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文档简介

广西地方标准《甘蔗种植气象自动观测选址安装规范》编制说明一、工作简况1任务来源本标准是《广西壮族自治区质量技术监督局关于下达2019年第四批广西地方标准制定项目计划的通知》(桂市质监函〔2019〕2016号)下达的广西地方标准制定项目计划,项目编号为2019-0437,项目起止年限为2020年1月至2021年12月。2起草单位本标准起草单位为:广西壮族自治区气象科学研究所。3主要起草人及其所做的工作本标准主要起草人为:刘志平、韩清延、马瑞升、匡昭敏、孙明、陶伟、吴炫柯、王达、秦川。所做工作见表1。表1标准起草人及分工姓名工作单位分工刘志平广西区气象科学研究所主持人韩清延南宁市第一中学资料整理、参与编写马瑞升广西区气象科学研究所资料整理、参与编写匡昭敏广西区气象科学研究所技术顾问孙明广西区气象科学研究所资料整理、参与编写陶伟广西区气象技术装备中心资料整理、参与编写吴炫柯柳州市农业气象试验站资料整理、参与编写王达扶绥县气象局资料整理秦川广西气候中心资料整理4、主要工作过程(1)2020年1-2月:标准项目立项,签订项目合同,组成项目编制组,确定编制组负责人,编写工作大纲,并报经自治区气象局审定。(2)2020年3月-2021年5月:编制组按照审定后的编写工作大纲,细化编写工作方案,开展调查研究,组织起草标准初稿。同时,将编写好的规范初稿实际应用于甘蔗种植自动气象观测站选址和安装,检验规范的实用性和全面性。(3)2021年6-7月,根据规范实际使用情况和同行专家意见,对规范内容进行调整和优化,形成标准征求意见稿,报送区气象局审定。(4)2021年8-,拟对征求意见稿进行公开征求意见。二、标准编制原则和确定标准主要内容的依据1、标准编制原则本标准的编制遵循科学性、可操作性和实用性原则。(1)科学性本标准充分借鉴和参考了国家标准、行业标准和“农业气象自动观测站建设”相关管理规定,使该标准具有科学性。(2)可操作性起草组充分调研,收集和整理了广西多种类型农业气象自动观测站、甘蔗种植气象自动观测站中选址安装的成功经验以及遇到的常见问题和解决办法,征求了申报单位、申报技术支持单位、评审专家的广泛意见,最后经过认真总结和修改,编制形成适合“甘蔗种植气象自动观测站选址安装”的技术标准,是一个可用于业务运行的标准,具有可操作性。(3)实用性本标准起草组具有多年甘蔗种植气象自动观测技术研究、应用和建设的工作经验,主导建设了50余套各类农业气象自动观测站,并且一直在从事甘蔗气象业务服务的相关工作,具有坚实的工作基础。在标准编制过程中对于各种技术要求均通过了充分的调研,并经过多年农业气象自动观测站建设和观测资料应用的经验总结得出,适用于甘蔗种植气象自动观测站选址安装工作,实用性强。2、标准主要内容本标准的主要内容包括适用范围、规范性引用文件、术语和定义、站址选取、基础施工、仪器布设、现场验收和附录8个部分。3、标准主要依据本标准编写的主要技术依据有:《GB/T1.1—2009标准化工作导则第1部分:标准的结构和编写规则》、《GB/T33703-2017自动气象站观测规范》、《GB/T31162-2014地面气象观测场(室)防雷技术规范》、《GB31221-2014气象探测环境保护规范地面气象观测站》、《GB/T35221-2017地面气象观测规范总则》、《GB/T35231-2017地面气象观测规范辐射》、《桂气减函[2014]20号“自治区气象局应急与减灾处关于做好2014年农田小气候观测站建设工作的通知”中附件2“2014年广西农田小气候监测站建设技术要求”》、《桂气减函[2015]17号“应急与减灾处观测与网络处关于做好2015年农田小气候观测站建设工作的通知”中附件2“2015年广西农田小气候监测站建设技术要求”》、《桂气减函[2018]20号“应急与减灾处观测与网络处关于做好2018年农田小气候观测站建设工作的通知”中附件2“2018年广西农田小气候监测站建设技术要求”、附件3“农田小气候观测站选址报告表”和附件4“农业气象自动观测技术要求(试行)”》等规范和文件。三、主要试验(或验证)的分析、综述报告,技术经济论证,预期的经济效果2006年,广西开始生态与农业气象自动观测站试验研究,至2019年基本实现甘蔗种植气象常态化自动观测,初步搭建起广西甘蔗种植气象自动观测站网。根据甘蔗种植气象自动观测站选址和安装的技术要求,在实地调研和查阅资料基础上,收集和整理了多种观测站类型、不同年份的选址和安装等技术资料,通过对相关资料的处理、分析和总结,并结合起草组积累的多年甘蔗种植气象自动观测研究和观测站建设经验,提出了甘蔗种植气象自动观测站选址和安装中必须包含的内容和技术要求。通过实际开展甘蔗种植气象自动观测站选址和安装,对初步拟定的甘蔗种植气象自动观测站安装规范进行了验证,并根据实际安装效果和观测数据表现,对规范的内容进行了修改和调整。资料收集和分析收集了多种甘蔗种植气象自动观测站选址和安装技术资料,以及其它相关作物的农业气象自动观测站选址和安装技术资料,整理了站址选取和仪器布设两方面内容,分析了其中存在的主要问题。站址选取甘蔗种植气象自动观测站选址由于缺乏科学和适用的规范性文件,导致频繁出现以下问题:(1)站址选取时没有充分考虑近期和中长期拟用地规划,当用地发生变化时导致观测无法持续,造成观测中断,见图1所示。图1观测站用地发生变化(2)站址选取时没有充分考虑观测地点的安全性,导致设备被盗,见图2所示。图2观测站机箱内设备被盗(3)站址没有位于田间,导致观测代表性较差,见图3。图3站址位于公路旁(4)选址位于厂房内,下垫面是水泥地,选址代表性差,观测数据被严重影响,见图4所示。图4站址位于厂房内(5)观测站安装有围栏,影响观测数据的准确性,见图5所示。图5观测站安装围栏(6)观测站观测对象不稳定,造成观测站荒废或观测资料中断,见图6所示。图6观测站观测对象不稳定(7)站址距村庄太近,影响观测数据的准确性,见图7所示。图7站址靠近村庄(8)站址定点是时没有考虑作物生长带来的变化,影响了观测数据的准确性,见图8所示。图8柑橘树变高大影响雨量观测仪器安装在调研中发现,由于甘蔗种植气象自动观测站观测要素传感器架设不规范,导致一些观测站部分数据代表性较差甚至无法使用,有些观测站还出现了严重安全隐患。(1)传感器架设高度和基准面较随意,导致观测数据代表性较差;立柱结构散乱,导致设备安全和人员维护风险较高,见图9所示。图9观测站设备随意架设(2)交流电直接接入地下且没有安全防护措施,导致严重安全隐患,见图10所示。图10农电入地且未防护(3)土壤水分仪安装没有使用专门安装工具,导致土壤严重开裂,观测数据出现错误,见图11所示。图11土壤水分仪周边土壤开裂(4)土壤水分仪套管堵漏不严进入水汽,导致设备损坏。见图12所示。图12土壤水分仪进入水汽(5)株间气象仪太阳能板被遮挡,导致供电故障。见图13所示。图13株间气象仪太阳能板被遮挡(6)土壤水分仪和主采集箱线缆裸露被虫鼠咬断,导致观测数据中断,见图14-15所示。图14土壤水分仪线缆裸露被虫鼠咬断图15采集箱信号线缆被虫咬断技术要求依据本标准是在总结广西现有各种农业气象自动观测站选址安装的经验和教训基础上,针对甘蔗种植气象自动观测的特殊性,参考地面气象观测技术标准,提出了甘蔗种植气象自动观测站选址安装的内容和技术要求。甘蔗种植气象自动观测站立足地面气象观测体系的设计高度,要求主站具有加密气象观测场的功能,所测气象要素可用于天气预报、气候分析和农业气象业务等领域。株间气象仪协同主站观测植被内部的微观气象环境,为病虫害、生物产量等提供全面、立体、精准的观测资料。根据甘蔗种植环境复杂、甘蔗主要生育期特征变化大等特点,从观测资料的连续性、稳定性、可靠性等要求出发,对甘蔗种植气象自动观测站建设有重要影响的站址选取、基础施工、仪器设施布设和现场验收四个方面的技术要求进行了规范化。(1)站址选取要求甘蔗种植气象自动观测站配备摄像机、蓄电池、太阳能板等较贵重设备和设施,为了保障设备设施安全,选址时尽可能选择甘蔗规模化种植园区等安全性较高的观测环境。为了保证观测站资料的代表性,站址观测地段应与当地的地形、土壤、管理水平和产量水平等基本一致。为了保证观测资料的连续性、稳定性和可靠性,站址应保持观测地段较长期稳定,与较大影响源距离应满足国家一般气象站的最小距离要求,同时避免强反光物体影响观测区域;此外,土壤水分观测地段应避免易发生积水或浸泡。为减少观测站安装和维护对观测环境、机械作业等农事活动的影响,以及保证甘蔗图像拍摄有效范围最大化且减少图像中立柱阴影等无效信息,站址一般定点位置选择在平行甘蔗种植行向且距离边界10m以上的垄间,优先定点位置选择在甘蔗田块东西向对称的南北向中轴线的田埂上。株间气象仪主要作用是观测主站无法观测的甘蔗冠层内部的微观气象环境,其选址在甘蔗长势相对偏好且密闭度较高的植被区,是因为此区域的甘蔗植被处于封行状态、空气对流很弱的气象环境,植被内外的空气温度和湿度差异很大,微气象环境对病虫害、灾害和生物产量等影响很大,是株间气象仪最有价值也是重点观测区域。(2)基础施工要求甘蔗种植气象自动观测站基础施工包括预埋件基础及配套管道铺设、供电和网络通信、防雷工程等配套设施。为了防止发生触电事故,禁止交流电直接入地,采用交流电供电需转换为直流,同时供电线路应满足电压压降要求。为了保证预埋件基础处于水平,需按照预埋件图纸挖坑并搭建基础模型,避免按经验施工。根据线缆数量适当选择直径较大套管,便于穿线和维护;同时根据甘蔗机械农事作业影响的土层深度,管道埋设深度应大于50cm;此外穿线后应堵住套管两端,防止腐蚀、浸泡、虫咬和机械压坏。防雷工程施工要求参考GB/T31162-2014执行。为减少影响观测环境,一般不应安装围栏。(3)仪器设施布设要求甘蔗种植气象自动观测站主要包括光温水、图像和土壤等仪器及其配套设施的布设。对于以大气为观测对象的仪器如雨量、风向风速、日照、总辐射和光合有效辐射等传感器,其安装位置应高于甘蔗冠层且在任意方向无物体遮挡,具体安装参考QX/T45-2007和QX/T45-2007并结合观测站结构执行。对于位于甘蔗冠层上方的观测长势摄像传感器,其安装位置应高于甘蔗冠层且顺着种植行向呈30-60倾角;对于位于甘蔗冠层内的观测病虫害等摄像机,其安装位置应位于甘蔗冠层内且顺着行向以30-60仰角且应不定期清理蔗叶等遮挡物。红外温度传感器是观测甘蔗叶片温度,其主测量区域应为甘蔗植被,安装应高于甘蔗冠层且感应面与垂直方向的夹角不超过60度。对于采用感应式仪器观测土壤水分时,必须使用专业土壤水分工具安装,地下套管开口应密封并保持套管与土壤紧实,以防止套管进水漏气和土壤开裂影响观测数据质量。观测站所有太阳能板的感光面不能被任何障碍物遮挡,其安装主方位朝南以便获取最长时间太阳能;从安全防盗和供电效率角度,优先考虑将蓄电池机箱埋至地下。所有信号线和供电线应采用屏蔽电缆并封装管道内,电缆的屏蔽层应两端接地,所有观测仪器应在设备顶端接闪器保护范围内,以防雷、防水、防虫、防鼠和便于安装、维护。(3)现场验收要求甘蔗种植气象自动观测站验收主要是检查观测站设备配置是否与实际安装一致,检查预埋件基础、防雷工程和传感器安装是否符合规范,检查观测站基本信息是否录入且正确,检查传感器、采集器、通讯和供电是否运行正常,检查数据接收处理等软件是否运行正常,检查观测要素的数据是否正常、与观测梯度是否对应,是否存在缺漏测现象。3、协议应用起草组初步拟定的标准应用于广西农业气象自动观测体系建设中。自2016年以来,累计应用建设农业气象自动观测站近50余套,其中甘蔗种植气象自动观测站近20套,取得了较好的应用效果。四、采用国际标准和国外先进标准的程度,与国际、国外同类标准水平的对比情况未查询的直接相关的国际、国外标准。五、与有关的现行法律、法规和强制性国家标准的关系承诺本标准内容采用的相关技术不低于30%国家强制性标准的要求,也不低于30%国家推荐性标准的要求。本标准在编制过程中参考了《GB/T1.1—2009中华人民共和国国家标准标准化工作导则第1部分:标准化文件的结构与编写》、《GB/T1.1—2020标准化工作导则第1部分:标准化文件的结构和起草规则》,还遵循了《中华人民共和国气象法》、《中华人民共和国标准化法》、《GB/T33703-2017自动气象站观测规范》、《GB/T31162-2014地面气象观测场(室)防雷技术规范》、《GB31221-2014气象探测环境保护规范地面气象观测站》、《GB/T35221-2017地面气象观测规范总则》等相关的法律法规、国家和行业标准。没有出现与现行法律、法规和强制性国家标准发生冲突的条款。六、重大分歧意见的处理经过和依据待征求意见后补充。七、标准作为强制性标准或推荐性标准的建议建议本标准作为地方推荐性标准实施。八、贯彻标准的要求和措施建议本标准的编制目的是规范甘蔗种植气象自动观测站选址安装工作,明确相关技术要求,以便使全区甘

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