乔殿新:国家水土保持监测站点发展思考

发表时间:2023-12-17 04:33:40 来源:水土保持设施验收

  [摘 要] “十八大”以来,国家对生态文明建设格外的重视,国家也对生态环境监视测定提出新的更加高的要求,因此水土保持监测点建设和运行面临新的形势。问题导向与目标导向结合,立足服务水土保持管理,为水土保持“行业强监管,治理补短板”提供有效支撑,总结了水土保持监测点建设发展现状,梳理了面临的问题,分析了面临的形势,从发展方略、功能定位、总体布局和重点任务等方面,对国家水土保持监测站点工作进行了思考,并提出了建议。

  进入21世纪,全国水土保持监测点建设工作得到大力推进,全国共建成各类监测点800多个,初步形成了水土保持监测网络,发挥了基础监测作用。特别是“十八大”以来,国家对生态文明建设格外的重视,对生态环境监视测定工作提出了新要求,水土保持监测点建设面临着新的挑战。笔者对全国水土保持监测点建设和运作状况进行了调查,对监测点建设面临的形势、发展方略、功能定位、布局和重点进行了讨论,认为做好水土保持监测点顶层设计、明确监测点功能定位、完善监测点布局、健全水土保持监测网络、充分的发挥监测点作用,是当前关系水土保持监测发展的重要任务。

  全国水土保持监测点整体建设始于2002年,国家先后启动实施了两期全国水土保持监测和信息化系统建设工程,初步建成了全国水土保持监测网络。后来,一些地方进一步建设完善,新建了一批水土保持监测点。截至2018年底,全国有800多个水土保持监测点,其享水文、科研机构和高等院校近300个,监测点类型主要有小流域综合观测站、坡面径流观测场、小流域卡口站、风蚀监测点、滑坡泥石流预警点和冻融侵蚀监测点等。

  监测点建成运行以来,开展长期定位观测,发挥了基础监测非消极作用,积累了基础数据,为水土保持研究和效益评价提供了重要支撑。监测点的最大的作用:一是开展水土流失影响因子观测,为研究水土流失机理提供支撑;二是进行因子率定,为研究完善中国土壤流失方程提供支撑;三是测定效益定额,为科学评价水土保持生态建设效益提供支撑;四是推进了监测方法和设备发展,通过监测点观测,推动了监测方法完善优化,带动了监测设备研发和提高;五是培养锻炼了监测队伍,培养了一批熟悉监测点运行管理的工作人员。

  我国水土保持监测点建设工作起步晚,发展时间短,存在不少不足,面临不少问题:一是监测内容及成果与管理脱节,不能有效地为管理服务,这是最核心的问题;二是缺少监测点管理制度,监测点全过程管理制度不健全;三是管理机制不顺畅,缺乏运维有效的机制和模式,一些监测点运行困难;四是人员不稳素质不高,一些监测点缺少稳定的工作人员,主要是临时聘用人员;五是观测不规范,数据质量不高,缺少统一的观测标准,观测数据质量不高或数据不连续;六是缺少深加工和大数据分析,大量观测数据在“睡大觉”,没有充分的发挥其作用;七是布局未全覆盖,全国水土保持区划三级区115个,其中11个未布设监测点,没有实现水土保持类型区全覆盖;八是设备缺乏统一要求,设施设备老化落后,监测点建设标准低,没有统一的设备准入和规定要求,先天不足又后天缺补,致使设施设备陈旧落后、老化失修、自动化水平低。

  中央、国务院2015年《关于快速推进生态文明建设的意见》要求,“快速推进对能源、矿产资源、水、大气、森林、草原、湿地、海洋和水土流失、沙化土地、土壤环境、地质环境、温室气体等的统计监测核算能力建设”。中办、国办2017年《关于划定并严守生态保护红线的若干意见》要求,“建设和完善生态保护红线综合监测网络体系,充分的发挥地面ECO、环境、气象、水文水资源、水土保持、海洋等监测站点和卫星的生态监测能力,布设相对固定的生态保护红线监控点位,及时获取生态保护红线监测数据”。中央关于监测的一系列部署和安排,对水土保持监测点建设提出了新要求、新任务,要加强监测站点建设,健全完善监测网络,提升监测能力,增强监测支撑。

  中办、国办2015年印发的《全国生态环境监视测定网络建设方案》,要求建立空天地一体化监测,实现监测全地域、全要素、全天候覆盖。监测点是地面监测的主要形式,是空天监测的重要验证和补充,特别是卫星遥感解决不了的问题,一定要通过监测点观测协助解决。同时,监测设施设备和技术方法要持续不断的发展创新,现代化、自动化、智能化水平的提升,为水土保持监测点新跨越提供了坚实技术条件。建立定位准确、类型齐全、布局科学、数量合理的水土保持监测点网络,是生态监测的必然要求。

  新时期水土保持要高水平质量的发展、提质增效,与经济社会持续健康发展相适应。2018年水利部党组对水土保持提出了“治理补短板、监管强手段”的总要求。要实现水土保持高水平质量的发展,重点在于监测。监测是水土保持工作的基础,是推进水土保持新发展的重要引擎,事关水土保持的明天。水土保持监测点工作起步晚,面临大好发展机遇,发展加速度大、发展空间大,对水土保持“补短板强监管”推动力度大。与监测点建设初期相比,全国水土流失状况发生了显著变化,全国重新划分了水土保持区划三级分区,监测点建设面临的形势和情况都有了很大变化。提高监测点能力和监测水平,实现全覆盖监测,提供及时精准定量支撑,是水土保持高水平发展的必然要求。

  进入新时代,生态优先、绿色发展、绿水青山就是金山银山理念深入人心,从政府到社会,生态意识普遍增强。各级政府加强生态保护修复、落实生态保护红线等,要求及时精准掌握区域水土流失状况和水土保持情况,需要监测点提供定量数据支撑。良好生态环境是最普惠的民生福祉,社会公众更加关注天蓝地绿水清,要求及时了解水土保持,也需要监测点提供精准依据。

  要立足服务政府决策、经济社会持续健康发展和社会公众,建立定位精准、覆盖齐全、数量合理、分布科学的监测点网络。还要强化共建共享,实现智能化和标准化,建立定期提升机制,规范运行维护,加强数据分析评价,不断的提高监测能力和水平,满足经济社会持续健康发展要求。

  (1)精准化。突出服务管理、精准定位、精准施策,问题导向与目标导向结合,以支撑监管为目标,科学确定水土保持监测点功能、作用、类型、数量和分布,实现全国水土保持区划三级区全覆盖。

  (2)标准化。实行监测点工作标准化,规范监测点全过程工作,保证监测水平和数据质量;统一建设标准、观测标准、成果标准和设备标准,实现监测点工作高质量发展。

  (3)自动化。推广应用自动化设备仪器,全方面提升监测点自动化水平;实现自动采集、自动存储、自动传输、自动处理、自动预警;减少人工及人为误差,提高数据质量及管理。

  (4)规范化。推动运行管理改革,鼓励探索创新,因地制宜,形式多样;积极推广分级管理、省级垂直管理、财政购买管理、委托管理等机制和模式,规范监测点管理,保障监测点规范运行和持续发展。

  (5)差异化。以水土保持三级区划为布局单元,以水土流失类型为分类基础,统筹考虑小流域和森林区划等要素,分区分类布设,分别施策:不同功能的监测点,设施设备不一样,运行周期不同;不一样的区域的监测点,布设密度不同;不同的监测点,管理机制和模式不尽相同。

  (6)合作化。加强合作,共建共享,充分的利用已有水文站点、林草等有关部门站点、科研机构和高等院校站点,不求所有但求所用,避免重复建设,充分的发挥财政资金效益。

  测管融合,服务管理,是水土保持监测点建设的出发点和落脚点,是监测点的根本功能及作用,也是监测点安身立命之本。要根据新形式、新任务、新要求,找准定位,拓展功能,强化监测点对管理的支撑作用,提升监测点作用,促进水土保持监测点工作可持续发展。

  通过监测点因子率定,利用模型计算出水土流失强度,确定水土流失面积;通过监测点效益定额测定,科学评价水土保持效益;通过监测点和水文站点相结合,测定区域土壤流失量及其沉积分布。这一些数据和成果,可为政府生态文明宏观决策提供相关依据和支撑。

  监测点测定的土壤流失量,以及率定因子提高精度的水土流失面积和强度变动情况,可为生态文明考核评价、领导干部生态环境损害责任追究、生态保护红线等制度落实提供相关依据,为资源环境承载能力监测预警提供支撑。

  水保监测点和水文站点相结合,测定的区域土壤流失量及其沉积分布情况,可为河湖长制度、水源保护和江河湖库淤积管理提供依据。

  监测点测定的效益定额和土壤流失量,以及进一步推算的水土流失面积和强度变动情况,可为全国水保规划实施情况考核评估、水土流失生态安全预警、水保功能评价及效益评估,水土保持监督执法、综合治理、规划编制、标准制定等提供相关依据和支撑。

  监测小流域卡口站输沙数据,共享生产建设集中区域50~200 km2和200~3000 km2的中小河流水文站泥沙数据。比如监测多个方面数据显示无降雨情况下,泥沙突然大幅度的增加,则有很大的可能是流域内有人为水土流失破坏活动,监测点随即发出预警,通报辖区水行政主任部门,开展相应违背法律规定的行为检查。

  通过建立坡面径流观测场、微流域、小流域、中小河流、大流域监测点体系,共享水文站点河流、水库、入海口泥沙数据,测定全国水力侵蚀区土壤流失量及其运移和沉积情况(小流域输沙量、河道输沙量、河床淤积量、湖库淤积量、入海泥沙量等)。通过小流域卡口站,测定小流域不同时段实际输沙量,推算区域土壤流失量。

  依托水文站点,测定跨界(省级、市级和县级)断面河流输沙量,进一步通过跨界断面河流输沙量的年际变化,测算行政区域年度输沙量,能为科学确定相邻两地年度生态补偿额度提供依据。

  监测点水土气生等观测数据,可为科学研究提供重要源数据等基本素材,为研究水土流失机理、率定中国土壤流失方程因子、测定水保效益定额、开展相关研究提供支撑。

  基于监测点的观测设施和仪器开展水土保持监测,能为水土保持和生态文明科普教育提供鲜活现场和户外教室。

  (1)按水土流失类型区划分。监测点类型主要有水力侵蚀监测点、风力侵蚀监测点、重力侵蚀监测点和冻融侵蚀监测点。具体包括小流域综合观测站、坡面径流观测场(包括人工小区和自然坡面)、小流域卡口站、风蚀监测点、林草地标准样地和冻融侵蚀监测点。

  (3)按监测内容划分。监测点分为综合监测点和专项监测点,其中综合监测点主要指小流域综合观测站。

  (4)按行业划分。监测点分为水保监测点和其他共享监测点,其享监测点最重要的包含水文、林草部门、科研机构、高等院校等站点。

  根据功能作用,考虑典型性、代表性、经济可行等要素,合理确定监测点数量。

  (1)小流域综合观测站。包括坡面径流观测场(包括坡面径流小区和自然坡面观测区)和小流域卡口站。最大的作用是因子率定,测定效益定额、土壤流失量和小流域输沙量、径流量等。根据水保区划,有水蚀的三级区应全部覆盖,每个三级区布设2~6个。

  (2)小流域卡口站。主要测定小流域输沙量和径流量。全国共约53万多条小流域,控制面积近700万km2。截至2018年底,累计治理小流域22 757条,治理面积42.478万km2。参照全国水文站布设强度,小流域应按照治理和未治理两大类,尽可能多布设,可考虑布设5 000个左右,有条件的地方,可以全覆盖,以全面掌握区域内小流域输沙量和产流量。

  (3)林草地标准样地。作用是调查林下盖度,率定B因子。按水保区划,40个二级区应全覆盖,每个二级区布设一个左右。

  (4)风蚀监测点。作用是观测风蚀影响因子,测定风蚀、积沙和降尘量。按水保区划,十多个风蚀三级区应全覆盖,每个三级区布设2个左右。

  (5)冻融侵蚀监测点。作用是冻融侵蚀测定和影响因子观测。按水保区划,几个冻融侵蚀三级区应全覆盖,每个三级区布设一个。

  (6)共享水文站点。作用是泥沙路径监测和降雨量测定。应共享具有长序列降雨量资料的8 000多个水文站点数据;小流域卡口站下游的水文站点数据,从中小河流、水库湖泊、大江大河到入海口,应实现全流域共享;还应共享生产建设集中区中小河流水文站点、全国所有700多座大型水库水文站点、跨境和跨省河流境省界断面水文站点数据。

  (1)分区与分类结合。以全国水保区划8个一级区、40个二级区、115个三级区为布设单元,科学确定各类监测站点覆盖范围和布设地点。

  (2)流域与区域结合。以七大流域和31个省(区、市)为布设骨架,合理确定每个流域和省(区、市)的各类监测站点分布。

  (3)构建流域监测体系。在水力侵蚀区,点线面结合,以流域为依托,建立坡面、小流域、中小河流、大流域监测体系,进而布设监测站点。

  监测站点的选取和新建,应当遵循老点优先、共享优先、有管理保障优先的原则。已有监测点,在同等条件下第一先考虑;新布设监测点,第一先考虑可共享站点,减少新建;新建监测点,第一先考虑有运行管理保障和可提供稳定土地的地方,比如水库、水土保持科技示范园等。

  依照新时期对水土保持监测站点建设、运行提出的新要求,监测站点面临新的改革发展任务。水利部应当统筹全局、科学论证,做好国家监测站点发展总体设计,将其纳入全国生态环境监视测定网络建设,为重点区域水土保持监测发展提供指南和依据;明确国家监测站点发展目标、建设任务、总体布局、工作重点;积极纳入“十四五”等相关规划,加快立项,落实经费,抓紧启动;建设形成功能齐全、数量合理、分布科学、管理规范的新时代监测站点网络,全方面提升监测站点能力和水平,提高监测支撑,满足经济社会持续健康发展和社会公众要求。

  建立健全监测站点管理制度,加强全过程管理,保障监测质量,提升效益发挥。完善《全国水土保持监测网络管理办法》,建立国家监测站点观测、汇交、数据整汇编、质量控制、审核、发布、加工分析、变更、提升,以及设施设备检修,仪器设施计量认定等规范和制度。

  开展监测站点标准化建设工作,提升能力,规范标准全国统一,提高成果质量,提供精准支撑。开展观测人员能力标准化建设,加强上岗培训和考核,提高业务素质和能力。开展站点标准化建设,统一标准,规范设施设备,保持计量一致性。开展观测工作标准化建设,编制观测操作手册,统一方法,统一要求。开展成果标准化建设,统一格式,统一内容,统一发布。

  运维管理是监测站点正常工作的保障。参考水文、环境、林业等部门的站点管理模式,建议实行分级分类管理制度。实习中央和省两级管理体制,流域机构代表中央管理国家重要监测站点,省级水行政主任部门管理国家一般监测站点,共享站点按照原渠道管理。省级推广省垂管理。流域机构管理及其共享站点,年度经费由中央负责。省级管理及其共享站点,由省级统一落实年度经费。鼓励管理改革创新,积极推广购买服务等运维模式。建立提升机制,加强升级改造,与现代化发展同步。

  信息化是推动监测站点工作和发展的重要动力。加强新设备、新技术、新方法应用,实现监测站点自动化,提高智能化,提升现代化,增强及时精准定量定位全方面支撑。开发完善监测站点信息管理系统,实现自动采集、自动存储、自动传输、自动处理、自动预警。建立实时监控系统,重要站点由水利部监测中心等单位实时监控,监测数据实时传输、实时显示。

  建立监测站点大数据加工分析机制,切实解决数据加工不够、分析不足,基本“睡大觉”的问题,发挥大数据的“大”作用。建议在水利部监测中心、流域管理机构和省级水行政主任部门,分别成立数据分析中心(与监测机构合署办公),加强与相关科研机构的合作,分级开展大数据深加工和关联分析工作,为管理提供更多更好有效支撑和依据。

  仪器设施是监测站点开展监测工作的基础,对保障数据质量至关重要。要推动仪器设备研发,加强设备创新,鼓励社会参与,组织引导关键设备攻关,特别是泥沙自动监测设备。积极组织并且开展监测设备研讨交流,搭建平台,交流经验,研讨技术,推动创新。要建立仪器设施准入机制,建立监测设备检测中心,开展测试鉴定,达标后方可推荐使用。

  合作共赢发展,共享共创未来。共建共享,能够大大减少财政投资,加快建设进度,提高国家项目效益,促进效益尽快发挥。要加强与水文、林草部门、科研机构、高等院校等相关生态站点的合作,通过提供监测设备、补助观测经费等适宜形式,加强合作,实现共建共享。要建立运行高效的共享机制,实现数据快速共享。流域共享水文站点数据应由流域水文部门统一提供。省级共享水文站点数据应由省水文部门统一提供。

  [作者简介]乔殿新(1970—),男,山东莱阳市人,教授级高级工程师,副主任,长期从事水土保持技术和管理工作。