紙紡溝流域水蝕監測點水土保持監測運行管理情況探討

豆巧莉

（平涼市水土保持科學研究所，甘肅平涼744000）

平涼市紙紡溝流域水蝕監測點位于甘肅省平涼市城南，地理坐標為北緯35°30′03″、東經106°36′04″，屬涇河一級支溝，上游源于六盤山—太統山脈的虎狼山，下游橫穿平涼東城區入涇河干流，流域總面積19.40 km2，屬子午嶺—六盤山國家級水土流失重點預防區。流域多年平均氣溫8.8℃，多年平均年降水量548.7 mm，年蒸發量1 499.2 mm，多年平均日照時數2 381 h。主要地形地貌為上游土石山梁區，中游黃土丘陵溝壑區，下游殘塬溝壑區。土壤類型主要有黃綿土、黑壚土、草甸土、紅黏土和新積土；主要植被有榛子、胡枝子、酸刺、珍珠梅、白蒿、臭蒿、火絨草和野菊等。

1 監測站點基本情況

2010 年根據全國水土保持監測網絡和信息系統建設甘肅省監測點建設任務，選取了能夠代表黃土高原丘陵溝壑區水土流失特點的紙坊溝徑流場為監測點。監測點位于紙坊溝水庫右壩肩外坡自然坡上，距平涼城區0.9 km，該監測點是全國水土保持監測網絡和信息系統建設在甘肅建設的38個監測點之一，屬于涇河流域重點治理區的水蝕監測點，編號為DC6221114110。該監測點的管理單位為平涼市水土保持科學研究所，共建有不同坡度的徑流小區7個，有專職管理人員6人，負責監測點的管護、數據的采集及整理上報。

2 監測站點運行及管理

2.1 監測站點建設

按照全國水土保持監測網絡和信息系統建設二期工程甘肅省水土流失監測點建設任務，平涼市水土保持科學研究所抽組技術骨干，對監測點進行實地考察，依據《水土保持監測技術規程》（SL277-2002)和《水土保持監測設施通用技術條件》（SL342-2006），編制了設計方案。平涼市水利水電工程局承擔了紙坊溝水蝕監測點施工任務，工程于2010年5月開工，到6月底結束，工期60 d。共建成徑流小區7個，每個徑流小區寬5 m，順坡方向水平長20 m，坡度為5°、10°、15°（2個）、20°（3個），每個徑流小區下建集流池，監測場內還建有9要素全自動氣象園1處。

2.2 監測內容、方法及結果

監測站點運用地面定點監測和巡查監測等各種技術手段對紙紡溝流域進行動態監測與評價。主要監測內容有降雨量、徑流量和泥沙量、土壤含水量和植被覆蓋度。其中，降雨量、徑流量和泥沙量為全年觀測，土壤含水量和植被覆蓋度觀測期為每年的4—11月。氣象園主要測定降雨、風速、空氣濕度、氣溫、地溫和蒸發等要素。

2.2.1 降雨量 利用徑流場氣象園配套的9要素全自動氣象站進行實時降雨數據收集和傳送，通過電腦端配套的物聯網環境監測系統隨時進行下載，數據為每隔10秒記錄1次，以凌晨0∶00∶00點為起始點，23∶59∶59為觀測終點。監測人員定期從App數據終端下載數據，然后摘錄降雨過程和日雨量，每次降雨后及時對產流小區采集水樣。觀測人員每隔15天下載1次數據，及時進行整理，保證數據的完整性，數據下載完畢后，對儀器功能進行重新檢查，開始下一個周期的運行，并經常對雨量桶和蒸發皿進行檢查，發現有異物及時進行清理，保證其正常運行。

以2020年為例，2020年1—10月共降雨72 d，累積降水量為624.6 mm。8月份降雨最多，為284.2 mm，1月份未降水，汛期（6—8月）降水量為495.6 mm。24 h最大降水量為49.2 mm，日期為8月6日；最大I30為60 mm/h，日期為8月3日；最大降雨侵蝕力為653.92 MJ·mm（/hm·2h），日期為8月3日。月降雨量以8月份最大，累計284.2 mm，占總降雨量的45.5%；汛期6—9月份降雨量達543.4 mm，占總降雨量的87%，高于流域內降雨量的多年平均值。

2.2.2 徑流量和泥沙量 采用體積法，徑流和泥沙監測為每年第一次降雨產生侵蝕開始到最后一次結束，一般為每年5月1日起到10月底止。每次降雨產流后，依照操作規范進行人工取樣，監測期間定期對集流槽、集流池和分水池進行打掃清洗，清理泥土雜物，以保證監測設施的正常運行。

2020年1 —10月共采集4次有效徑流樣。其中，20°裸地的平均徑流量和侵蝕模數分別為2.818 1 m3、51.3 t/hm2，水土流失最為嚴重；其次為15°構樹，平均徑流量和侵蝕模數分別為2.4391m3、2.876t/hm2，其他小區相對較小，20°苜蓿小區全年均無產流。這主要是因為20°裸地無植被覆蓋，而且坡度大，極易造成水土流失；而構樹為2019年新栽植的，雖與歐李同為灌木，但其分蘗程度相對歐李較低，導致蓋度遠小于歐李，對冠層降雨的截留作用弱，而且平均株高在1.5 m左右，次降雨會對地表面產生擊濺侵蝕。而20°苜蓿小區為3年生苜蓿地，植被蓋度90%以上，直接到達地表的降雨很小。

2.2.3 田間管理 對裸地20°徑流小區按照本地的耕作習慣進行松土、除草，使植被覆蓋度符合要求，其他各小區按照管理要求進行施肥、澆水、除草等，2020年共進行田間管護12次。4月中旬，對各小區進行土地平整，清理雜草。6月上旬，對雜交構樹和苜蓿草進行第一次收割，統計產量。9月底，對歐李果實進行采摘，雜交構樹和苜蓿進行二茬收割。

2.2.4 土壤含水量及植被覆蓋度 土壤水分利用時域反射儀（TDR）測定，在每個徑流小區內的上、中、下坡位分別布設測管，深度160 cm。每月上旬和下旬對每個小區內的土壤水分及時測定，每20 cm為1層，每層3組重復，2020年全年共測土壤水分14次。

土壤水分監測結果：15°構樹小區含水量最高，10°歐李最低。不同土層的平均土壤水分，0～20 cm土層土壤含水量，20°裸地含水量最低，其他小區含水量基本相同；20～40 cm土層內，20°裸地和20°苜蓿小區含水量最高，20°歐李小區含水量最低；60 cm以下土層內的土壤水分在不同小區內雖有變化，但變化幅度較小，具體表現為15°構樹小區和20°裸地逐漸增大，5°、10°和15°歐李小區和20°苜蓿小區的土壤水分逐漸減小，20°歐李小區波動變化。

植被覆蓋度：用目測法進行觀測，觀測期為4—11月，每月觀測2次，2020年共觀測18次，其中苜蓿小區最大，為90.0%，裸地最小，為2.0%。

2.3 監測點運行管理和保障措施

2.3.1 加強組織領導，靠實工作責任 監測站共配備6名管理人員，其中專業技術人員5名（高級工程師1名，工程師3名，助理工程師1名，其中2人為研究生學歷），公益性崗位人員1名。由分管副所長負總責，指導監測工作，站長任技術總負責，對監測工作中的技術、資料整編和成果上報嚴格把關，并全面協調監測工作的開展，徑流監測站相關技術人員分類負責，并結合工作實際制定了《紙坊溝徑流場崗位職責》《徑流監測工作制度》《安全生產制度》和《烘箱安全操作規程》等規章制度，以此作為開展日常工作和安全生產的保障。

2.3.2 積極培訓交流，提高業務技能 為了提升監測水平，提高監測質量。每年都會派監測人員參加由甘肅省水利廳水土保持局舉辦的全省水土保持監測點數據審核與數據整編方法培訓班及水保監測技術培訓班。通過培訓，及時掌握監測動態，進一步提高認識水平，強化監測業務技能，為下一步全面開展工作奠定基礎。

3 存在的問題

一是水土保持監測內容廣泛，監測任務重，部分監測內容實施難度較大，成本高。二是監測人員業務能力有待提升，對目前開展的監測管護和數據采集需要進一步細化，要進一步掌握自動監測系統運行管護和數據采集整編等方面的工作。三是紙坊溝徑流場小區徑流泥沙和土壤水分監測目前為人工監測，存在數據采集不連續、不及時的問題。四是現有監測設備實用性不強，監測的設備及手段相對落后，基礎設施、儀器設備、觀測內容、數據傳輸與共享平臺方面不盡完善，監測設備購買沒有指定廠家，監測設備都是網上查詢廠家或咨詢兄弟單位購置，設備良莠不齊，在監測的真實性、可靠性上還存在一定問題，且設備廠家距單位較遠，后期維護及管理不夠及時。五是在徑流監測工作的開展方面創新思路不夠開闊，層次不高。

4 建議

首先，應完善和更新基礎設施，采用先進技術、儀器和設備，嚴格按照有關規范和標準開展工作。其次，建立比較穩定的監測投資機制，加大投資，確保監測的連續性和可靠性。第三，加強與同行之間的交流合作，相互學習，取長補短。