区域水蚀动态监测方法

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1、区域水蚀动态监测方法目 录1引言 32总体目标43技术路线和主要内容54监测方法64.1县（市、区）监测区的划分64.2监测样点的布设74.3监测样点土壤流失量估算方法74.4监测样点的监测项目74.4.1降雨因子R74.4.2 土壤因子84.4.3坡度坡长因子84.4.4植被因子94.4.5水土保持因子94.5监测次数94.6监测样点单个因子值的确定94.6.1降雨因子R值的确定94.6.2 土壤因子值的确定104.6.3坡长坡度因子SL值的确定104.6.4植被因子C值的确定114.6.5水土保持措施因子P值的确定1313145.1行政县（市、区）监测资料汇总与整编145.2省（市、自治区

2、）土壤流失监测资料汇总和整编144.7监测样点土壤流失量的估算 5各级监测资料汇总与整编15155.3监测结果精度检验及处理 6预期成果及形式7组织实施.168经费预算1区域水蚀动态监测方法1引言土壤流失是在降雨及其径流作用下，土壤及其母质被分离、输移及沉积 的过程。它是降雨及其径流、土壤及其母质作用及反作用的一种结果体现， 地形、植被覆盖、人为因素如土地利用方式和水土保持措施等通过对降雨 及其径流动力作用的改变，通过对土壤及其母质特性的改变，提高或降低 土壤及其母质的反作用力而共同直接或间接地影响土壤流失的结果。土壤 流失的强弱一般多用土壤流失量或单位面积的土壤流失量来描述。土壤流 失动态监

3、测就是定期对土壤流失状况进行定量评估，从而为制定水土保持、 土地资源保护和利用规划等提供科学依据。对决策者而言，需要从两个层次上了解土壤流失状况，一是某个特定地 段的土壤流失量；二是将地段流失量按某种管理单元或区域进行汇总。毋 庸质疑，后者既是监测的最终目标，也是进行管理和规划的依据。而前者 一方面是指导基层生产者进行土地资源保护的依据，同时也是实现后面监 测总目标的基础。为实现这两个目标，需要确立相应的土壤流失量估算方 法，以及进行区域汇总的调查方法，这方面工作在国外有着一些比较成功 的经验和技术。早在1977年美国即以立法形式确定了每5年进行一次国家资源清查， 主要调查全国75%非联邦土地

4、上的土地利用变化和水土流失状况。其中的 地段流失量估算采用通用土壤流失方程和风蚀方程，区域汇总则采用抽样 调查方法。如1982年在全国范围内选择了 320, 000个调查单元，1992年 的调查单元为300, 000个。从2000年清查由每5年一次改为每年一次， 但抽样数量减少，包括40，000个固定样点和30，000个机动样点。抽样 结果采用一定的统计方法进行县、州和全国的汇总。澳大利亚也从1997年开始进行全国资源调查，其中包括水土流失状况。 单元地块为1km2的网格，每个网格流失量采用美国修订版通用土壤流失方 程估算，然后借助于地理信息系统GIS进行区域汇总。建国以来我国政府投入了大量人

5、力、物力进行水土流失规律的研究，积 累的资料和成果已完全有可能发展中国特色的土壤流失量估算方法，并结 合我国自然、社会经济和行政管理特点，建立适宜于我国国情的土壤流失 监测体系和公告制度。本项目将提出我国土壤流失动态监测的基本任务， 为完成监测任务需要的技术方法和实施方案。从而为最终建立我国土壤流 失动态监测体系提供技术支撑。根据水土保持法第二十九条、水土保持法实施条例第二十二条 和水土保持生态环境监测网络管理办法第九条的规定，水利部水土保 持监测中心将逐步建立全国水土保持公告制度。区域尺度水土流失定量评 价是全国水土保持公告的基础，为此，需要在已有土壤流失定量评价研究 工作的基础上，通过基础

6、资料收集、样点监测、县（市、区）、省（市、自治 区）土壤流失状况汇总、区域分析等技术手段，定量监测和评价我国水蚀区 土壤流失变化动态，为我国水土流失定期公告奠定基础。2总体目标本次监测工作通过对以水力侵蚀特征表现明显的行政县（市、区）内代表性监测样点土壤流失影响因子、流失量的现状调查、测试和估算，在获得 行政县（市、区）各级土壤流失量和所占面积的基础上，分析全国各省（市、 自治区）土壤流失影响因子和流失量分布特征和动态，为全国土壤流失公告 奠定基础。3技术路线和主要内容本次监测工作以水力侵蚀特征表现明显的行政县（市、区）为基本监测单 位。采用自下而上的汇总方法即以行政县（市、区）土壤流失状况为

7、基础，汇 总到省（市、自治区），再到全国。根据行政县（市、区）内地貌（山地、丘陵和平原）、土地利用（农、林、 草）等分布状况，将本行政县（市、区）划分为小于监测样点数目的若干个土 壤流失监测区。一般在一个行政县（市、区）内布设10个左右代表性监测样点。代表性 监测样点的布设在山地、丘陵区域选择15km2范围内的典型小流域，在 平原区选择1km2左右的典型区域。监测样点的布设在全县（市、区）范围内 尽量均匀分布。通过对监测样点降水、土壤、地形地貌、植被、土地利用、水土保持 措施等土壤流失影响因素的调查和监测，运用美国通用土壤流失方程的基 本思想估算各监测样点的土壤流失量。在已知各监测样点土壤流失

8、量的基础上，应用内插法，运用GIS技术， 根据土壤侵蚀分类分级标准中相关土壤侵蚀强度分级标准，编制各行 政县（市、区）土壤流失强度分级图，得到各行政县（市、区）各级强度土壤侵 蚀所占的面积和各级土壤流失量。在获得各行政县（市、区）各级土壤流失量和所占的面积的基础上，汇总 到各省（市、自治区）各级土壤流失量和对应面积，再进一步汇总得到全国土 壤流失状况及各级土壤侵蚀的区域分布特征。通过各行政县（市、区）土地利用与水土保持措施定期或不定期的监测以 及年降雨量，即可把握全国土壤水蚀的动态变化，为全国土壤流失公告奠 定基础。为了提高监测结果的可靠性和科学性，可利用不同区域坡面小区、流 域把口站及河流水

9、文站同期的泥沙资料，对监测结果的精度进行不同尺度 的校正和检验。4监测方法监测工作在全国水蚀范围内进行，调查任务的多寡、调查结果的优劣在 很大程度上依赖于监测方法的确定。因此，选择适当的监测方法对于保证 调查结果的正确性和准确性具有重要意义。4.1县（市、区）监测区的划分为了便于监测工作的顺利进行，本次监测以行政县（市、区）为基本监测 单位。在行政县（市、区）内，由当地专业人员，根据地貌（山地、丘陵和平 原）、植被（乔木、灌木及盖度）、土壤及其母质（主要土壤种类的分布）、土地 利用及土壤侵蚀类型等分布状况，确定各行政县（市、区）土壤流失监测区。 监测区的划分不要求过细，着重反映上述土壤流失影响

10、因素及侵蚀类型的 分布状况。监测区的数量不大于监测样点的数量。4.2监测样点的布设根据各行政县(市、区)监测区划分的结果，在各监测区内选择布设代表 性监测样点，进行相关监测内容的监测。监测样点布设可以依照下列原则进行：(1) 保证每个监测区内至少有一个监测样点；(2) 监测样点的布设根据不同类型监测区面积的大小尽可能分布均匀；(3) 一般在各行政县(市、区)内，监测样点的总数控制在10个左右。(4) 在地形复杂的山地和丘陵监测区，监测样点选择15km2的典型小流域，在地形比较平坦单一的平原监测区，选择1km2左右的典型区域。4.3监测样点土壤流失量估算方法监测样点土壤流失量按照用美国通用流失方

11、程的基本思想进行估算，即 土壤流失量用降雨因子R、土壤K、坡度坡长因子SL、植被因子C、水土 保持措施因子P的适当组合形式来估算。4.4监测样点的监测项目为了估算监测样点的土壤流失量，需要对影响土壤流失的主要因子进行逐项调查和监测，具体包括：4.4.1降雨因子R近年来，各国学者研究发现在没有长序列降雨过程资料时，用年降雨量 资料经过一定方式的处理，可以作为估算监测样点的降雨因子R。降雨因子监测以收集行政县(市、区)气象站年降雨量资料为主，有条件 的行政县(市、区)，需要收集到建站以来的历年和以后各年降水量、降雨量及其各月、旬的分配，如果可能，则收集次降雨过程资料。至少保证收集到建站以来历年和以

12、后各年的降雨量。4.4.2 土壤因子分布于地表的土壤圈，不仅是土壤侵蚀发生的场所，也是侵蚀泥沙的主 要物质来源，因此，土壤本身的性质差异对侵蚀发生过程及其产沙量的多 少有着极其重要的影响。美国通用流失方程中的土壤可蚀性因子K可基本反映土壤性状对土壤 侵蚀的影响。土壤可蚀性因子K值可通过以下途径获得。通过各行政县（市、区）土壤普查成果，可获得估算土壤可蚀性因子K的 表层土壤粒径、有机质含量和土壤结构指标。剩余土壤渗透性指标可通过 单独进行测定获得。当条件允许时，以标准小区观测为基础，可获得更为确切的土壤可蚀性 K值。土壤抗冲、抗剪和崩解特征对土壤侵蚀的形成机制有着十分重要的影 响，因此在进行土壤

13、因子调查和监测时，必须选择本行政县:市、区）两种分 布面积最大的耕作土壤进行土壤抗剪、抗冲系数及崩解速率的测试。（耕作 土壤抗剪、抗冲系数及崩解速率的测试可不在监测样点进行）。4.4.3坡度坡长因子直接在野外进行坡度和坡长的测量。坡度可以用坡度仪测量，在已知坡 度的情况下，就可以开始坡长的测定。所谓坡长是指从地表径流源点到坡 度减小直至有泥沙沉积出现处的水平距离或到一个明显的渠道之间的水平 距离。坡长的测量直接用百尺即可，将测定结果用坡度换算成水平长度。在山丘区小流域内不同部位根据流域面积大小测定坡度坡长数据100个左 右（至少保证50个以上）。在平原监测样点内沿水流走向测定5个以上的坡 度和

14、坡长数据。4.4.4植被因子植被具有较强的水文水保功效，为定量估算区域土壤流失，需要对监测 样点区域内主要农作物覆盖特征的季节变化进行监测。农作物覆盖度的监 测可以通过直接测定和遥感测定两种途径获得。4.4.5水土保持因子每年监测每个监测样点的土地利用状况，统计农地、草地、林地及各种 水土保持工程措施（梯田、淤地坝、塘坝等）所占的水平面积（km2），并 提供1： 10000监测样点监测年及以后各年土地利用现状和水土保持工程措 施布设电子图及相关统计表格。提供各行政县（市、区）监测年及以后各年不小于1:250000比例尺的土地 利用现状和水土保持工程措施布设电子图及相关统计表格。4.5监测次数降

15、水资料每年观测，土壤普查资料收集共计1次，坡度坡长、入渗、抗 剪、抗冲和崩解测定1次，主要农作物覆盖度的季节变化监测1至2次， 土地利用、水土保持措施配置每年1次。4.6监测样点单个因子值的确定4.6.1降雨因子R值的确定利用下式确定各行政县（市、区）当年的年降雨因子R值：R=0.0668P1.6266式中，R是年降雨因子(MJ. km-2-a-1-mm-h-1), P是年降雨量(mm)。4.6.2 土壤因子值的确定根据土壤普查资料及土壤渗透性测定，利用下列经验公式确定监测样 点土壤因子K值：K = 0.1317 x 2.1x104 (12 - OM)M 14 + 3.25(s - 2) + 2.5(p - 30/100式中，OM为有机质含量；M为优势粒径组成的乘积(0.002-0.1mm粒径)X(粉粒 含量+砂粒含量)；s为土壤结构等级；p为土壤渗透性。土壤渗透性、抗冲系数、崩解速率、抗剪强度的确定：土壤渗透性可以用土壤稳渗速率来定量描述，它是指入渗时间足够大 (80min)土壤入渗速率相对比较稳定时的入渗速率(mm min-1)，可以用双 环法直接测定，测定需要至少2个重复。入渗实验在土壤剖面上应分层进 行。土壤抗冲刷系数指每冲刷走1g干土所需的水量和时间的乘积 (L min