水土監測以及氣象環境監測摘要:
水土監測是治理水土流失的基礎性工作,水土以及氣象環境的監測工作對水土流失的治理起到事半功倍的作用,促進生態環境的改善。監測工作不到位,數據質量不高或者不全,治理水土流失的效果也自然不會好。本文將從FRT50采集器采集到的氣象和水土監測數據進行分析水土流失的原因,并提出解決方法。
一、水土監測以及氣象環境監測引言
土地是不可再生資源,據科學研究推算,在自然狀態下要形成1m厚的土壤,需要1.2萬年至4萬年,即形成1cm厚的土層需要120年至400年。土地資源對人類是至關重要的;土地是人類賴以生存和發展的物質基礎;它對一個國家和民族的重要性不言而喻。水土流失對我國會造成非常大的影響:造成耕地面積減少、土壤肥力下降、農作物產量降低,人地矛盾突出,還會導致土地退化,毀壞耕地;導致江河湖庫淤積,加劇洪澇災害;惡化生存環境,加劇貧困。
二、水土監測以及氣象環境監測設備
監測的環境是新疆天山山脈附近地區,水土監測以及氣象環境監測設備采用的是富奧通科技(北京)有限公司的FRT50采集器,FWS600風速風向溫濕度氣壓雨量氣象儀,FRT ST01土壤溫濕度傳感器,FRT TB100總輻射表傳感器,采集器將所有傳感器數據匯總并通過無線方式一分鐘采集一條的頻率上傳到后臺進行數據記錄。
FRT-DT50數據采集器是一款結構緊湊、性能穩定、運行可靠的數據采集器;它由測量與控制設備、通訊端口、供電系統以及輕質量外殼組成,具有多種用途。還具有功耗低,可二次開發的功能,通過控制腳本等功能。數據采集儀可以測量大多數的水文、氣象、環境和工業領域的傳感器。
FWS600一體式氣象儀,可以同時監測風速,風向,溫度,濕度,氣壓,雨量,并且安裝方便,結構緊湊,功耗低,運行可靠,性能優越,數據精度高,提供多種數據協議。
FRT ST01土壤溫濕度傳感器是新一代土壤水分溫度傳感器,輸出信號穩定,不漂移,不跳動。采用進口環氧樹脂,優質不銹鋼耐酸堿腐蝕,鋼針隔離,不易電解,具備電源線、地線、信號線多項保護功能,可防止因反接、錯接等造成的損毀。測量精度高,性能可靠,受土壤含鹽量影響比較小,可適應各種土質。
FRT TB100總輻射表傳感器,FRT TB100型太陽總輻射傳感器是一款符合ISO 9060和WMO技術標準的太陽總輻射表,屬于二級總輻射測量傳感器,用于測量水平面從2π球面度立體角(半球向)接收的太陽總輻射,單位W/ m2。
FRT TB100太陽輻射表采用半導體薄膜熱電堆技術、無源工作方式,主要用于氣象觀測、建筑物理學測量、氣候和太陽光采集實驗等。
為防止其他因素干擾現場建立圍擋,保護監測設備,保證數據準確性。
FRT-DT50數據采集器
FWS 600一體式氣象傳感器
一、水土監測以及氣象環境監測數據分析
以下為富奧通科技(北京)有限公司傳感器提供的數據:
該地區日晝夜溫差大,平均溫差達10攝氏度以上,全年溫差也非常大,夏季溫度可達40攝氏度以上,冬季溫度可以低至-30攝氏度以下。
單日溫度數據曲線圖
全年溫度數據曲線圖
光照時間長,夏季日平均光照時間長達15小時。
單日輻射數據曲線圖
風速大,該地區風速長期在10m/s左右,風速高可達近20m/s。
全年風速曲線圖
土壤溫度變化大,全年土壤溫差可達35攝氏度以上。
全年土壤溫度曲線圖
土壤濕度低,全年土壤濕度不超過8%RH。
全年土壤濕度曲線圖
水土監測以及氣象環境監測數據分析總結:
根據以上數據可以看出,該地區的土壤存在比較嚴重的土壤流失情況,土壤濕度全年都處于非常低的情況,無法存儲水分,造成的原因主要有以下幾點:
1. 風蝕。是由于風力作用將土壤表層物質被帶走,造成的土壤的流失,特別是大風日數在100天以上的我國北方風蝕地區,風蝕危害更為嚴重。干燥的土壤和地表上空相對穩定的風力是發生嚴重風蝕的主要條件。
2. 凍融侵蝕。青藏高原的地理、地質和氣候都具有特殊性,凍融侵蝕是由于土壤及其母質孔隙中或巖石裂縫中的水分在凍結時,體積膨脹,使裂隙隨之加大、增多所導致整塊土體或巖石發生碎裂,消融后其抗蝕穩定性大為降低,在重力作用下巖土順坡向下方產生位移的現象。凍土侵蝕主要分布在冰川侵蝕線以下及海拔3000米以上的區域。
3. 除了以上兩點常見侵蝕現象以外,該地區還存在日照強度大,日照時間長,降雨量少的現象,導致該地區土壤長期處于干旱狀態,更容易造成風蝕的現象;該地區的土壤溫度全年溫差大,溫差超過35℃,疏松干燥的土壤空氣含量多而水分少,土壤熱容量小,導熱率也小,當土壤得到熱量或失去熱量時,上層土壤和下層土壤間的熱量交換少而慢,所以溫度變化劇烈。當地的溫度高達30攝氏度,不利于普通植物的生長,植被的減少也會讓土壤更加疏松更容易增加風蝕的危害。
一、推薦治理措施
根據以上的數據分析結論,我們可以通過以下幾個方面的治理措施來進行改善當地的水土流失情況:
1、生物措施
采取種植一些耐溫耐寒的植物,進行植樹種草等生物措施,凡不適合耕種的土地,應退耕還林、還草,以恢復地表植被,并進行合理放牧,保持當地的植被覆蓋范圍。增加土壤有機質的穩固,提高抗侵蝕的能力。
2、工程措施
修建淤地壩、小水庫、修筑水平梯田、平整土地、修基本農田和抽引水灌溉等,減少水土流失;修建小型水庫可以存水,然后用存下的水進行合理的灌溉,讓土壤更加合理的吸收水分。修建梯田有利于土壤的存水,存土,存肥的能力。
3、宣傳措施
對一些部門、企事業單位和個人對水土保持的重要性和緊迫性認識不足的進行長期的宣傳,開啟相關的講座,并對相應的人員進行培訓和技術傳授,尤其是水土保持的基本國策意識和法制觀念不強的地區加強宣傳力度。
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