流域水土保持技术措施及监控方法

流域水土保持技术措施及监控方法一、引言流域作为一个复杂的自然-社会复合系统，其水土资源的可持续利用直接关系到区域生态安全与经济社会的可持续发展。水土流失作为流域生态环境恶化的主要表现形式，不仅导致土地生产力下降、河道淤积、洪涝灾害加剧，更对水资源安全和生态平衡构成严重威胁。因此，系统梳理和应用科学有效的水土保持技术措施，并辅以精准的监控方法，是遏制水土流失、改善流域生态环境、促进人与自然和谐共生的关键所在。本文旨在从技术措施与监控方法两个维度，探讨流域水土保持工作的核心内容与实践路径，以期为相关工作提供参考。二、流域水土保持主要技术措施流域水土保持技术措施是指通过工程、生物、农业耕作等手段，改变地形、改良土壤、增加植被覆盖，从而达到减少水土流失、保护和合理利用水土资源的目的。这些措施往往需要根据流域的自然条件、土壤侵蚀类型及强度，进行科学配置和综合治理。（一）工程措施工程措施是通过修建各种人工建筑物来改变小地形，拦蓄地表径流，增加土壤入渗，从而减少或防止水土流失。其特点是见效快，能集中治理水土流失严重的区域。1.坡面治理工程：主要针对坡耕地和坡面荒地。如梯田，通过将坡地改造为水平或近水平的台阶式田地，有效减缓坡度，缩短坡长，减少径流冲刷。田面宽度、田坎高度需根据坡度、土质等因地制宜。此外，还有坡面截水沟、排水沟、蓄水池等，共同构成坡面排水系统，拦截和排导坡面径流，防止坡面冲刷。2.沟道治理工程：旨在稳定沟床、拦蓄泥沙、防止沟道侵蚀扩张。常见的有谷坊，分为土谷坊、石谷坊、植物谷坊等，主要作用是抬高侵蚀基准面，减缓沟道纵坡，拦截泥沙。拦沙坝则具有更强的拦蓄能力，能有效削减洪峰，减轻下游灾害。对于较陡的沟坡，还可采取削坡开级、修建挡土墙等措施。3.小型蓄水引水工程：包括水窖、涝池、蓄水池、引水渠等，用于拦蓄地表径流，解决人畜饮水和旱地灌溉问题，同时也能减轻水土流失。（二）生物措施生物措施是通过植树种草、培育植被，利用植物根系固持土壤、涵养水源、调节气候，从而达到保持水土、改善生态环境的目的。这是一种治本之策，具有生态效益和经济效益双重属性。1.造林种草：根据流域的立地条件，选择适生的乡土树种和牧草进行种植。在沟坡、荒山荒坡营造水土保持林、水源涵养林；在侵蚀沟道营造防冲林、护岸林；在条件适宜的地方种植经济林，实现生态效益与经济效益的统一。种草则多选择耐旱、耐贫瘠、覆盖度高的草种，可与造林结合形成乔灌草复合植被结构。2.封禁治理：对于那些具备一定植被恢复潜力的退化区域，通过设置围栏、封禁管护等措施，禁止人为破坏，利用生态系统的自我修复能力，促进植被自然恢复。这是一种投资少、见效快的生态修复方式，尤其适用于地广人稀、治理难度大的区域。3.水土保持经济林果：在坡度较缓、土壤条件较好的坡地，种植具有经济效益的果树、油料作物等，如核桃、花椒、茶树等。同时配套实施梯田、保水保肥等措施，实现生态保护与经济发展的双赢。（三）农业技术措施农业技术措施主要是针对坡耕地，通过改进耕作方法和种植制度，以减轻水土流失，提高土壤肥力和作物产量。1.等高耕作与带状种植：等高耕作是沿等高线进行耕作，形成一道道等高的犁沟和土垄，拦截雨水，减缓径流。带状种植则是将坡地沿等高线划分为若干条带，交替种植密生作物与疏生作物，或牧草与农作物，利用密生作物和牧草的固土作用拦截径流。2.间作套种与轮作：通过不同作物的合理搭配种植，如高秆与矮秆、深根与浅根作物间作套种，可增加地表覆盖度，减少裸露时间，改善土壤结构，提高保水保肥能力。轮作则能调节土壤肥力，减轻病虫害，间接减少水土流失。3.少耕免耕与覆盖耕作：少耕免耕技术减少了对土壤的翻动，保持了土壤表层结构的完整性，增强了抗蚀能力。覆盖耕作则是利用作物秸秆、残茬或地膜等覆盖地表，减少雨滴击溅，抑制蒸发，增加入渗。三、流域水土保持监控方法水土保持监控是对水土保持措施实施效果、水土流失动态变化进行定期或不定期的观测、评估与管理的过程。有效的监控是科学决策、优化措施、保障水土保持效益可持续发挥的前提。（一）宏观监测技术宏观监测主要借助遥感（RS）、地理信息系统（GIS）和全球定位系统（GPS）等现代空间信息技术，对大尺度流域的水土流失状况、土地利用/覆被变化、植被覆盖度等进行动态监测与评估。1.遥感监测：通过不同分辨率的卫星遥感影像（如Landsat系列、SPOT系列、高分系列卫星等）或航空遥感数据，结合地面调查验证，提取植被覆盖度、土地利用类型、土壤侵蚀因子（如坡度、坡长、植被覆盖等）信息，进而估算土壤侵蚀强度和面积变化。无人机遥感因其灵活性高、分辨率高、成本相对较低，在小流域或重点治理区的精细监测中应用日益广泛。2.GIS空间分析与制图：利用GIS技术对遥感解译数据、地面观测数据等进行空间叠加分析、缓冲区分析、网络分析等，生成水土流失专题地图，揭示水土流失的空间分布规律和动态变化趋势，为流域水土保持规划与管理提供可视化的决策支持。（二）地面监测网络地面监测是获取水土流失及其影响因子精确数据的基础，通过建立长期定位观测站网，进行定点、定量观测。1.坡面径流小区观测：在不同土地利用类型、不同坡度坡长、不同水土保持措施的坡面上，修建标准径流小区。通过观测每次降雨或一定时期内的径流量和泥沙流失量，分析不同条件下水土流失规律及各项措施的减水减沙效益。这是研究水土流失机理和评估措施效果的经典方法。2.小流域控制站观测：在小流域出口处设立水文泥沙观测站，监测流域的总径流量、输沙量及其过程，结合流域内的水土保持措施配置情况，综合评估小流域综合治理的整体效益。观测内容包括水位、流量、含沙量等。3.土壤侵蚀定点观测：采用简易坡面量测法（如侵蚀沟体积量测、沉降板法）、侵蚀针法、核素示踪法（如137Cs法）等，测定特定地点的土壤侵蚀厚度或侵蚀模数，了解土壤侵蚀的强度和速率。4.植被与土壤理化性质监测：定期测定不同治理措施下的植被盖度、生物量、物种多样性，以及土壤容重、孔隙度、有机质含量、NPK含量等理化性质，评估水土保持措施对生态系统恢复和土壤质量改良的效果。（三）水土保持措施数量与质量监控对已实施的水土保持工程措施（如梯田、谷坊、拦沙坝）的数量、规模、完好程度、运行状况进行定期巡查和评估，确保其发挥正常功能。对生物措施的成活率、保存率、生长状况、覆盖度等进行调查，及时发现问题并采取补植、抚育等措施。（四）数据管理与信息系统建设建立流域水土保持数据库，整合遥感数据、地面观测数据、措施台账数据、社会经济数据等多源信息。开发水土保持信息管理系统，实现数据的录入、查询、统计、分析、可视化展示及共享，提高水土保持管理的信息化、智能化水平，为动态监测、效益评估和科学决策提供数据支撑。四、结论与展望流域水土保持是一项系统工程，需要工程、生物、农业等多种技术措施的有机结合与科学配置，形成综合防护体系。同时，必须依靠先进的监控方法和技术手段，对水土流失动态和措施效益进行长期、持续、科学的监测与评估。未来，随着科技的进步，水土保持技术措施将更加注重生态友好型和高效经济型，如生态经济型防护林体系的构建、水土保持与面源污染控制相结合的技术等。监控方法将朝着天地空一体化、智能化、精细化方向发展，遥感、无人机、物联网、大数据、人工智能等技术的深度融合应用，将极大提