黃河流域水土保持監(jiān)測成果及應(yīng)用情況簡述

趙幫元，高云飛，王　略，陳桂榮，蘇鵬飛，杜　卿

(黃河上中游管理局，陜西 西安 710021)

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黃河流域水土保持監(jiān)測成果及應(yīng)用情況簡述

趙幫元，高云飛，王略，陳桂榮，蘇鵬飛，杜卿

(黃河上中游管理局，陜西 西安 710021)

水土保持監(jiān)測；成果及應(yīng)用；黃河流域

黃河流域的水土保持監(jiān)測工作自20世紀(jì)末步入新階段以來，監(jiān)測范圍不斷擴(kuò)大，監(jiān)測精度不斷提高，監(jiān)測內(nèi)容與指標(biāo)不斷增加，監(jiān)測技術(shù)和手段不斷進(jìn)步，取得了一系列監(jiān)測成果。簡要介紹了20世紀(jì)末以來黃河流域水土保持監(jiān)測范圍、內(nèi)容及方法、取得的成果，尤其是黃河流域、黃河中游重點(diǎn)支流、典型縣級行政區(qū)等區(qū)域水土保持遙感監(jiān)測成果類型及精度，并列舉了監(jiān)測成果在政府決策、水土流失治理效益分析等方面的應(yīng)用情況。

黃河流域的水土保持監(jiān)測工作已經(jīng)走過了半個(gè)多世紀(jì)的歷程，從20世紀(jì)40年代開始，天水、西峰、綏德水土保持觀測試驗(yàn)基地就開始對水土流失規(guī)律和水土保持措施的防治效果進(jìn)行長期觀測，并取得了一系列重要的成果。1998年，黃河上中游管理局開始實(shí)施水利部“黃土高原嚴(yán)重水土流失區(qū)生態(tài)農(nóng)業(yè)動(dòng)態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)引進(jìn)”項(xiàng)目，標(biāo)志著黃河流域水土保持監(jiān)測工作步入新階段。2002年，黃河水利委員會(huì)批準(zhǔn)成立黃河水土保持生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中心，標(biāo)志著黃河流域水土保持監(jiān)測工作進(jìn)入正規(guī)化、快速發(fā)展軌道。20世紀(jì)90年代以來，相繼開展了“黃土高原嚴(yán)重水土流失區(qū)生態(tài)農(nóng)業(yè)動(dòng)態(tài)監(jiān)測技術(shù)引進(jìn)” “黃河流域水土保持遙感普查” “黃土高原小流域壩系水土保持監(jiān)測”等監(jiān)測項(xiàng)目，監(jiān)測范圍不斷擴(kuò)大，監(jiān)測精度不斷提高，監(jiān)測內(nèi)容與指標(biāo)不斷增加，監(jiān)測技術(shù)和手段不斷進(jìn)步，取得了不同區(qū)域、不同精度的水土保持措施、植被覆蓋、土地利用、土壤侵蝕、生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目分布等監(jiān)測成果和典型站點(diǎn)水土流失監(jiān)測成果，建立了黃河流域水土保持影像庫、圖形庫、屬性庫等監(jiān)測數(shù)據(jù)庫。監(jiān)測成果為《中國水土保持公報(bào)》發(fā)布、流域治理開發(fā)決策、水土保持科學(xué)研究等提供了基礎(chǔ)資料和依據(jù)。

1　監(jiān)測范圍、內(nèi)容與方法

黃河流域水土保持監(jiān)測主要分為典型區(qū)域水土保持監(jiān)測和典型站點(diǎn)水土保持監(jiān)測2個(gè)層面。通過典型區(qū)域水土保持監(jiān)測，掌握監(jiān)測區(qū)水土保持措施、植被覆蓋、土地利用、土壤侵蝕、生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目分布狀況；通過典型站點(diǎn)水土保持監(jiān)測，掌握典型區(qū)水土流失及防治狀況。以監(jiān)測范圍分，包括黃河流域、重點(diǎn)支流、典型縣級行政區(qū)、典型小流域等；以監(jiān)測成果精度分，包括1∶10萬、1∶5萬、1∶2.5萬、1∶1萬比例尺等。

1.1區(qū)域水土保持監(jiān)測

1998—2002年開展的“黃土高原嚴(yán)重水土流失區(qū)生態(tài)農(nóng)業(yè)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)監(jiān)測技術(shù)引進(jìn)”項(xiàng)目，完成了窟野河、孤山川、清水川3條黃河一級支流面積7 600 km2的1∶3.5萬比例尺的彩紅外航空攝影，建立窟野河支流活雞兔溝(317 km2)C級GPS控制網(wǎng)，采用遙感監(jiān)測為主的方法，進(jìn)行了土地利用動(dòng)態(tài)監(jiān)測，監(jiān)測精度達(dá)1∶1萬比例尺。1998—2002年開展的黃河流域水土保持遙感普查項(xiàng)目，以1997—1998年TM衛(wèi)星影像為主要信息源，采用遙感監(jiān)測為主的方法，開展了黃河流域植被覆蓋度、土壤侵蝕強(qiáng)度遙感監(jiān)測，監(jiān)測精度為1∶10萬比例尺。2006、2011年開展的黃河中游多沙粗沙區(qū)重點(diǎn)支流水土保持動(dòng)態(tài)監(jiān)測項(xiàng)目，分別以2006年9月和2011年9月0.36 m分辨率的數(shù)字航空攝影影像為信息源，采用遙感監(jiān)測為主的方法，開展了黃河一級支流皇甫川流域3 300 km2的土地利用、植被覆蓋度、土壤侵蝕強(qiáng)度、生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目分布動(dòng)態(tài)監(jiān)測，監(jiān)測精度達(dá)1∶1萬比例尺。2011—2013年開展的黃河中游多沙粗沙區(qū)孤山川等重點(diǎn)支流水土保持監(jiān)測項(xiàng)目，以2011年9月0.38 m分辨率的數(shù)字航空攝影影像為信息源，采用遙感監(jiān)測為主的方法，開展了黃河一級支流孤山川、窟野河、禿尾河、佳蘆河等流域1.50萬km2的土地利用、植被覆蓋度、土壤侵蝕強(qiáng)度、生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目分布動(dòng)態(tài)監(jiān)測，監(jiān)測精度達(dá)1∶1萬比例尺。

2013年開始的黃河流域全國水土流失動(dòng)態(tài)監(jiān)測與公告項(xiàng)目，分別以2 m分辨率的2012、2013、2014、2015年資源三號(hào)衛(wèi)星影像為主要遙感信息源，采用遙感監(jiān)測為主的方法，相繼開展了青海民和縣，甘肅華亭縣、安定區(qū)、莊浪縣、永靖縣、金塔縣和高臺(tái)縣綠洲部分，寧夏西吉縣，內(nèi)蒙古準(zhǔn)格爾旗，陜西神木縣、吳起縣、志丹縣、銅川市(王益區(qū)和印臺(tái)區(qū))，山西垣曲縣，河南洛寧縣，新疆尉犁縣綠洲部分土地利用、植被覆蓋度、土壤侵蝕強(qiáng)度監(jiān)測，監(jiān)測精度達(dá)1∶2.5萬比例尺。

結(jié)合相關(guān)項(xiàng)目，2003年起，陸續(xù)以TM、SPOT等衛(wèi)星影像為主要信息源，開展了神府東勝礦區(qū)、子午嶺預(yù)防保護(hù)區(qū)、“三江源”預(yù)防保護(hù)區(qū)等區(qū)域水土保持遙感監(jiān)測工作。

1.2典型站點(diǎn)水土保持監(jiān)測

2006年啟動(dòng)的黃土高原小流域壩系工程水土保持監(jiān)測、黃河中游多沙粗沙區(qū)重點(diǎn)支流的水土保持動(dòng)態(tài)監(jiān)測項(xiàng)目，采用調(diào)查、實(shí)測等方法，選擇青海景陽溝，甘肅定西稱鉤河、環(huán)縣城西川，寧夏西吉聶家河，內(nèi)蒙古準(zhǔn)格爾旗西五色浪溝、特拉溝，山西永和岔口等小流域壩系工程，自2006年至今，每年開展淤地壩壩系攔沙蓄水、壩地利用與增產(chǎn)效益等監(jiān)測。

黃河流域全國水土流失動(dòng)態(tài)監(jiān)測與公告項(xiàng)目選擇有監(jiān)測基礎(chǔ)、代表性較強(qiáng)的青海長嶺溝、甘肅羅玉溝、寧夏王洼溝、內(nèi)蒙古爾架麻溝、陜西辛店溝、山西沙溝、河南金水河、山東棲龍灣、新疆西白楊溝等52個(gè)水土保持監(jiān)測站點(diǎn)，自2013年起，陸續(xù)開展了典型站點(diǎn)水土流失及防治狀況動(dòng)態(tài)監(jiān)測。

2　監(jiān)測成果及應(yīng)用

2.1監(jiān)測成果

2.1.1區(qū)域水土保持監(jiān)測成果

區(qū)域水土保持監(jiān)測成果主要包括監(jiān)測區(qū)域的水土保持措施數(shù)量及分布、不同植被覆蓋度面積及分布、不同土地利用類型面積及分布、不同土壤侵蝕強(qiáng)度面積及分布等圖形屬性數(shù)據(jù)、統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)、專題圖件等。區(qū)域監(jiān)測主要成果見表1。

表1　黃河流域區(qū)域水土保持監(jiān)測成果統(tǒng)計(jì)

2.1.2典型站點(diǎn)水土保持監(jiān)測成果

典型站點(diǎn)水土保持監(jiān)測成果包括控制站、徑流小區(qū)的降雨、徑流、產(chǎn)沙、植被、土壤含水量等成果；典型小流域下墊面土地利用、植被覆蓋、坡度等調(diào)查成果。每年對監(jiān)測成果進(jìn)行整理匯編。

2.2成果應(yīng)用

(1)支持政府決策。通過水土保持遙感普查、重點(diǎn)支流水土流失動(dòng)態(tài)監(jiān)測等項(xiàng)目的實(shí)施，獲取了區(qū)域土地利用、植被覆蓋等基本情況，掌握了水土流失的面積、分布及強(qiáng)度，有效支持了《黃河流域綜合規(guī)劃(2012—2030年)》《窟野河流域綜合規(guī)劃》等規(guī)劃的編制和國家農(nóng)業(yè)綜合開發(fā)水土保持、國家水土保持重點(diǎn)建設(shè)工程、黃河中上游水土保持重點(diǎn)防治工程等治理項(xiàng)目的可研、設(shè)計(jì)工作。開展的大中型生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目水土保持監(jiān)測直接服務(wù)于生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目水土保持設(shè)施專項(xiàng)驗(yàn)收工作。

(2)提供水土流失治理技術(shù)，評價(jià)治理效益。通過水土流失綜合治理技術(shù)和效益研究，指導(dǎo)治理區(qū)域水土保持措施的選擇、配置和實(shí)施，評價(jià)區(qū)域水土流失治理效益。通過實(shí)施小流域壩系水土保持監(jiān)測，總結(jié)了淤地壩工程結(jié)構(gòu)、設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和建壩順序等內(nèi)容，評價(jià)了壩系的攔沙效益。提出按照壩系開展淤地壩建設(shè)，具有明顯提高淤地壩的防洪標(biāo)準(zhǔn)、增加基本農(nóng)田、改善生態(tài)環(huán)境等的作用，提高了水土流失治理的科學(xué)性。

(3)支持水土流失科學(xué)研究。不同尺度的水土保持監(jiān)測成果，為水土流失規(guī)律研究、預(yù)測預(yù)報(bào)模型架構(gòu)、黃河泥沙變化分析提供了重要的數(shù)據(jù)支撐。天水、子洲、離石等典型站點(diǎn)徑流小區(qū)的監(jiān)測數(shù)據(jù)已應(yīng)用于土壤侵蝕預(yù)測預(yù)報(bào)模型(如CSLE)的建立、調(diào)參和驗(yàn)證；動(dòng)態(tài)監(jiān)測與公告項(xiàng)目中的區(qū)域植被覆蓋度、土地利用等成果數(shù)據(jù)已應(yīng)用于國家“十二五”科技支撐計(jì)劃“黃河水沙調(diào)控技術(shù)研究及應(yīng)用”等重大科研項(xiàng)目。

(4)發(fā)布水土保持公報(bào)。水土保持監(jiān)測成果數(shù)據(jù)是各級水土保持公報(bào)的主要數(shù)據(jù)源，依托全國水土流失動(dòng)態(tài)監(jiān)測與公告等項(xiàng)目監(jiān)測成果，水利部陸續(xù)發(fā)布了2002—2014年《中國水土保持公報(bào)》，有效提高了群眾對水土保持的關(guān)注度。

(責(zé)任編輯孫占鋒)

S157

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1000-0941(2016)09-0081-02

趙幫元(1972—)，男，河南潢川縣人，教授級高級工程師，碩士，主要從事水土保持監(jiān)測工作。

2016-08-01