关键词:水土保持;监测;技术
我国的水土保持监测工作,在了解和认识水土流失规律的过程中、在预防和治理水土流失的实践中、在总结和创新观测与评价技术方法中发展起来,并极大地促进了水土保持理论、技术、措施和政策的发展。
1、水土保持监测技术和方法现状
经过70多年的快速发展,水土保持监测已从单一的坡面观测向地域尺度监测转换,从劳动密集型向技术密集型过渡,从较窄领域监测向全方位领域监测的方向发展,从单纯的地面监测发展到与遥感相结合多源多尺度监测,从间断性监测逐步过渡到自动连续监测;同时,水土保持监测设施设备正在向高质量、多功能、集成化、自动化、系统化和智能化的方向发展,逐步发展成集自动化、信息技术、网络通信、3S、信息管理系统为一体的综合应用技术。
水土保持监测方法体系基本形成。随着水土保持科技研究、生产实践的不断发展,我国已形成全面的监测方法体系。空间尺度体系日趋健全。在坡面(地块)、小流域和区域等不同空间尺度上,都形成了良好的监测方法。
内容指标体系逐步完善。在兼顾系统性、科学性、完备性、可操作性的基础上,国家标准、行业标准和理论著作全面阐述的监测指标体系,既能够全面反映水土保持监测内容,又能区别表达不同内容的侧重。监测内容涵盖了水力侵蚀、风力侵蚀和冻融侵蚀等各种侵蚀类型,涉及土地、径流泥沙、土壤、植被以及相关的社会经济等绝大部分水土流失治理与预防的对象。这些标准和著作为水土保持监测内容和指标的设定、数据采集方法的确定和数据处理分析提供了良好的指导。
1.2 水土保持监测技术加速发展
近年来,水土保持监测新技术的研发与应用日益活跃,呈现出加速发展的良好态势。许多高新技术企业的介入极大地促进了现代空间信息技术以及其他的高新技术在水土保持监测中的应用。
数据获取与管理体系全面水土保持监测。数据获取体系不仅包括采集、传输和管理的各个环节,而且包括各环节间的有机联系及其构成的整个体系。目前已经实现数据的高频自动采集、远距离信息传输、模型化分析处理、数字化应用与网络共享。在数据采集环节,监测的技术平台由平面网络向高空与平面结合的立体网络发展,包括了航天遥感、航空遥感、无人机监测、实时摄像、地面观测等,可以实现对不同空间尺度的水土保持监测;在数据传输环节,相关技术不仅包括传统的光盘、硬盘以及硬拷贝的方式,而且有线和无线的网络传输也逐步发展;在信息管理环节,可以做到在线或离线数据分析、海量数据存储、网络查询与即时获取、信息服务与全面共享。
信息提取效率和精度改善。现代空间信息技术的融入极大地提高了获取区域水土保持监测对象的分辨率和专题信息提取效率。这主要表现在:米级、亚米级的高分辨率遥感影像和无人机摄影影像已经广泛应用于水土保持监测当中;对植被、水体、土壤及其他相关地物敏感反映的多光谱遥感数据,可为模型化提取水土保持专题信息提供基础;野外精确定位和导航技术为水土保持设施及水土流失影响因素对象的定位、距离与面积测量、地面坡度分析等提供方便、快捷的手段,可以应用于设施验收、现场监督、野外调查等工作。
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1.3 水土保持监测设施设备基本完善
水土保持监测工作的有效开展,需要水土保持监测设施设备才能实现。随着科学技术的发展,现代水土保持监测设施设备更先进、更快捷、更精确,推动水土保持监测技术向更深、更广的领域发展。目前,远距离测量、激光扫描、实时摄像、径流泥沙自动观测、侵蚀过程数字化摄影等设施设备可以高精度、快速采集微地形变化、小范围地表扰动、河道径流与输沙以及侵蚀因子数据。
水土保持监测的内容涉及诸多方面,在不同的空间尺度上,即使同一内容同一指标的测试方法以及设施设备均存在差异。以水土流失监测设备为例,传统的水土流失监测设施设备监测周期长、自动化程度低,可靠性差,实时在线监测能力差,人为因素对观测数据影响较大。随着水土保持监测的设施设备逐步向装备化发展,形成了由单个仪器、组合设备和成套装备构成的监测装备,实现了原始创新和集成创新。极大地丰富了监测技术手段,提高了监测效率,扩大了监测范围和监测数据精度。
2、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。
水土保持监测是运用多种技术对水土流失的成因、数量、强度、影响范围、危害及其防治成效进行的动态监测和评估,是水土保持预防监督、综合治理、生态修复和科学研究的重要基础和手段。只有将连续、定位、定量的监测活动和严格、稳定、持续的管理制度相结合,才能客观地反映水土流失及其防治动态,分析评价水土保持效果,才能确保国家水土保持监测网络的高效运作、数据交换的安全通畅、业务合作的和谐默契,才能保证及时、科学、准确地提供相关信息,为政府、社会和公众服务,为国家宏观决策提供科学依据。
参考文献
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[2]何玉宇.城市水土保持的新机遇与新对策[J].工程技术研究,2019(18):241-242.
论文作者:1范礼国2刘怡冰
论文发表刊物:《城镇建设》2019年2卷16期
论文发表时间:2019/12/2
标签:水土保持论文; 设施论文; 设备论文; 技术论文; 新方法论文; 方法论文; 新技术论文; 《城镇建设》2019年2卷16期论文;