土保持科学,2019.
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