国家水土保持重点工程效益综合评价模型研究

[目的] 研究水土流失治理效益评价指标体系、评价模型与评价标准,为国家水土保持重点工程绩效评价、实施效果后评价等工作提供技术支撑。[方法] 采用频度分析法筛选评价指标,采用层次分析法确定评价指标权重。[结果] 提出水土保持工程效益评价指标体系,并构建综合评价模型。模型包含土壤固持与保护、水源涵养、生态改善、收益增加、防灾减灾等5大类15个指标。在此基础上,提出了优秀、良好、缓慢改善、恶化、极度恶化5级评价标准。[结论] 水土保持工程效益综合评价模型涵盖了生态、经济、社会等多方面因素以及各因素之间相互作用关系,可为国家水土保持重点工程实施效果提供直观的、综合的、可量化的评价结果。     

运用“三生空间”理念规划水土保持科技示范园

[目的]运用"三生空间"理念设计水土保持科技示范园的总体布局和功能分区,以提高园区在水土保持与生态建设、水土保持科学普及、水土保持政策宣传等方面的示范效应。[方法]基于综合遥感影像、野外实地勘查等资料,分析四川省彭州市宝山水土保持科技示范园区的"三生空间"格局与水土保持措施需求。[结果]①园区划分为河谷生活空间保土护岸人居环境维护区、山丘生产空间水土流失治理区和高山生态空间水土保持生态修复区。②生活空间需实施河道疏浚、护岸、河流生态廊道构建、道路与庭院水土保持等措施;生产空间需实施坡地改土造田、水系和路网建设等综合水土保持措施;生态空间需实施封山育林、泥石流治理等措施。③依托太阳湾景区,设置水土流失科研观测设施、水土保持技术展厅(馆)、水土保持措施及功能讲解标识牌等,对公众进行渗透式水土保持科普教育和宣传。[结论]四川省宝山是成都平原向岷山过渡的龙门山区,"三生空间"格局特征明显,水土保持与生态保育需求多样。运用"三生空间"格局设计园区总体布局和功能分区,具有系统性与综合性特点,可提高园区的综合示范和科普教育的效果。     

多沙粗沙区露天煤矿水土保持生态效应的监测评价

[目的]通过开展露天煤矿水土保持生态效应监测评价,判定水土保持措施防护效果及其可行性。[方法]以陕西省神榆矿区西湾露天煤矿为例,以实际监测数据为支撑,从调水效益、保土效益和植被恢复3个方面建立了评价指标体系。采用德尔菲法确定了指标权重,利用线性加权求和法建立综合评价模型,最终计算得出该项目不同建设时期水土保持生态效应值。[结果]生态效应值为运行期(0.683)试运行期(0.344)施工前期(0.213);工程实施以来,治理总面积349.72 hm~2,治理前后,水土流失面积由426.71 hm~2下降到376.63 hm~2,植被覆盖度由20.20%上升到27.18%,拦蓄径流量增加了7 530 m~3,保土量增加了6.90×10~4 t。[结论]陕西省神榆矿区西湾露天煤矿通过实施水土保持方案设计的水土保持工程、植物等措施防护体系,取得了良好的治理效果和生态效应。     

河南省水土保持三维可视化管理信息系统的研发

基于GIS,采用C#.NET+SQL Server集成的二次开发模式,存储集成全省多次水土流失遥感普查和基础影像数据,开发河南省水土保持三维可视化管理信息系统。该系统能实现野外调查图像与数据库建立的三维可视化、交互显示效果,是具有输入、查询、检索、对比分析和输出等多功能的综合管理信息平台。河南省水土保持三维可视化管理信息系统基本实现了水土保持管理信息化,为水土保持工作决策、规划、治理提供了科学的依据。     

碳达峰与碳中和目标下水土保持碳汇的机理、途径及特征

[目的] 瞄准中国碳达峰、碳中和目标及其时间表,探索水土保持碳汇的主要途径与特征,为全面提升水土保持碳汇能力,科学推进水土流失综合治理高质量发展提供借鉴。[方法] 参考和借鉴国内外相关研究成果,系统性地分析了水土保持碳汇的学科应用基础及其协同作用机理,主要途径和物质表现,总结提出了水土保持碳汇的主要特征。[结果] 水土保持碳汇作用是在植物措施、工程措施和耕作措施3大类水土保持措施的共同参与下,通过植物、土壤和水体等多种途径协同发挥的,可消减大气中CO₂并将其转化为多种含碳化合物储存在植物及其产品、土壤和水体中。水土保持碳汇途径包括植物途径、土壤途径和水体途径。水土保持碳汇物质包括生物量、无生命有机质、土壤有机质和水体碳素。水土保持碳汇主要特征包括多种治理措施共同作用;多种碳汇途径相互交织;碳汇物质的现地性;碳汇特征短历时碳汇明显,全周期呈弱碳汇。[结论] 生态文明建设新阶段的水土保持工作,应全面推行碳汇水土保持,实施碳汇监测评价,扩大高碳汇水土保持措施,开展清洁生态小流域建设,避免水土流失与其治理措施损毁导致的碳排放,进一步提升碳汇增量,巩固碳汇能力。     

输变电工程水土保持在线监测系统关键技术研究

[目的]研发一套集数据采集、存储、分析等功能的输变电工程水土保持在线监测系统,以提高水土保持监测工作质量和效率。[方法]以影响水土流失的气象因子(包含雨量、温度、湿度、风速、风向等)与土壤含水量作为研究对象,选择符合技术要求的传感器,将传统的水土保持监测设备与最新测试技术、计算机技术和通信技术相结合,初步集成研发了水土保持在线监测系统关键技术。[结果]经现场试运行验证,系统关键技术测试数据误差率小于5%,精确度和可靠性较高。系统运行状态稳定,软件用户界面操作简单且功能完善,采集和处理数据具有直观、准确、实时的优点。[结论]研制的输变电工程水土保持在线监测系统关键技术具有良好的稳定性和精确度,满足技术要求,可应用于输变电工程水土流失监测实践工作中。     

基于VRML的土壤电导率三维空间变异性虚拟实现建模研究

如何表达土壤属性的三维空间变异性对传统的土壤剖面采样、空间变异分析和三维可视化表达提出了挑战。本研究以浙江省围垦海涂水稻田土壤盐分为例,采用EM38电磁感应线性模型结合二阶Tikhonov正则化方法反演剖面0~110 cm范围内10个土层深度的土壤电导率作为三维空间变异性研究的数据源;然后利用三维反距离权重方法进行土壤盐分的三维空间插值;最后分别采用虚拟现实建模语言（VRML）的球体、切片、地柱模型对土壤电导率剖面离散点、二维空间变异切片、三维变异土体模型进行三维虚拟现实可视化建模,并实现模型的网络发布。结果表明,在田间尺度上,三维反距离权重方法可较好的对土壤电导率在三维空间的分布进行预测插值;通过VRML方法进行可视化建模可较好的展示及解析土壤电导率的三维空间分布规律;水平方向上,土壤盐分从西北面向东南面逐渐增大,垂直方向上,土壤盐分随土层深度的增加而增大,且东南角土壤盐分最大;另外,用户可利用IE浏览器实现虚拟现实模型的可视化及对模型进行平移、放大、缩小、旋转等基本操作。基于VRML的虚拟建模方法可为土壤属性的三维变异性可视化及网络共享提供新途径。     

油田道路对水土保持功能的影响评价

[目的]对生产运营期因油田道路占压和硬化损失的水土保持功能价值进行定量评价,为生产运营期石油天然气项目水土保持补偿费的计征标准提供测算依据。[方法]采用国内外较为常用的生态服务价值测算方法,选取陕西省志丹县境内油田为研究对象,测算生产运营期内油田道路造成水土保持功能价值的损失量。水土保持功能服务价值等于固持土壤、水源涵养、固碳供氧、防风固沙等价值之和。[结果]初步估算,生产运营期油田道路造成的水土保持功能价值的损失量,每口井每年约为1 827元。按照油田道路占油田总面积30%～50%的比例进行折算,则石油、天然气项目在生产运营期造成的年度水土保持功能损失值为3 654～6 090元/井。[结论]现行的水土保持补偿费按年度计征的方式和征收标准(每口井不超过2 800元)是合理可行的。     

山区景观生态项目建设中的水土保持问题

[目的]从水土保持角度提出山区景观生态建设中应遵守的治理原则和适用的水土保持技术措施,为今后山区园林景观建设过程中水土流失治理提供参考。[方法]以云南省保山市东山生态建设工程为例,系统地剖析了山区景观建设及生态建设中的水土流失及其影响因素。[结果]针对山区项目建设水土流失产生特点,制定出一套从坡面(如拦水埂、梯田整地、水平阶整地和鱼鳞坑整地等)到沟道适用于山区景观项目建设的水土流失治理常见技术,并初步计算工程实施水土保持技术措施后可减少的年土壤侵蚀量为5 200 t以上。[结论]在山区景观生态项目建设过程中,要坚持保护优先,安全先行,统筹兼顾为原则,在考虑施工材料经济性和生态性的同时,还要考虑景观美学因素,以制定完整的山区建设项目水土保持措施体系。     

水土保持科技示范园区规划制图需求分析

水土保持科技示范园区为展示水土流失治理成果、增强社会公众生态意识和加快生态文明建设进程发挥了积极作用。园区规划是指导园区建设的重要基础,图件制作是园区规划的重要组成部分。目前规划制图仍存在一些问题,图件类型和内容不尽一致,制图深度差别较大。为推进水土保持科技示范园区规划制图的规范化,基于《国家水土保持科技示范园区评定办法》(办水保[2016]223号)的相关要求,分析了园区规划制图需求,结合部分规划制图实际,对规范化制图工作提出了具体的意见和建议,以期对水土保持科技示范园区制图工作规范化与标准化的实现有所帮助,更好地推动水土保持科技示范园区的规划和创建工作。     

北京滨河森林公园建设中的水土保持

 滨河森林公园是改善居住生态环境的重要措施,也是一项水土保持工程;然而,在其建设过程中不可避免地会产生水土流失。在分析滨河森林公园建设过程中水土流失形式及其成因的基础上,以房山新城滨河森林公园为例,提出北京滨河森林公园建设中的水土保持措施布置原则以及工程设计步骤,旨在为类似工程提供参考借鉴。     

生产建设项目水土流失影响等级划分

[目的]研究生产建设项目水土流失影响等级,为生产建设项目全新分类管理模式的建立提供基础依据。[方法]从全国8个水土保持区划一级区31类生产建设项目中筛选出2 227个项目,采用专家咨询法和模糊聚类分析法,将各项目划分为5个等级:1级为轻微程度水土流失危害、2级为较轻微程度水土流失危害、3级为一般程度水土流失危害、4级为严重程度水土流失危害、5级为极严重程度水土流失危害。[结果]在研究中涉及到的行业类别中,水土流失危害程度如下:公路行业、铁路行业、露天矿工程、林浆纸一体化工程属于5级;机场工程、核电站工程、水利枢纽工程、水电站工程、工业园项目工程属于4级;涉水交通行业、风电行业、引调水工程、井采矿工程、油气开采工程、轨道交通工程、农林开发工程、火电行业属于3级;灌区工程、堤防工程、蓄滞洪区工程、其他小型水利工程、油气储存与加工工程、管网工程、加工制造行业、输变电工程属于2级;房地产工程、其他类城建工程、社会事业、信息产业、其他行业属于1级。[结论]由于本研究水土保持分类研究数据来源可靠,因此所划分的生产建设项目水土流失影响等级可以较为准确地反映各行业的水土流失潜在危险。     

北京市门头沟地区不同水土保持措施的减水减沙效益

[目的]评价北京市门头沟区水土保持措施的减水减沙效益,为区域水土保持措施的环境效益评估和土壤侵蚀预报参数选择提供依据。[方法]根据2005—2009年北京市门头沟区龙凤岭水土保持科技示范园内8个径流小区的产流产沙数据,对不同水保措施的蓄水减沙效益进行分析。[结果]坡长不同的径流小区年径流深和土壤侵蚀模数差异显著;梯田和树盘都具有很好的水土保持效益,其减水效益分别达到77.6%和81.0%,减沙效益分别达到84.3%和77.4%;梯田和树盘的影响因子分别为0.17和0.23,玉米、大豆和京白梨的影响因子分别为0.97,0.35和0.85。[结论]研究区内工程措施较植物措施具有更好的水土保持效益,且两者相结合的水土保持效益最佳。     

基于高空影像的水土保持监测信息管理系统建设

[目的]为提高开发建设项目水土保持监测效率,实时全面反映施工期水土流失状况和水土保持防治效果。[方法]在大量水土保持监测实践工作基础上,根据水利部关于水土保持监测最新规程,利用高空遥感和无人机影像技术。[结果]根据开发建设项目水土保持监测信息管理系统功能需求,构建了包括数据采集、数据信息库、应用系统层、功能层、基础设施层等的水土保持监测信息管理系统,并针对6大业务系统分别进行了初步方案设计。[结论]该水土保持监测信息管理系统设计合理,可以提高监测精度,保证监测数据的科学性和准确性,为开展具体信息系统开发提供参考。     

水土保持电声沙盘模型设计及应用

[目的]设计水土保持电声沙盘模型,为水土保持教学提供更为直观性的动态演示效果。[方法]以典型小流域为基本蓝本,依据光、电、声系统对流域基本特征、水土流失类型、水土保持措施进行演示,借助微型人工模拟降雨系统演示不同降雨强度、降雨类型情况下的水土流失强度、水土保持措施效益、水土保持监测情况。[结果]水土保持电声沙盘模型实际上是把一个简化的小流域分为12个大的演示区域,该模型侧重地形地貌、地物特征表达以及地理特点、自然要素的表现,能演示流域的边界及与周边流域的联系,典型小流域系统的基本组成要素,水土保持生物措施和工程措施,水文网系统的组成及汇流过程。[结论]水土保持电声沙盘具有仿真性、趣味性、体验性、自主性、互动性,能增强学生学习的兴趣和主动性,提高教学效果。     

基于集对分析模型的水土保持工程效益后评价研究

[目的]建立一个科学合理的水土保持效益后评价指标体系对水土保持工程进行效益评价,为小流域的生态治理提供科学后评估依据。[方法]综合分析小流域水土保持工程特性和影响水土保持工程效益的关键因素,识别和选取水土保持工程效益后评价的13项关键指标,建立小流域工程效益后评价指标体系,运用层次分析法和熵值法改进评价指标的权重,结合评价指标数据和指标评价标准应用改进的集对分析模型开展工程效益后评价研究。[结果]改进的集对分析模型结果表明,评价指标体系中水保效益、生态效益、社会效益,流域水土保持工程效益评价总体处于2级水平,流域治理的成效显著、可供开发的空间和潜力较大。[结论]该方法是一种有效地针对小流域的水土保持工程效益评价的新方法。在构建水土保持工程效益后评价指标体系的基础上,将该方法运用到水土保持工程效益后评价中,基本达到了预期的研究目的。     

山东省潍坊市公路建设项目水土保持损益分析

[目的]通过山东省潍坊市公路建设项目的水土保持损益分析,评价当地公路建设项目的水土保持影响程度。[方法]以潍坊地区S220,S221,S321和S327这4个公路建设项目为例,应用水土流失影响指数评价模型定量计算其水土流失影响指数(SWII)。[结果]S220,S221,S321和S327的水土流失影响指数(SWII)分别为0.194 2,0.158 8,0.175 8,0.167 1,全部低于全国公路项目SWII的平均值,表明潍坊地区公路项目建设造成的水土流失影响程度要低于全国平均水平。其主要原因是:平均项目占地面积(4.82hm~2/km)和影响范围(0.91hm~2/km)较小,土石方挖填量(5.06×104 m~3/km)和弃渣量(400m~3/km)较少,影响时间(21个月)短,水土流失总量(437t/km)不大。[结论]针对不同的公路建设项目,可通过减少项目的占地面积和影响范围,减少工程的土石方挖填量,特别是增加水土流失治理面积,来进一步减弱工程建设带来的水土流失影响。     

开发建设项目水土保持设施验收技术评估工作面临的问题及其对策

[目的]研究开发建设项目水土保持设施验收技术评估工作当前面临的问题,为行政验收提供技术支撑。[方法]在长期的技术评估工作实践基础上,提出技术评估工作规范化、高效化和准确化为今后的发展方向。对水行政主管部门、技术评估单位和申请开发建设项目水土保持验收的业主进行调查取证分析。[结果]现阶段水土保持设施验收技术评估工作存在建设单位申请验收积极性不高,评估单位定位不准,技术评估单位资质管理不严,部门之间沟通不够等问题。[结论]建议强化前期工作,摆好位置,提高业务水平和加强部门间沟通,使评估工作为水土保持设施行政验收真正起到技术把关的作用。