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      水土保持地面監測方法

      一、水土保持監測工作的重要性 

        一些開發建設單位和個人,為了降低工程建設的成本,在建設過程中不重視水土保持或者沒有采取相應的水土保持措施,破壞地貌植被,造成大面積的植被破壞和水土流失。水土保持監測是提高水土保持現代化水平的基礎。是確立水土保持決策的基本依據。我國是世界上水土流失最嚴重的國家之一,水土流失成因復雜、面廣量大、危害嚴重,對經濟社會發展和國家生態安全以及群眾生產、生活影響極大。及時、全面、準確地了解和掌握全國水土流失程度和生態環境狀況,科學評價水土保持生態建設成效至關重要。如何準確掌握水土流失的地區分布以及產生的危害和嚴重后果,是涉及到民族生存發展的大事。所有這些,只有通過科學的監測才能掌握,才能做出正確的判斷和決策。因此做好水土保持監測預報工作極其重要。

      二、監測的目的和任務

       ?。ㄒ唬┮灶A防為主、全面規劃、綜合防治、加強管理為方針。
       ?。ǘ┌咽潞笾卫磙D變為事前預防,把建設擾動轉變為建設保護。為水土流失防治效果進行分析,為開發建設項目管理進行提供依據。
       ?。ㄈ墓こ探ㄔO的工藝流程和施工組織上避免可能產生的水土流失。對水土保持措施數量和質量進行觀測和評價,為水土保持設施管護提供依據。
       ?。ㄋ模脑搭^上控制(或扭轉)生態環境惡化的可能(趨勢)。對水土流失動態實施監測和分析,為水土流失防治提供依據。

      三、水土保持監測的方法

       ?。ㄒ唬┱{查監測
        調查監測是指定期采取全線路調查的方式,通過現場實地勘測,采用GPS定位儀結合地形圖、全站儀、測高儀、尺具、照相機等測量儀器,按照不同的擾動類型進行調查,記錄每個擾動類型區的基本特征及水土保持措施的實施情況。
        調查、巡查監測具有成本低、速度快、容易掌握的特點,適合于大多數指標的監測。適合采用調查、巡查監測的指標主要有:
        1、項目區地形地貌、河流水系、植被、氣候、土壤等水土流失影響因子。
        2、項目挖方、填方數量,工程取土、棄土、棄石、棄渣的數量、位置。
        3、工程損壞水土保持設施的數量,新增水土保持設施的數量和質量,生物措施的種類、成活率、保存率、覆蓋度,防護工程的穩定性、完好程度和運行情況。
        4、水土流失對周邊地區造成的危害及發展趨勢。
        5、 對于已開工的項目,項目區水土流失背景狀況、從開工到開始監測這一段時間的水土流失只有通過調查才能獲得。地面監測法主要監測水土流失量,通過在地面設置相應的觀測設施,通過定期和不定期的觀測來獲得有關數據。適宜的地面監測方法有小區觀測法、樁釘法、侵蝕溝體積量測法和量水堰法等。
       ?。ǘ┑孛娑ㄎ挥^測
        對不同地表擾動方式的侵蝕強度監測,采用地面觀測方法。如徑流小區量測法、測釬觀測小區法、插樁法、植被樣地、設置河道取樣點等,同時記錄降雨的各相關要素。對于收集到的土樣和水樣采用室內試驗進行處理,測量圖樣的容量、含水量和水樣的體積、含沙量,從而得到降雨產生的懸移質、推移質的量。地面定位觀測主要是監測典型坡面的水土流失量和水土保持措施的防治效益。

      便攜式徑流小區

      水土流失監測測釬

       ?。ㄈ┻b感監測
        遙感監測是利用遙感系統(RS)、全球衛星定位系統(GPS)、地理信息系統(GIS)三者結合來進行監測。定期購買本區域符合解譯要求的不同時段的衛星遙感影像,使用GPS儀進行野外實地調查。建立影像解譯標志,室內在GIS平臺上對影像進行解譯處理,得出地形地貌及地面因子變化情況。
        遙感技術在水土保持上的應用很廣泛。例如,開展水土保持調查、土壤侵蝕普查等工作。隨著遙感技術的發展,遙感影像的分辨率從幾公里、幾十米、幾米、幾分米到幾厘米,形成影像金字塔,能滿足不同監測對象需要。同時,遙感影像的價格也在不斷降低。因此,利用遙感技術,可以大大提高開發建設項目水土保持監測的精度和效率。針對不同的開發建設項目使用的遙感信息源有一定差異,對于線性工程,一般線路較長,可以采用2.5~5m 分辨率的衛星影像。對于點狀工程,面積較小,采用 1 m 左右分辨率的衛星影像,面積較大的可以采用2 m 左右的衛星影像。尤其針對已經開展建設的開發建設項目,利用遙感存檔數據,采取遙感資料與實地調查相結合的方法,確定項目區施工前原地貌的水土流失形式、水土流失面積、水土流失強度、水土流失分布等。
        遙感監測的主要技術路線是:影像購置(盡量使用存檔影像),以監測區地形圖及區域的 DEM 為基礎,利用遙感影像處理軟件對影像進行糾正、調色等處理;通過外業調查,建立影像與實地的解譯標志;依據解譯標志針對影像提取土地利用及植被覆蓋度信息,并建立相關矢量圖層;利用 DEM 數據根據柵格數據空間分析獲得坡度信息,并生成坡度矢量圖層;結合土壤侵蝕分級指標,在已有三類信息的基礎上,進行矢量圖層疊加,并計算各劃分單元的土壤侵蝕強度分級,統計各級土壤侵蝕面積,同時統計得到各類土地利用面積。
       ?。ㄋ模〨PS定位技術監測
        1、GPS定位技術已廣泛應用于水土保持工程建設、水土流失監測和生態建設項目,取得了明顯效果。但是,在開發建設項目水土保持監測中的應用尚處于探索階段,通過挖掘 GPS定位技術潛力,可以應用于開發建設項目水土流失面積、棄土棄渣量、水土流失速度等方面的監測。
       ?。?)面積監測。應用 GPS中的 RTK技術,一臺基站架設在某已知點或明顯地物點上,該作業點盡量設在作業區的中心位置。用流動站跟蹤地類邊界線,經室內處理,可得到精度比較高的地類三維現狀圖,計算面積,定期監測,將得到面積的變化量。一般地,利用手持 GPS也可完成面積測量,而且,操作相當方便,只是精度相對較低。
       ?。?)體積監測。將棄土棄渣區按一定網格劃分,網格密度視精度要求而定,用 GPS 精確測量各網格交點的坐標,用計算機編輯生成數字地面模型,就可計算出精度比較高的體積量。水土流失速度監測:通過監測區域內由于水土流失引起的侵蝕溝的變化監測侵蝕速度。用 GPS的 RTK實時動態定位技術,把GPS的基站放在已建立控制網的某已知點上,流動站沿侵蝕溝連續采集點的坐標,繪制出三維曲線。定期監測并比較變化情況。若用計算機處理,可以求得比較準確的變化量。
        2、GPS全球定位技術是目前最理想的空間對地,空間對空間,地對空間的定位技術系統。GPS 定位的特點:
       ?。?)全球地面連續覆蓋,從而保障全球、全天候連續、實時動態導航、定位。
       ?。?)功能多,精度高,可為各類用戶連續提供動態目標的三維位置、三維航速和時間信息。
       ?。?)實時定位速度快,可在1s內完成。
       ?。?)抗干擾性能好,保密性強。操作簡單,觀測簡便。
       ?。?)兩觀測點間不需通視。據有關部門實際測算,GPS 衛星定位技術比常規大地測量技術至少要節省70 %的外業費用。

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