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水土流失监测

()第一章绪论第一节我国水土流失与荒漠化现状荒漠化被称为“地球的癌症”四大生态环境问题之一,其他三个是全球气候变化、生物多样性保育与环境污染。根据2002年1月水利部公布的“全国第二次水土流失遥感调查成果”,20世纪90年代末,全国水土流失总面积356万平方公里,其中水力侵蚀(简称水蚀)面积165万平方公里(占46%),风力侵蚀(简称风蚀)面积191万平方公里(占54%)。在上述面积中,水蚀与风蚀交错地区水土流失面积26万平方公里(占水土流失总面积的7%)。其中,福建省水土流失总面积达14919平方公里,水蚀14832平方公里,风蚀87平方公里。OU为了根据不同的水土流失特点有区别地开展水土保持工作,把全国粗略地划分为西北黄土高原区、东北黑土漫岗区、北方土石山区、南方红壤丘陵区、南方石质山区、风沙区、冻融侵蚀区等水土流失类型区。OU对全国11条主要江河流域的监测表明以下特点,一是水土流失分布范围广。二是水土流失主要来源于坡耕地。三是开发建设活动造成严重水土流失。第二节相关概念一、水土流失:是指由外营力作用引起的水土资源和土地生产力的破坏和损失。在山区、丘陵区和风沙区,由于不利的自然因素和人类不合理的经济活动,造成地面的水和土离开原来的位置,流失到较低的地方,再经过坡面、沟壑,汇集到江河河道内去,这种现象称为水土流失。土壤侵蚀:土壤侵蚀可分为地质侵蚀和加速侵蚀两类。地质侵蚀又称为正常或自然侵蚀,仅指起因于自然作用的过程,自从地球形成以后,自然侵蚀过程总是在发生着。而加速侵蚀是指明受人为影响的侵蚀过程,诸如陡坡开荒,不合理利用土地,,乱砍滥伐森林,采矿修路和各项建设随意弃土弃渣而造成的水土流失等。二、荒漠化:是指包括气候变异和人类活动在内的种种因素造成的干旱,半干旱和亚湿润干旱地区的土地退化。“水土流失”与“荒漠化”的联系和区别:二者均是描述自然界水土资源受侵蚀破坏这一现象的专业名词,因此,在特定的区域和特殊条件下,二者可以通用;但这两个名词之间又具有严格的区别:“水土流失”仅限于表述水土资源的损失与破坏过程,而“荒漠化”涵义较为广泛,不仅包括水土资源的损失和退化,而且还包括动植物资源的退化、气候环境的改变等多种自然资源的损失与退化过程。三、水土保持:防止山区、丘陵区、风沙区水土流失的工作。运用农、林、牧、水等综合措施,借以涵蓄水源,减少地表径流,巩固土壤表层,防止土壤侵蚀。四、水土流失监测与荒漠化监测水土流失监测,就是从保护水土资源和维护良好的生态环境出发,运用多种手段和方法,对水土流失的成因、数量、强度、影响范围及后果等进行动态的监视和测定活动。荒漠化监测是指人类对土地荒漠化现象采取某些技术手段就人类所关心的、可以反映土地荒漠化现象的某些指标进行定期、不定期的观测,并以某种媒介形式进行公布的活动。第三节水土流失与荒漠化监测的意义、任务、内容、原则和类型•、意义1、通过长期监测,为深入认识水土流失规律奠定基础。

水土流失监测为土壤侵蚀预报模型提供数据支撑水土流失监测是坡面和流域水土保持效益分析的有效手段水土流失监测可为区域水土保持的决策提供技术服务I=J水土流失监测可定量评价开发建设项目水土保持方案I=J为其它部门提供参考二、任务定期监测与评价全国或地方水土流失及荒漠化面积、程度、强度、土地利用状况、植被状况、土地生产力状况和群众经济状况。1=1定期监测与评价全国或地方水土流失及荒漠化治理状况,如水土流失和荒漠化的治理面积、河流含沙量、沙尘暴状况、各类水土保持和荒漠化防治工程、植被覆盖率、优化农林牧业产业结构和土地利用结构、土地生产力的提高,农民经济改善状况等。1=1根据需要和条件,定期提供全国和地方重点水土流失区和荒漠化地区或治理区的自然、经济和社会发展状况的监测数据和图件等。定量化分析多种因素与水土流失及荒漠化的关系,建立各地区不同水土流失和荒漠化防治措施与区域经济、社会发展的模型,预测、预报水土流失及人为影响因素的变化趋势,分析优化有关地区的综合治理规划,为水土保持和区域发展服务。三、监测内容1、水土流失变化2、土地利用现状3、治理措施实施情况4、生产与收入变化5、群众物质和文化活动水平的变化情况四、原则(一)规范性(二)综合性(三)动态性(四)层次性五、监测的类型监视性监测特定目的监测(1)仲裁监测(2)考核验证监测(3)咨询服务监测研究性监测六、评价的类型按时间分:(1)回顾评价(2)现状评价(3)未来评价按环境要素分:(1)单要素评价(2)综合评价I=J

w按区域类型分类:(1)城市环境质量评价。例如:城市水土保持评价(2)流域环境质量评价。第四节水土流失监测与荒漠化监测的发展简史I=J

w1882-1883,水土保持研究先驱得德国土壤学家E.沃伦(wollny)首次建立了微型坡面径流小区。1965年,W.H.威斯奇迈尔领导的研究中心建立了著名的通用土壤流失方程。1917年,苏联建立了世界第一个土壤保持试验站,A.C.科兹缅科任第一任站长。1940年,中央农业实验所在四川内江、灌县和福建长汀设立水土保持试验站。黄河水利委员会林垦设计委员会1941年,在甘肃天水和陕西长安荆峪沟设立水土保持实验区;1942年在甘肃天水和兰州建立实验区,面积3.75km2,研究造林、梯田等水土保持措施。第五节水土流失监测的特性及理论问题一、水土流失监测的特性监测对象的多尺度特性(1)土壤侵蚀的区域差异。(2)水土流失的多尺度规模。监测体系的层次性(1)监测机构和站点的层次性。(2)数据管理的层次性。数据来源的尺度分析(1)布设于全国不同侵蚀类型萄观测样区;(2)分布于全国各地的水文站、研究所、试验站和观测站;(3)航片和卫片集监测、科研、教育于一体福建省水土流失的监测与科研、教育容为一体的做法在全国得到大力推广。目前国家将建设一批国家级的重点监测台站。我省设在漳浦。另有5个省级的重点监测台站:建瓯、长汀、宁化、漳浦、霞浦。完善一批(金山、集美、建瓯水土保持科教园)、建设一批(漳浦、惠安、长汀水土保持科教园)、规划筹建一批(闽候、宁化、莆田、霞浦水土保持科教园)的安排思路,积极稳步地进行建设。第二章中国水土保持监测网络建设水土保持监测网络是指全国水土保持监测中心,大江大河流域水土保持监测中心站,省、自治区、直辖市水土保持监测总站以及省、自治区、

直辖市重点防治区水土保持监测分站。第一节项目建设的任务及目标一、项目建设的必要性1、水土保持监测网络建设是国家宏观决策的依据和制定有关方针政策的基础。2、监测网络建设是水土保持科研和预测预报的载体。3、信息系统建设是信息化时代的要求。二、防治水土流失的战略目标总体战略目标:坚决控制各种新的水土流失的产生,遏制水土流失的发展,在水土流失区及潜在水土流失区建立起完善的水土保持预防监督体系和水土流失动态监测网络。=1近期目标:2000-2010,每年综合治理水土流失面积5万平方公里,总计新增水土流失面积55万平方公里,七大流域特别是长江、黄河中上游水土流失严重地区的重点治理工程初见成效,在全国水土流失区基本建立起水土保持预防监督体系和水土流失监测网络,水土保持法律法规进一步完善,基本遏制生态环境恶化趋势。=1中期目标:从2011年到2030年的20年内,使全国六成以上适宜治理的水土流失地区得到不同程度的治理,全国建立起健全的水土保持预防监

督体系和动态监测网络,水土保持法律法规形成完善的体系。远期目标:从2031年到2050年,全国建立起适应国民经济可持续发展的良性生态系统,适宜治理的水土流失地区基本得到整治,水土流失和沙漠化基本得到控制,坡耕地基本实现梯田化,宜林地全部绿化,“三化”草地得到恢复,生态环境明显改观,大部分地区基本实现山川秀美。第二节监测网络建设一、建设原则1)宏观控制与微观监测相结合的原则。2)既突出重点又有效控制全局的布点原则。3)充分利用现有水土保持科研站(所)的原则。二、监测站网设计水土保持监测站网的设计包括监测工作分站点布设、各站职能、监测方法、监测内容、4)常规监测手段与现代先进监测技术相结合的原则。二、监测站网设计水土保持监测站网的设计包括监测工作分站点布设、各站职能、监测方法、监测内容、区、监测数据类型等。监测工作分区监测范围分为三个工作区:预防保护区、监督管理区和治理区。重点地区划分标准如下:(一)重点预防保护区:水蚀区侵蚀模数2500吨/平方公里.年以下的轻度及微度流失区;风沙区地表植被度在40%以上;3.流域治理度在70%以上。(二)重点治理区:水蚀区侵蚀模数2500吨/平方公里.年以上;风沙区地表植被度在40%以下;(三)重点监督区:开发建设项目集中,人为破坏严重地区。第三节监测站的建立和工作程序一、建立监测站要审批建站部门在现场查堪后,要及时编写建站计划;组织有关单位和技术人员进行论证;编写建站报告,报上级主管单位审批;报告批准后,开始筹建二、建站报告包括:1目的;2观测任务;3监测站的位置,监测断面的选择,及所在地址的自然地理、水文气象、河沟道概况等;4各种观测设施和建筑物的设计及图件等;5仪器设备的购置;6土地征购计划;7监测站的机构、编制和人员配备;8建站经费概算。

三、工作程序1制定工作计划;2测验准备;3测验工作;4资料整编工作;5编写监测报告。第四节监测内容I=J

w地面侵蚀量监测I=J

w河(沟)道及水文要素监测:设置观测断面,观测冲淤变化,取样分析河床物质组成与级配以及降雨、径、泥沙、水质等。l=J水保治理措施作用的动态监测。包括水保措施的逐年变化和水保措施质量、效益监测。l=J=1预防保护区监测:包括预防保护区的面积、流失量变化和预防保护区植被状况、工程完好状况、效益增长监测。=11=1监督区监测:包括开发建设项目区水土流失变化监测;弃土弃渣量,破坏植被及危害监测;开发建设单位、个人采取水土保持措施监测。1=1泥石流区监测预报。包括植被、降雨、潜在危险监测和汛期监测预报。风蚀沙化监测。包括风蚀要素和沙丘固定及流动成因监测以及风、沙化危害监测与预报。崩岗区监测。包括降雨、径流、流失量及潜在危险监测和崩塌监测。水土流失成因监测。包括不同类型区、不同

IW坡度、不同措施配置对水土流失量的影响;人口环境容量失调对水土流失的影响;典型矿点、道路、基本建设的弃土渣位置与产生流失量的关系;降雨、洪水、泥沙监测。IW第三章常规调查监测一、径流小区的类型1、按小区面积大小划分微型小区、中型小区、大型小区、集水区2、按小区的可比性划分标准小区在我国,标准小区的定义是选取垂直投影长20m、宽5m、坡度为5°或15°的坡面,经耕耙整理后,纵横向平整,至少撂荒1年,无植被覆盖。非标准小区与标准小区相比,其他不同规格、不同管理方法下的小区都为非标准小区。非标准小区的布设与其研究、监测目的密切相关。3、按小区的可移动性划分移动小区、固定小区二、小区建设小区布设的基本原则

径流小区布设应选择在不同水土流失类型区的典型地段,使所建径流小区具有比较好的代表性,能够反应监测区水土流失的基本特点;径流小区应尽可能选取或依托各水土流失区已有的水土保持实验站,并考虑观测和管理的方便性;选择布设小区的坡面横向应该平整,坡度和土壤条件均一,以消除土壤、地形地貌等因素对观测结果的影响;在同一流域内布设的小区,应尽量集中,有利于管理和维护。lii]交通便利图3-1径流小区的组成坡地径流小区应怎样选址lii]1、径流场应选择在地形、坡向、土壤、地质、植被、地下水和土地利用情况有代表性的地段上。

2、坡面尽可能处于自然状态,不能有土坑、道路、坟墓、土堆等影响径流流动的障碍物。3、径流场的坡面应均匀一致,不能有急转的坡度,植被覆盖和土壤特征应一致。4、植被和地表的枯枝落叶应保存完好,不应遭到破坏。5、径流场应相对集中,交通便利,以利于进行水文气象观测,同时也利于进行人工降雨试验。6、其它因素的考虑(3)因子径流场的设计与实施根据试验的需要,参照坡地标准径流小区的设计与实施方法进行。实地考查分析。(4)径流和泥沙的观测方法A、径流量观测方法I=J流观测方法可根据径流场可能产生的最大、最小流量选定,一般常用的方法有体积法、量水计法、溢流堰法、混合法I三」|三三|观测仪器:水尺、浮子式水位计、超声波水位计、量水计、分水箱等B、泥沙取样和测定方法泥沙的取样方法最为常用的是在观测室蓄水池或流水中人工取样,或利用泥沙自动取样测定含沙量。取样器可以采用瓶式或其他形式.I=JI三」|三三|用体积法观测径流时可在雨后一次取样,取样前先测定蓄水池中的泥水总体积,然后对泥水进行搅拌,分层取样。I=j

w取样后在室内过滤、烘干、称重,计算泥沙含量。I=j

w(5)降雨量等小气候的观测方法l=j

wl=j

w用雨量计观测,主要仪器有雨量筒、虹吸式雨量计、翻斗式雨量计。l=j

wl=j

w3实习报告编写填写调查表及文字叙述。具体方法以课堂内的讲授为准。小区观测指标与方法土壤综合特性的测定、土壤崩解试验、土壤入渗试验、土壤抗冲试验、土壤抗剪试验、土壤容重、含水量测定覆盖度是指林草冠层或面积在地上的垂直投影面积占统计区总面积的比例。郁闭度是指森林中乔灌彼此相接而遮蔽地面的情况。常用的方法有两种,树冠投影法和线段法。植被盖度是指林草地上的林草植株冠层或叶面在地上的垂直投影面积占该林草标准地面积的比例。小区的日常维护与管理1、集流系统2、小区>应根据监测目标的需要,经常维护小区,使之保持监测目标要求下的耕作方式和植被覆盖等基本条件,保证监测小区的一致性。>小区的边墙可能因径流冲刷、冻土消融、意外碰撞等原因而产生倾斜,严重着可能出现漏水现象,影响监测精度,所以要经常检查小区的边墙,特别是在春天开始观测以前更是如此。>降雨发生后,应察看径流的流路,检查是否出现径流横向流动现象,如出现说明小区横向坡面不平整,应及时处理。>为提高监测结果的代表性,应尽量减少对小区内地表的扰动,有条件的地方,应设置围拦,防止牲畜等闯入小区内。>如在小区内测定土壤水分,测定完毕后应尽量恢复地表状况,特别是用土钻取土后,定要及时回填钻孔。3、排水系统排水系统是保证小区安全、防止径流集中冲刷的根本措施。暴雨过后应检查排水系统是否安全,有无边坡倒塌、有无严重淤泥等,如发现安

全隐患,应及时处理。4、保护带为了保证小区的代表性,应尽量维持保护带和小区内条件的相似性。同时保护带也是小区观测的通道,经常受到践踏,入渗性能较差。降雨时可能会产生较多径流,导致比较严重的冲刷,应及时回填,保持保护带的平整。第二节小流域水土流失监测一、主要监测内容及监测条件对比小流域,能取得较好的监测效果。选择对比小流域,应考虑以下条件:(1)综合因素对水土流失的影响监测,设置=11)和试验小流域的地理位置相邻或相近;2)和试验小流域的自然条件如地形、地质、植被、流域面积、流域形状等大体相似;3)两个流域均未进行大规模的治理;4)如果附近无合适的小流域可作对比,试验小流域内有条件,亦可在试验小流域内选择两条小支沟对比;5)结比小流域选定后,应和试验小流域同时进行空白观测三年至五年,检验两流域的水土流失特征,确定有无可比性。

(1)综合因素对水土流失的影响监测,设置=1(2)流域基本雨量点的布设数量,以能控制流域内平面和垂直方向雨量变化为原则。面积(km2)小于0.20.2至0.50.5至22至5雨量点个数2-53-64-75-8表3-1流域基本雨量布设数量表i=jl=Jw1)流域面积在5km2以上,每1-2km2布设一个雨量点,超过50km2,每3-5km2布设一个雨量点。liiJ2)观测初期,雨量点可布设得多一些。积累一定的资料以后,通过抽样分析,可以精简。精简前后计算的流域平均雨量,误差不能超过5%。精简后的雨量点个数,不受上述规定限制。liiJ1=13)流域内设一个雨量点,则应在流域中心或重心附近;设两个雨量点,则一个设在出口断面处,一个设在流域上游;设多个雨量点,则应考虑流域形状,地形等因素进行布设。1=11=14)雨量观测点应设置在四周空旷、平坦、无高大地形地物的地方。如有障碍时,雨

量点距障碍物的距离,应超过雨量计和障碍物的两倍。1=1l=J

w5)每个雨量点应同时设置两套仪器,一个自记雨量计,一个标准雨量器,在高山或无人居住地区的雨量点应设置翻斗式的遥测雨量计。l=J

w二、观测项目和方法降雨观测l=J(一)观测场地选择与雨量点密度l=J2.流域雨量点密度l=J

wl=J

wl=J

wl=J

w流域雨量点的多少受流域面积、形状和地形变化大小制约,也随降雨观测服务的目的而变。一般面积大、形状变化大,地形复杂的流域,雨量点密度要大;相反,雨量点可稀些,重点流域要研究暴雨量一面一深的关系及暴雨中心、频率、雨型和气团活动对水土流失的影响等,因而,雨量点密度要求大,仅反映降雨和产流量的关系,雨量点可少些。l=J

wl=J

wl=J

wl=J

w我国小流域雨量观测,一般采用1km2面积,至少应有1个雨量点。在水土流失较严重的重点流域或地形复杂的流域,雨量点数按表3-1布设。流域平均雨量推求的两种方法:(1)算术平均值法:(2)面积加权法:若流域雨量点较稀、分布不均,或地形起伏大,则用面积加权法计算平均次雨量。各雨量点面积的确定多用泰森多边形法,也有用雨量等值线法。I=j

w图2-1泰森多边形法求点雨量代表面积泰森多边形法是将布设的雨量点依据紧邻关系连成多个三角形,如图2-2示(虚线);从周边雨量点起作三角形每个边的中垂线,即图中细实线;再延长连接流域中部雨量点周围各线的中垂线,形成围绕雨量点的多边形(含流域边界线),这些多边形所包围的面积即为被围雨量点的面积。面积量测:先分别量算各雨量点的面积并求和,再与总面积相比,将差值按各点面积大小平均分配到各个多边形中(称平差),得出真实面积并求出占总面积的份数,即面积权数f,用下式计算流域平均雨量:1=1

wl=J

wl=JI三」l=J

w式中:〃一各点雨量(mm);了—各点雨量的面ii积权数;f=F(F为该雨量点覆盖面积,F为流域■iFi总面积)。I三」若流域面积较大,且有较多雨量点时,可按一定比例尺绘制雨量等值线图,分别量测各等值线间所包围的面积,经平差后用不同面积分别乘以两邻等值线所示雨量的平均值,再求和后除以总I三」P=L(PLP,5•f)F2式中:F、F一分别为等值线所围面积和流域总面积;〃、’一两相邻等值线示出的雨量(mm);pP有了流域次平均雨量,就可进行日雨量和月雨l=J

w量统计,并找出最大雨量值和时间。l=J

w1=1

w直接监测面雨量的方法:雷达测雨、卫星测雨、遥感测雨等影响降雨的因素主要有:地形、植被与森林、1=1

w常用的水位观测设备有水尺和自记水位计。径流观测方法很多,水保中多用流速面积法、容积(或重量)法和水力学方法。第二节水土保持调查水土保持调查就是通过询问、收集资料、普查、典型调查、重点调查和抽样调查(广义上也包括遥感调查)等方法,对相关的自然、社会和经济条件,水土流失及其防治措施、效果,水土保持项目管理、执法监督等情况进行全面接触和了解,掌握有关方面的资料,力求真实客观地反映水土保持状况,为水土保持规划设计、动态监测和监督管理等服务。二、水土流失综合调查(一)自然情况的调查1.自然条件(1)地质地质构造:b.地层的地质年代、产状和岩性c.地震d.新构造运动e.地下水活动及各种不良地质运动等。(2)地貌与地形地形:包括坡型、坡度、坡长、坡向、坡位等,是影响水土流失的直接因素,常作为水土流失预测预报中的一个主要因素来考虑。常规调查时采用的坡度分级、坡向分级见表表2-1坡度分级表

名称部门平坡缓坡斜坡陡坡急坡险坡坡度(°)水保<56-89-1516-2526-35>35林业<56-1516-2525-3536-45>45备注缓坡与斜坡的阶线划分,造林立地划分上采用15°,水土流失调查采用8°表2-2坡向划分表四分法阴坡半阴坡阳坡半阳坡(°)337.5-22.522.5-157.5157.5-212.5212.5-337.5三分法阴坡半阴半阳阳坡(°)337.5-22.522.5-157.5,157.5212.5212.5-337.5二分法阴坡阳坡(°)67.5-247.5247.5-67.5备注表中与南北向为0°-180°生产上多采用二分法(3)气象

a.降水b.光照与温度c.风(4)土壤或地面组成物质调查主要内容有:土壤类型、土壤质地、土壤厚度、土壤养分(有机质、全氮、速效氮等),土壤类型、土壤质地、土壤养分可查阅土壤志或农业区划相关资料。土壤厚度可调查实测表2-3土壤厚度划分表薄土中土厚土123456Cm<55-1515-3030-7070-100>100(5)植被郁闭度是调查样方地块内林冠垂直投影与地块总面积的比,野外调查一般是抬头法覆盖度则是调查地块内草灌覆盖面积与地块总面积的百分比,野外调查的方法一般是触针法。(6)水文与水资源i=j水文调查包括:地表径流量、不同地面入渗状况、地下水位、地下水资源(包括小泉小水X植被耗水量、沟道洪水位、沟道冲刷情况等。i=j(7)其它资源包括矿产资源、动植物资源、其它资源。(二)社会经济条件调查土地利用现状调查我国国土资源部将土地利类型划分为8大类:耕地、林地、园地、牧业用地、水域、居民点及工矿用地、交通用地、未利用地。各类又若干亚类。(2)林地有林地:郁闭度N0.21的林地(原规定为,0.31,现森林法修改为N0.21)疏林地:郁闭度W0.20林地,且林下有一定覆盖度灌草。灌木林地:指灌木覆盖度^0.41的灌丛林地。未成林造林地:即人工幼林,郁闭度W0.20。经济林地:种植经济林(木本粮油植物,如板栗)的土地。但不是耕地,如占用耕地种植经济林木,则应列入园地。(三)水土流失调查水土流失调查包括水土流失类型与强度、水土流失面积、水土流失危害、水土流失影响因素等。表2-4土壤侵蚀分类分级标准

坡度地类5°-8°8°-15°15°25°25°-35°>35°非耕地林草覆盖度(%)60-75轻度轻度轻度中度中度45-60轻度轻度中度中度强度30-45轻度中度中度强度极强度<30中度中度强度极强度剧烈坡耕地轻度中度强度极强度剧烈土壤侵蚀模数(t/km2•a):轻度:500-2500;中度2500-5000;强度5000-8000;极强度8000-15000;剧烈>15000。低于轻度指标时称为微度,不计入水土流失面积。b.沟蚀小流域内局部地段的细沟与浅沟蚀可采用样地横断面法体积量测法。一个样地(B*L坡长)上等间距取若干个断面,每个断面上量测沟的总i=j上等间距取若干个断面,每个断面上量测沟的总i=j断面积然后采用以下公式进行计算:M=—rY(s+s)xli=1三」式中:M三」*—第i个断面侵蚀沟的总断面积(m2);S—第i+1个断面侵蚀沟的总断面积(m2);l—样地断面间距(m);r—土壤容重(t/m3)。侵蚀沟的断面积可根据实际断面以梯形、三角形等断面形式计算。(四)水土保持调查典型或重点流域调查典型小流域综合治理调查包括政策、投资方式、治理模式、经营管理等,调查可采用询问、实地考察等方法。三、水土流失调查方法水土流失野外调查方法包括:询问、收集资料、典型调查、重点调查、普查和抽样调查。(一)询问调查调查内容和方法一般包括面谈、电话访问、邮寄访问、问卷回答等方法。(1)面谈(2)电话访问(3)邮寄访问、问卷回答。询问调查应注意的问题(1)询问时应注意调查方式,被调查人态度及心理活动,以保证调查资料的真实性和可靠性。(2)根据调查任务应邀请地质地貌、气象、水文、土壤、农业、水土保持、畜牧等方面的专家进行询问。(3)问卷调查中的问卷设计,应根据不同的调查任务和目的,进行专门设计,并采取方法进行分析。同时也应重视经验分析和专家分析。(二)收集资料lii-J收集资料是水土流失综合调查最为普遍的一种快速而花费较少的方法。收集的资料主要包括气候、地质、地貌、土壤、植被资料的收集;与水土保持有关的一些社会经济资料的收集;调查使用的软件和遥感资料及其它技术资料。lii-J资料来源(1)有关业务部门的观测资料:地质资料、水文资料、气象资料、林业资料、农业资料、土壤资料等。(2)有关业务部门统计资料:行业年鉴、行业统计报表、政府统计台帐等。(3)与水土保持相关的政府文件、国家和地方规范等。(4)水土保持部门的水土保持调查成果及相关部门的调查成果。

(5)最新的地形图、航空照片、卫星影像资料,业务部门的相关资料。(6)随着网络技术的进一步发展,网上资料收集也成为一条重要的途径。收集的具体资料(1)小流域水土保持监测调查,一般收集小流域所在县县级气象区划、农业区划及规划、林业区划及规划、畜牧区划及规划、水土保持区划及规划、地理志、植物志、土壤志等成果资料。liiJ(2)根据调查的精度要求,小流域应收集1:5000或1:10000的地形图,1:10000或不小于1:25000的航片。其它相关图件有:行政图、交通图、水文地质图、土壤图、土地利用现状图及其它行业调查图。liiJ收集资料注意的问题(1)资料来源的代表性、可靠性和可比性,要在分析研究的基础上,剔除不真实的资料数据。(2)收集资料应进行汇总,并做必要的统计分析,以便从中寻求规律。四、水蚀调查方法(见课本P58)第四章“3S”在水土流失监测中的应用一、遥感技术(RS)发展及应用概况二、在水土流失与荒漠化监测中的应用航空相片的土壤侵蚀和荒漠化目视判读遥感图像判读有3种主要方法:目视判读、光学图像处理判读、数字图像处理判读。(一)直接判读标志形状大小色调阴影纹理图型五、地貌判读(一)地貌形态判读地貌形态是指山地、丘陵、平原、盆地等大的地表形态。也称为大地构造地貌,是在地球内力为主的作用下形成的。(二)流水地貌判读=J地表流水是最主要的地貌外力作用之一,由于地表的流水,使地面形成各种各样的侵蚀沟谷和松散物质的堆积。流水地貌分布广,其影响特征随着气候条件、流水性质、地质条件、地势高低、植被类型以及人类活动的特点而不同。因此,在判读时,应结合各种地理环境因素进行综合分

析。=J析。在航片上判读流水地貌,可以判别以下要素:沟谷2.阶地3.河床=1冲积堆和洪积扇=1冲积堆和洪积扇一般都分布在山麓的下部和山谷的出口处。二者的区别在于:①冲积堆坡度较大,规模较小;洪积扇坡度较小,规模较大,在相片上的影像均呈扇形。②冲积堆的色调一般较浅,而洪积扇的色调则是顶部较浅,下部较暗。冲积堆和洪积扇有活动的和静止的两种。活动的上面有暂时性的扇状细流网(岐流),植被较少,色调较浅。静止的一般比较古老,没有继续扩大现象,表面长有木本植物及杂草,色调较暗,洪流也有比较固定的谷道。(三)冰川地貌判读(四)风成地貌判读(五)黄土地貌判读航空相片的转绘一、网格法二、光学机械转绘法三、目估法卫星影像土壤侵蚀及荒漠化调查与制图二、解译的原则和方法

1.解译原则liiJ解译应遵循“去粗取精,去伪存真,由此及彼,由表及里”的原则进行。要充分利用色调、形态特征,既通过直接标志,又运用间接标志,进行对比分析、综合判读。对于重点地段,要着重分析,按“突出重点,照顾一般”的原则进行。liiJ解译方法(1)遥感信息与地学资料相结合(2)综合分析与主导分析相结合。(3)室内解译与专家经验、野外调查相结合。(4)分层分类解译。卫星遥感动态监测二、动态监测的方法与步骤(一)技术流程(二)因子图的编制(1)降雨侵蚀因子图。(2)土壤可蚀性因子图。(3)坡度坡长因子图。(4)植被措施因子图。(三)基于GIS的水土流失及荒漠化成果图1.土壤侵蚀的强度分布图2.土壤侵蚀的等值线图3.土壤侵蚀的立体透视图三、水土流失及荒漠化定量分析为了定量地分析和计算水土侵蚀情况,可采用下面方法。1.数据的获取2.动态三维模型的建立数据的分析和处理4.土壤侵蚀总量的计算第二节GIS及其在水土流失与荒漠化监测中的应用水土流失监测管理系统结构功能等见课本第三节GPS及其在水土流失与荒漠化监测中的应用一、全球定位系统(GPS)发展及应用二、在水土流失与荒漠化监测中的应用GPS定位技术在水土保持生态重建方面的应用应用于水保生态工程规划设计应用于水土保持工程施工放样应用于水土保持生态建设工程竣工验收应用于水土流失动态监测用于水土保持地理信息系统的建立和数据更新GPS定位技术在水土保持生态建设中的应用方法

(1)在水土保持规划设计中的应用方法土地利用现状调查,应用GPS中的RTK技术。l=j

w坡度、沟道比降测量。l=j

w拦泥坝工程设计。在工程施工放样中的应用方法梯田、造林地、牧草地等水保措施放样。小型水利水保工程施工放样。在水土保持工程竣工验收中的应用方法小流域综合治理竣工验收。小型水利水保工程验收。在水土流失动态监测方面的应用方法自然水土流失监测。A宏观监测:B微观监测:I三」人为水土流失监测。A开挖面、堆积面监测。B弃土弃渣量测量。C人为破坏林草、植被面积量测。I三」在水土保持信息系统中的应用方法(1)为全数字摄影测量、水土保持信息采集提供控制网。⑵对信息系统图斑的补测、补绘和更新。第五章不同土地利用方式水土流失动态监测

第一节监测意义第二节不同土地利用方式水土流失监测内容与方法一、土地利用方式调查二、不同土地利用方式水土流失监测1、内容:l=Jl=J1)降水(雨)2)径流和泥沙3)径流及侵蚀泥沙养分4)土壤水分5)覆盖度6)凋落物重量和持水量甚至包括经济、生态效益等l=Jl=J的监测。1=12、方法:对各小区每次雨后观测降雨、径流和泥沙量。1=1第三节森林理水机制研究专题森林通过林冠层(含林下植被)、枯枝落叶层、土壤层3个层次对降雨起调节分配作用,从而起到涵养水源的作用。林冠截留(1)树冠截留量的测定I三」

IW1)乔木:在林外设置雨量计或在林内竖杆(铁塔),利用滑轮升降雨量筒观测大气净降雨(自计雨量计),在林内设置雨量筒(降雨截留盘,长几m,宽15-20cm,深15-20cm,并设分流装置),观测树下降雨量(林内穿透雨),利用截引办法(剖开

的聚乙烯塑料管环状缠绕树干基部,下设导管导入接水装置)测量沿树干下流降雨量(树干径流)。树冠雨量减去树下雨量和沿树干下流雨量,即为I三」

IWI=jl=j2)灌木:在灌木林的标准地内,随机选定2-5个“2X2m”的样方,刈割样方内所有灌木,分别称其枝叶重量,求出每个样方的平均重量。同采集枝叶样品,就称重后浸入水中20-30分钟取出,待枝中示再滴水时,重新称重。如此,用不同的样品重复3次,先计算出枝叶最大吸水率P,然后根据P计算出灌木树冠截留量h,计算公式如下:I=jl=jP=(g「g1)/g1X100%;h=GXP/W式中:?:枝叶最大吸水率%;g:吸水前的枝叶1l=J

wI三」

w1=1样品重量,kg;g2:吸水后的枝叶样品重量,kg;h:灌木树冠截留降水量,mm;G:每个样方枝叶的平均重量,kg;W:样方面积,l=J

wI三」

w1=1(2)影响林冠截留的因素:气象因素:降雨量、降雨强度、降雨历时、前期降雨情况(从每日的气象常规观测中整理)、风(降雨时做记录)、树冠蒸发(温度、湿度、风)林冠特性:树冠湿润程度、郁闭度、冠层厚度、树冠投影面积;树皮湿润程度、树皮粗糙度与性质、树皮厚度、树皮吸持水量;叶面积指数、叶量叶的形态、大小、叶片着生位置及角度、叶片排列形状、叶片光滑程度、叶表面对雨水的界面特性;枝条开张角度、枝条大小、排列形状;枯枝残留数量、枯枝吸水能力、自然整枝能力;树高、枝下高。(3)林冠截留模型(4)林冠截留的作用:1)增加大气湿度2)直接消减径流量3)改变林下降雨的雨滴功能4)相对延长降雨历时2枯枝落叶理水(1)凋落物数量动态,林地凋落物现存量(未分解和半分解)(2)枯枝落叶层持水量,与不同林分枯落物的数量、分解程度、性质、持水能力等有关。(3)凋落物截持天然降雨量。(4)浸水法和洒水法测定凋落物持水过程及释水过程。(5)对地表粗糙度及径流流速的影响。(6)土壤下渗水的影响:有无凋落物水分下渗的数量3.地表径流:通过径流小区观测。l=ji=j

wl=j=1i=j

wl=J

wl=J1=1

w4.森林的蒸发散I=j

w5.森林对小流域水量和水质的影响监测第四节森林保土机制研究专题I=j

w林冠削弱降雨侵蚀力的研究⑴结合径流小区观测资料,确定侵蚀性降雨。(2)树冠消能。⑶不同林分类型树干径流削弱的降雨侵蚀力的、皿曰l=j数量⑷不同林分类型林冠截留削弱降雨侵蚀力的数l=J量林地的溅蚀量、灌木林地、经济林地、坡耕地、1=1裸地的溅蚀量⑹测定降雨溅蚀作用。l=jl=J1=1凋落物的土壤保持作用凋落物削弱降雨侵蚀力,对表层土壤抵抗雨滴打击力影响1=1

w对土壤流失量的影响:1=1

w⑶挂淤凋落物的分解对改良土壤抗蚀性的作用。土壤的抗蚀性能:林木根系的固土作用土壤下渗性能第五节森林土壤水库研究专题

土壤水分基本物理性

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