摘要:根据水土流失的发展趋势,如不及时采取有效措施,将造成严重的水土流失地区安全问题,根据水利工程的建设,需要做好水土保持,减少下游洪水、泥沙沉积和干旱的威胁,可以极大地提高土地的生产率的同时,提高劳动效率,促进环境容量,缓解人口与土地的矛盾,促进面子面积的扩大,对水土流失具有重要意义。各种水利设施建设引起的水土流失防治和水土保持监测已成为国内外共同关注的问题。
关键词:水土保持;监测;关键技术
1 水土保持监测技术概述
1.1 水土保持监测概念
对于水土保持的监测,即是对于发生水土流失的原因、现状和环境因素进行监测。在进行监测数据采集的同时,需要对被监测对象进行分析,同时水土保持的监测需要对于数据进行专业性的分析,并从分析数据中得到水土流失的因素和流失过程。从20世纪70年代开始,水土保持工作开始走向规范化、自动化和系统化的发展道路,尤其是计算机技术和3S技术在水土保持监测方面的应用,使得水土保持监测工作由此进入新的发展时期。同时国家和水利部门相继出台一系列技术规程,有效推动了全国水土流失预防、治理、设计和监测的工作。
1.2 国内外水土保持监测技术研究现状
经过近百年的发展,国内外水土保持监测技术已经收获了较为长远的进步和发展,现阶段开始趋向于多学科的有效交叉,主张在合理运用的过程中真正发挥出相关技术的应用优势。较为常见且使用较为广泛的技术举措就是径流图法和人工模拟降雨法。径流图法相较于其他的方式来说具有操作简便、重现性好等优势之处,因此被广泛的运用至室内试验和田间水土保持监测工作中。自1950年以来,Wischmeier等人在美国已经展开了相应的收集和分析工作,针对于获取到的数据信息等加以利用,适当提出通用土壤流失方程USLE,并在1978年发布了新版本,已成为使用最广泛的模型预测表面侵蚀和细沟侵蚀。然而,要准确地对相关因素的动态变化、影响因素在侵蚀过程中的作用以及人类活动的影响做出反应并不现实。在1986年,美国农业部等不同的单位开始积极联合到一起,将重点放置于物理过程的新一代土壤侵蚀预测模型WEPP上。
2 各级侵蚀强度水土流失面积情况
在全省水土流失的总面积显示图中,能够清楚地看到关于不同程度的划分,轻度、中度、重度、极重度和重度水土流失分别占水土流失总面积的7.36%、6.21%、4.51%、1.22%和0.73%。土壤侵蚀总面积的百分比如图1所示。强侵蚀面积10794.12km2,占水土流失总面积的32.25%,占水土流失总面积的6.46%。中度侵蚀12247.49km2,中度侵蚀所占据的面积是10314.76km2,重度侵蚀7463.48km2,重度侵蚀所占据的面积是2039.38km2。风蚀区轻度侵蚀所占据的面积为48.78km2,中度侵蚀实际占据到的面积是67.04km2,重度侵蚀的面积共计63.06km2,重度侵蚀的面积总计为3.99km2。
图1全省水土流失强度结构图
3 水土流失及水土保持监测分析
水土流失是生态环境发生恶化的主要形式,多数出现在土地退化和生态环境恶化到一定程度之后,以下针对水土流失的检测问题和水土流失的危害进行分析。
3.1 水土流失危害分析
随着水土保持监测工作的发展,在监测技术上也有较大的发展和突破,同时监测数据和结果也更加精确,对于水土流失的监测积累了大量的数据,根据现场调研和查阅文献资料,当前水土流失主要产生以下危害:
3.1.1水土流失造成土地生产力下降
根据调查分析,我国水土流失面积高达150万km2,每年流失土壤50亿t,流失的氮、磷和钾等土壤元素高达4000万t,经济损失达到24亿元。
3.1.2造成河道、护坡和水库等区域淤积
虽然水土流失并不太严重,但是根据调研可知,省内不同水系的河床普遍增高了0.10~0.20m,内河通航里程相比上世纪减少了近500km,同时湖水面积也由于水土流失造成的淤积而减少了近10%,更为严重的是,部分湖泊流域由于淤积造成水面升高,丧失了对于长江分洪调节的作用,造成较为严重的生态问题。
3.1.3污染水质且影响生态平衡
当前全国均存在江河、湖泊的水质较为严重的污染问题,而水土流失是造成水质污染的重要诱因,当前长江水质污染问题即为水土流失造成污染的典型例子。
3.2 水土流失特点分析
3.2.1水土流失的面积较大
目前来看,某省的水土流失面积共计为3.35万km2,占据到土地总面积的20%以上。
3.2.2较为繁琐的侵蚀类型
在某省中,水力侵蚀、风力侵蚀等不同的类型相互作用在一起,加之多种母质发育的土壤也存在着水土流失等问题,呈现出各异的特点。
3.2.3崩岗侵蚀点多面广
崩岗侵蚀最为严重。在某省中,共有4.81万处,实际占据到的侵蚀面积总计为206.74km2,呈现出极大地强度,土壤本身的流失情况较为严峻,全省强烈及强烈以上的水土流失面积占据到1.08万km2,实际占比达到了30%以上。
4 水土保持动态监测主要技术分析
4.1 三维激光扫描系统
三维激光扫描系统的工作原理是利用大量高精度点云三维数据,通过发射和接收脉冲激光能够及时的将被测物体的彩色三维景观合理的再现。三维激光扫描仪能够清楚地分析出被监测区域土壤侵蚀的基本情况,针对于相关的侵蚀信息展开合理的分析,解读坡面土壤的侵蚀量,快速监测废弃土壤和矿渣量,测量精度高。
4.2 红外测距仪
现阶段,借助于相对普通的红外测距仪能够及时将被监测的对象实际情况加以反馈,如涉及到的水平、斜交距离等,在直线生产建设项目中发挥出了较为重要的影响,可以实现较为可观的监测。一般来说,红外测距仪重点是用来合理测量项目的长度和宽度,它还可以测量站点的面积和体积如土地被丢弃的土壤和渣滓等。
4.3 基于普通数码相机的摄影测量技术
该技术的主要目标是生产建设项目的水土保持监测。分析现阶段运用到的普通数码相机情况,能够清楚地了解到在其运用的时候所表现出的基本优势之处,那就是在确保相应的条件得到满足的情况下,将人力、物力、财力等适当的节省,稳步的提升相应的工作实效性。
4.4 无人机遥感航测技术
无人机遥感系统是现代技术运用中诞生的产物,属于第三代遥感平台。通过将其适当的运用起来,能够及时分析出建筑工程水土保持空间信息,在合理进行采集、处理并使用的过程中,完成较为可靠的监测和概括。借助于拥有着高分辨率的遥感图像或无人机监测手段可及时将相关的图像结果加以获取,适当的与地面观测及调查工作相互联系,完成对相关项目的全过程监管,实现全面覆盖的动态化监测。
结束语
本文首先介绍了水土保持监测的概念和目的,然后分析了我国水土流失的危害和目前水土流失监测存在的问题,并介绍了水土保持动态监测的要求,最后从三维激光扫描系统、红外测距仪、摄影测量技术、GPS全球定位技术和污染及遥感航测技术等方面介绍了水土保持动态监测的主要技术,文章系统研究了水土保持和水土保持监测,对于未来类似工程的水土保持治理和监测工作提供一定的经验。
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论文作者:黄治千
论文发表刊物:《基层建设》2019年第17期
论文发表时间:2019/9/12
标签:水土保持论文; 面积论文; 土壤论文; 测距仪论文; 技术论文; 遥感论文; 总面积论文; 《基层建设》2019年第17期论文;