水土保持生态环境效益监测技术规程

水土保持生态环境效益监测技术规程（送审稿）第一章总则一、水土保持径流泥沙监测的目的和意义为贯彻《中华人民共和国水土保持法》和《中华人民共和国水土保持法实施条例》，依据《水土保持生态环境监测网络管理办法》的规定，在全面总结水土流失及其防治、监督和监测工作的基础上，根据水土保持生态环境效益监测工作的现状、特点和发展要求，规范水土保持生态环境效益监测工作，保证水土保持生态环境效益监测成果的科学性和系统性，特制定本规程。本规程适用于对自然因素和人为活动造成水土流失及其防治效益的监测。水土保持径流泥沙监测，又称水土流失监测。其目的在于探索水土流失发生、发展的原因，了解各种自然因素、人为因素在水土流失过程中所起的作用及其相互之间的定性定量关系，为研制水土保持措施和治理模式，编制水土保持区划和规划，保护、改良和利用水土资源，预测预报江河干支流水沙变化趋势提供科学依据。水土流失是水力、风力、重力等自然因素与人为因素作用于地表土壤和母质，造成土壤及其母质被破坏并随水流输移、沉积的过程。它是一种广泛分布、危害严重的自然灾害，可引起生态环境的恶化，给当地农林牧业生产发展及人类永续利用水土资源带来障碍。同时，流失的泥沙进入江河，不仅影响江河的开发利用，而且还淤积水库、河道，造成混水泛滥，危害中下游地区工农业生产，在我国黄土高原和长江流域的山区、丘陵区，这一问题尤为突出。水和土是人类赖以生存的基本条件。为了建立新的生态平衡，防治水土流失，合理利用水土资源，最优配置水土保持综合治理措施，高速度、高质量发展农林牧业生产，探索不同治理程度和治理模式对流域洪水与年径流演变趋势的影响，研究不同治理措施和治理模式减水减沙效益，必须开展水土保持径流泥沙等项目的监测实验。水土保持径流泥沙监测，是一项基础性和理论性极强的研究工作，只有建立在有完善的监测站网布设，比较适用、先进的监测设施和监测手段的基础上，才能取得完善的科学资料。二、水土保持径流泥沙监测的任务经过定位监测、室内实验或野外模拟实验及流域调查相结合的途径，搜集坡面和小流域暴雨、洪水、泥沙、流域入渗、土壤含水量等资料，经过分析揭示水土流失形成机制，找出各因素之间的内在联系，从而建立数学模型或物理模型，为水土流失区农业生产建设方针、小流域综合治理模式和治理措施最优配置方案提供理论依据，为水土保持生态环境建设各项工程的规划、设计提供方法和设计数据。具体任务应在“测站任务书”中进一步加以规定。“测站任务书”用上下结合的方法编制，由上一级机构审查颁发。三、水土保持径流泥沙监测的特点水土保持径流泥沙监测与一般水文测验迥然不同，其特点如下：（一）水文站的观测研究对象是大中河流；水土保持径流泥沙监测站的监测研究对象则是坡地各类径流场及流域面积在100平方公里以下的各级小流域。（二）水文站的观测是在固定断面上进行，主要观测了解某一河段或断面上的长期水文现象及演变趋势，对广大流域范围内人类活动的影响不甚关注；水土保持径流泥沙监测站的监测，不仅要了解断面上的水文要素变化，更重要的是通过各种手段，了解各水文要素变化的原因与相互依存、相互制约的关系。（三）水文站的观测着眼于宏观过程的了解；水土保持径流泥沙监测站的监测除了解宏观变化外，还要了解影响水土流失因素的微物理过程，监测研究的内容尤为丰富。（四）水文站观测的水文情势比较平稳，已有一套完整的测验理论体系和比较成熟的观测仪器设备；水土保持径流泥沙监测站在监测过程中水文情势变化极为剧烈，而且多是高浓度输沙，监测的理论基础及监测的设备、监测手段都无成熟经验可借鉴，探索研究性更强。四、水土保持径流泥沙监测工作要求水土保持径流泥沙监测工作的部署，要在水土保持科研方针、方向指导下，紧密结合水土保持领域中农林牧水自然地理等各专业的要求，按照水土流失规律研究项目的课题设计进行。要把定位监测、模拟实验、流域调查有机地结合起来，形成一个以实验小流域为单元，从坡面到各级沟道的完整、系统的监测站网。应该强调，站网布设是整个水土流失监测部署中一个极为重要的部分，必须高度重视。此外，要把监测工作和资料分析使用紧密结合起来。五、本规程拟定的依据（一）中华人民共和国水利行业标准《水土保持监测技术规程》。（二）中华人民共和国水利电力部部标准《水土保持试验规范》。（三）中华人民共和国行业标准《径流实验观测整编暂行规定》。（四）水电部农水司颁发的《水土保持试验研究暂行规范》及其他水文测验试行规范、手册、补充技术规定中的有关条文和方法。（五）水利部《水文测验手册》，《水文测验试行规范》。（六）其他有关经验，国内外有关径流泥沙测验的水平动态及经验介绍。第二章径流场的勘测及设施建设一、径流场的规划、布设及研究任务径流场是水土保持生态环境效益监测试验站进行坡地水土流失规律和各项水土保持措施和治理模式试验研究的基地。径流场的形状一般选用矩形为宜，它的四周有截水墙。径流场下方有集流槽与测流装置，场地上方和两侧应挖排水沟，用以拦截径流场四周坡地上来的径流。径流场应注意坡面保持天然状态，避免局部坑洼、土堆、道路及其干扰径流条件的地物。在试验小流域或试验区域经研究确定之后，应对其进行规划布设。首先在室内根据试验目的、任务、观测项目、内容、方法，以及精度要求等进行初步布设规划。并将布设的场、站位置标绘在1：50000～1：10000的地形图上。然后到现场作进一步的观察研究，看布设是否合理，按此布设取得的观测资料能否满足试验和监测要求，最后作出正式的试验场地和监测站点的布设规划。（一）规划依据1、径流场总体规划及布设要服从于研究目的及专题设计，并要使研究的因素突出，而其他因素具有一致性。此外，场地布设还要和实验基地选择紧密结合起来考虑，宜集中不宜分散。2、径流场的选择要有代表性，代表性的衡量指标应从自然地理的角度如地形、地貌、土壤等来加以考察和论证，面积应满足研究单项水文因素和对比研究的需要。3、为了便于对比，径流场应尽可能统一尺寸。除林地、不同坡长、不同坡宽的因子研究径流场及全坡面径流场外，无特殊要求时，应采取水平长20m、宽5m的标准尺寸的径流场。4、在设置全坡面径流场时，也可考虑在全坡面径流场内设置标准径流场和因子研究径流场等，以利观测和管理。5、径流场应根据上级下达的《监测任务书》编制“监测工作大纲”报上级审批。在执行中如有变更和补充，须经领导机关批准，不得擅自变动。（二）径流场的类型及布设（1、标准径流场；2、自然坡面径流场）径流场也叫径流小区，简称小区。其在规划布设时要注意保留原有的自然条件，土壤剖面结构应相同，土层厚度应比较均匀，坡度应比较均一，土壤理化特征（机械组成、容重、有机质含量等）比较一致。如果坡面有小的起伏，可用人工修整。1、径流场的类型（1）径流场按地形与形状分有：人工整修的直线坡面与自然地形全坡面。（2）按目的和用途分有：以研究坡面径流与侵蚀规律为主的不同坡度、坡长及地表裸露状态下的径流场，以研究单项措施效益为主的农、林、牧各类措施的径流场。（3）按观测方法分有：观测一般径流泥沙总量及重点观测过程的径流场。（4）依据观测目的、小区规模大小和资料搜集的性质可分为三种：微型径流场、标准径流场和大型（自然坡面）径流场。绝大部分径流场都是观测天然降雨下的暴雨径流，目前已有并正在发展用人工降雨设施进行研究的径流场（室内及野外）。2、典型径流场的布设（1）微型径流场的布设微型径流场也叫因子径流场，面积一般只有1或数平方米。布设方便，设备比较便宜，特别适宜于那些需要很大数量的因子试验。大多用于进行野外与室内模拟降雨试验研究，主要是研究某一因子对水土流失影响的机理和坡面的基本径流与土壤侵蚀规律。在设置微型径流场时，除了突出要研究的因子外，边界的影响非常重要，其他条件、测试仪器和测验方法等，均应和标准小区保持一致。例如研究坡度对水土流失的影响，应突出坡度因子，设置几个不同坡度的径流场：但这几个径流场除坡度外，面积、宽度、长度、形状、土壤、地面情况等均应与标准小区相同；其如同此。微型(因子)径流场是野外定量观测的最好补充，也是野外定量研究结果的最好验证与应用途径。（2）标准径流场的布设标准径流场是一种有多种用途的最基本的径流场，可以与多种因子径流场对比，位置应设置在坡面平整、全年裸露无杂草的常年休闲的坡耕地上。如有草木出土，应立即拔掉。标准径流场面积一般为10至100m2左右，其目的一般是研究当地的水土流失量，建立土壤流失预报方程或模型，为水土保持规划提供依据。标准径流场的长度最短不得小于5m，一般应大于10m，而且应能进行正常的农业耕作，适合于作物试验或水保措施和治理模式观测，。各个国家对标准径流场的大小有不同的要求，在美国和非洲一些国家建立的标准径流场为2m宽，22.1m长，我国的标准径流场宽为5m（与等高线平行），长20m（水平投影），水平投影面积100m2，坡度固定为15°。如地形条件许可，其坡向应按当地汛期主风向确定。径流场上部及两侧设置围埂，下部设置水槽和引水槽，引水槽末端设置水设备。（3）天然坡面径流场的布设天然坡面径流场主要是研究各种自然和人为因素对水土流失的综合影响，应布设在地形、土壤等有代表性的天然坡地上。其主要特点是：①面积大，从几百平方米到几千平方米；包括从坡顶到坡脚一个坡面上的自然集流区。但场区内不能有陷穴和裂缝；②形状不规则，视地形条件而定；③坡度不均一。（三）研究任务1、研究不同地形、土壤、下垫面条件等与不同雨型情况下坡面径流泥沙的产量及其过程；通过人工模拟降雨和野外径流泥沙监测，明确径流泥沙形成过程。2、研究人为改变条件时坡面径流泥沙产量的变化和不同情况下坡面径流现象。3、通过土壤蒸发与入渗试验，明确降雨、土壤蒸发、入渗、地表径流间的关系，明确土壤养分流失量及面源污染程度。4、平原区研究在不同排水条件下，特别是不同河网间距情况下坡面径流的排水流量。5、对各项水土保持综合治理模式和治理措施的生态效益进行定量评价，为其推广提供理论依据和量化依据。二、径流场监测设施建设及使用（一）降雨量监测设施及使用（虹吸式雨量计）降水是决定径流量及其在时间上分配的主要因素，是水平衡研究中的一个重要项目。通过降水的观测及资料分析，可以认识洪涝干旱规律，探索降水与径流、泥沙关系，为水保、水利及其它部门提供重要依据。1、雨量观测仪器（1）雨量筒：有普通雨量筒和标准雨量筒两种。此外，还有和以上观测相比较的坡地斜口雨量筒。（2）机械雨量计：有虹吸式雨量计和称重式雨量计两种。（3）电传雨量计（4）遥测雨量计（5）测雨雷达2、观测仪器的布设只有一种仪器时，应设于场中央，有两种仪器时，两仪器间隔和仪器距栅栏的距离均不应少于1.5～2.0米。雨量计口一般离地面高度为70厘米。自计雨量计器口离地面高度，一般以雨量计本身高度为准，小门一般应朝北。具体可参阅《手册》5—3。3、虹吸式雨量计的使用降雨观测的仪器是虹吸式雨量计，可以得到总降水量、降水起止时间和降水强度，以及一定时段内的降水强度和降水量。（1）观测操作程序和方法：1）在记录纸上划记号，并注明日期、时间。2）慢慢注入清水，检查虹吸管是否正常，注入量与记录量是否相符。3）更换自记纸，装新纸时，要使自记纸边与钟筒下缘对齐，纸面平整，纸头纸尾的纵坐标衔接，无雨之日，一张自记纸可使用数日，不需换纸之日，可在作虹吸检查后，再注入一毫米雨量，使笔尖升至前一日记录线以上一个整毫米数的位置。4）上紧发条，转动钟筒，对准开始时间，划时间记号，在纸头左边注明日期时间。5）量读储水瓶里的水量。若在无雨之日，储水瓶内只有人工虹吸的水量，可将储水倒去。6）检查漏斗有无杂物堵塞。（2）自记雨量记录的订正和摘录1）时间订正：当一日内自记钟的时间误差超过10分钟且对时段雨量有影响时，即应进行时间订正。以20时，8时观测所做的时间记号为时间订正的基础，当记号与自记纸上的时间不符时，则应求出时差。以两记号间的时间数除两记号间的时差，得每单位时间的差数，以累积分配的方法，订正于所摘录的整点时间上。2）虹吸订正：当虹吸排水量大于记录量，使每次虹吸的平均差超过0.1毫米时，应作虹吸订正。订正的方法是：以储水瓶