城市水土保持监测改进策略分析—以西安市护城河（西门-北门-东门）综合改造工程为例

城市水土保持监测改进策略分析—以西安市护城河（西门 -北门 -东门）综合改造工程为例

杜佩泽

陕西省水利电力勘测设计研究院， 710001，陕西西安

摘要 在我国现有水土保持监测体系的基础上，结合西安市护城河（西门-北门-东门）综合改造工程的实际情况，运用AHP评价体系提出了本工程水土保持监测指标体系框架和具体监测指标，并针对水土保持监测中存在的问题，结合国家布局，将城市水土保持信息化监管体系将进一步完善，为城市水土流失趋势分析、水土保持规划、治理措施实施提供科学依据。推进城市资源开发与生态环境良性发展创造条件，为防治水土流失、促进生态文明建设提供有力支撑。

关键词 水土保持监测；AHP；信息化

随着国家经济的快速发展和我国工业化进程不断加快，我国的生态环境问题成为当前社会大众热议的话题之一。在这种背景之下，积极推动我国的生态文明建设成为当前国家“五位一体”工作中的重要一环。在力求进一步推动我国生态文明建设的过程中，对于水土保持监测方面也理应加大关注力度。同时，从当前的社会现状来看，水土保持监测工作在生态文明建设中的要求和难度也会随时代发展不断增强。因此，如何提高水土保持监测工作的力度成为了当前亟待解决的问题之一^[1]。

1 城市水土保持监测现状与问题

1.1 我国水土保持监测现状

我国自20世纪30年代便开始了水土保持科研试验工作。首次在福建省长汀县、重庆市北碚区、甘肃省天水市、陕西省西安市等地设立野外水土保持试验站。直到新中国成立后，水利部先后组织完成了 3 次全国土壤侵蚀调查工作，进而摸清了我国水土流失面积、分布以及流失程度，为国家的生态建设决策提供重要依据。1991年颁布的《中华人民共和国水土保持法》中明确了水土保持监测的地位和作用，标志着中国水土保持监测工作进入了新阶段。2000年，水利部成立了水土保持监测中心，搭建了全面、科学、规范的水土保持监测系统^［2］ 。

进入21世纪后，全国水土流失面积开始大幅度下降，国家生态建设投入大幅度增加，生态自然修复对控制水土流失起到了关键作用，社会资本高度介入土地开发，但生产建设活动造成的人为水土流失仍然严重^［3］。

截至目前为止，全国已经建成1个中央级水土保持监测中心、7 个流域监测中心站、31个省级监测站、175 个监测站和 736 个监测点。建立了覆盖到全国水土流失治理重点区域的监测网络和信息管理系统^［4］。

中国水土保持监测虽做了大量的工作，积累了大量的经验，但由于监测机构建设的滞后，目前仍处于初步阶段，监测体系尚不完善，管理体制还不健全，与建设生态良好的和谐社会目标仍有差距，还存在以下亟待解决的问题：

（1）国家虽出台了相关监测管理制度以及办法，但由于各地实际情况不同，在实施过程中还存在一定的盲目性和随意性；

（2）已有监测基础设施较为薄弱，特别是偏远地区，仍以人工观测为主要手段，自动化程度不足，同时存在设备设施老化等问题；

（3）水土保持监测信息化建设不完善。各级监测机构的计算机信息系统建设能力不足，特别是网络设备、数据存储和服务器等关键设备配置，已跟不上当前水土保持监测信息化发展的需要；

（4）监测技术标准不规范。数据的采集、传输、分析和整理工作，还主要以人工半自动化为主，直接影响其监测效率以及准确性；

（5）水土保持监测队伍整体素质有待加强，缺乏系统专业技术培训，未形成统一的监测技手段与方法，严重影响监测数据的科学性和可靠性。

1.2西安护城河水土保持监测现状

护城河（西门-北门-东门）综合改造工程水土保持监测依据相关法律法规编制了监测方案，但还存在以下几点问题：

（1）开发建设项目区的水土流失主要是人为活动对原地貌和原植被的干扰和破坏形成的，从成因上讲城市开发建设项目的水土流失是以人为因素为主导,并有各种自然因子参与的多成因水土流失。目前，城市开发建设项目的水土保持监测中，水土保持监测指标选取不完善，选取方法有待加强；

（2）当前阶段的水土保持监测手段还有待提高，监测水平还较为薄弱，主要是以巡查监测及地面定点观测监测为主，所用监测设备仪器主要以常规监测设备为主，虽有相关新技术的引入和应用，但总体上来看，监测的技术手段还相对落后；

（3）监测分站和监测点数量偏少，分布不均，难以准确掌握全省水土流失动态变化情况；

（4）社会公众的水保意识以及参与度不强，许多人对水土保持常识不甚了解。

由于陕西省城市建设不断加强，水土保持治理难度大，水土保持监测的任务仍然艰巨。

2 护城河水土保持监测内容与指标选取

2.1 监测内容

护城河（西门-北门-东门）段综合改造工程中，主要监测对象为水土流失因子、水土流失危害、水土保持措施执行情况、水土流失防治效果监测。项目正在建设过程中，监测单位进场后，应采用调查监测、地面定位监测、临时监测和巡查监测的方法。开展项目建设扰动地表面积、水土流失灾害隐患、水土流失及造成的危害、水土流失防治效果监测。

2.2 监测指标选取步骤

要建立水土保持监测指标的选取体系，步骤如下：

首先对水土保持监测内容进行分解，利用AHP层层解析，建立目标和指标之间关系，根据数据指标的实际情况，将其分为几个层次^[5]。

其次对层次指标进行“海选”，通过综合文献法和专家咨询法，从层级中选出具有代表性的相应的指标，查询指标所需的数据，总结分析数据结果，算出影响因素之间的权重和比例。

最后初步确立指标体系，在初次建立的系统中，对数据进行再筛选，将不合适的数据删除，可以根据专家排除、统计分析等手段和方法，挑选符合要求的指标。其中专家咨询法就是在“海选”之后，在行业内的专家指导评估下，对指标进行选取和调整。统计分析时也可以采用频度统计法，对目前相关理论和研究进行统计，选取其中频率高的指标。

选取体系其缺点在于定性分析过程中，存在指标选取不够准确，相关数据不易获取等诸多问题。在指标体系建设中，既要全面，也要简单，本着可持续发展的思想，在广泛征询意见的基础上考虑城市水土保持现状。

层次分析法（AHP）的基本原理是：把复杂数据简单化，要求每个层次之间两两比较后，按照重要程度，得出权重，最后对权重值进行排序和分析，选定解决问题的最优方案，具体操作步骤如下：

（1）建立层次结构模型。要想把复杂问题简单化，首先要制定层级，一般包括目标、准则、措施、方案4个层次。在模型中的目标有且只有一个，准则层是用于解决目标的，最后找出实现目标的方案或措施，措施层是多元素的。

（2）构造判断矩阵。判断矩阵是对指标与指标之间进行判断，并形成权重值，或用于层与层之间，比较出不同的重要性。通常使用九级标度法，将重要性分为九级，1、3、5、7、9和其倒数，9为最重要，以此类推，细化指标的重要性。Saaty的九级模型见表1。

表1 Saaty的九级模型示意表

Tab.1 The schematic diagram of Saaty model

Saaty九级标度法能够更加全面的评定各指标之间的关系，构造不同指标重要性两两相比结果的判断矩阵，用线性代数的计算方法作统一化计算，得出所求的相应因素对上一层因素的相对比重。

（3）一致性检验。用MATLAB计算线性代数的矩阵理论，具体步骤如下：

计算判断矩阵的最大特征根λmax；

计算一致性指标CI：CI=（λmax-n）/（n-1）

其中n为判断矩阵的行数；

计算随机一致性比率CR；

RI为随机的指标。

当CR≤0.10 时，判断具有较高的一致性，CR＜1 时判断一致性在可接受范围。否则，应该调整判断矩阵中的数值。

2.3 监测指标选取

根据护城河（西门-北门-东门）综合改造工程的实际情况，依照选取指标的原则，按照科学性、实用性、动态性、系统性的原则建立水土保持监测指标的递减层次结构。本工程水土保持监测实施程序分为前期准备、监测实施及监测成果分析评价3个阶段，本工程监测主要以巡查和调查为主。根据护城河综合改造工程对环境产生的实际影响，共确定了以下39个评价因子，详见表2。

表2 水土保持监测内容与指标

Tab.2 Monitoring and indicators of soil and water conservation

每个指标根据其自身特性，每个数据的量纲也存在差异，但在模型中需要有一个标准，标准统一后，才能得到准确的结果数据。标准的级别是按照国际标准、省级标准、行业标准和已有的政策法规制定的，分为很好、较好、中等、较差、很差五个级别。

（l）以国家标准作为标准值。对于已有国际标准、国家标准的指标，可采用国际、国家标准作为评价的标准值。例如：水土流失强度、水土流失量等。

（2）我国的标准和数据有些不够全面，不能够及时反映出现象，可借鉴国际中发达国家的实际值或标准值确定指标，这主要是针对那些一般性的指标。

（3）根据理论分析并结合工程的典型特征来确定指标标准值。对于那些反映区域性特点的指标标准值的划分，应进行理论分析，并参考区域发展规划的基础上确定其标准值。

3 护城河水土保持监测问题对策

为解决护城河综合改造工程中水土保持监测所存在的问题，也为城市水土保持监测不断更新的需求，不仅要完善监测指标选取体系，还要对整个水土保持监测所存在的问题对症下药。目前，我国水利部门已经初步建立了全国范围内的水土保持监督管理系统。传统手段与信息技术、空间技术的融合，促进了生产建设项目水土保持监管的快速发展，推动各级水行政主管部门充分利用高分遥感和无人机技术对区域生产建设项目水土保持进行监督和管理。遥感技术为管理部门及时了解生产建设项目施工进度，掌握水土流失最新动态，发现水土流失问题，识别疑似违规项目，并进行核查与处置提供了有效手段，为城市水土保持规划、决策和管理提供了及时、准确、全面、客观的依据，全面提升了水土保持监管信息化水平^[6]。

3.1加大在水土保持监测中的科研力度，及时更新监测设备
在水土保持监测机构内，都应建立一个专门的科研小组，聘用具有专业资格的监测人员，科研小组用于研发和改进监测技术，尽量让仪器在精确收集数据资料的同时，要能有效的缩短监测时间，提高监测效率。同时要及时的对监测设备仪器进行定期维修和更新，保证监测设备在监测过程中能够稳定有序的进行工作，加强风险意识，对于意外发生的仪器失灵问题要提前做好风险方案，灵活解决处理。
3.2明确水土保持监测中的责任分配
我国水土保持监测机构应加大对水土保持监测过程中的责任分配，将水土保持监测的过程精确落实到每个参与到水土监测过程中的人员身上，进行严格的责任分配。这不仅仅能有效的监督工作人员的工作情况，更能在发生监测问题时，准确的找出错误的地方并且加以改正，增加监测效率，快速有效的完成整个水土保持监测。
3.3 加强机构之间配合，做好监督工作
我国水土保持监测机构应加强机构内部之间的配合，做好相应监督工作。内部分工不同岗位之间应多进行沟通和交流，多多进行讨论，将不错的点子收集起来进行市场评估调查，看能否借此加强对水土流失的治理。机构内可以多进行内部活动，加强内部沟通，让之后的水土保持监测人员在监测过程中配合默契，提高水土保持监测的效率，而不同的机构也应相应做好监督工作，加强水土保持的治理。

4 结论

本文论述了水土保持监测现状和监测过程中存在的一些问题对策分析，以及水土保持监测指标的选取方式建议，而这些不仅仅适用于一个城市的生产建设项目，对所有的水土保持监测机构都有可供参考的意义。在下一步工作中，全国范围内的生产建设项目水土保持信息化监管体系将进一步完善，遥感监管将为区域水土保持信息发布提供客观数据，为城市水土流失趋势分析、水土保持规划、治理措施实施提供科学依据。信息化技术将在水土保持监测、管理、决策中发挥更大的作用，为推进城市资源开发与生态环境良性发展创造条件，为防治水土流失、促进生态文明建设提供有力支撑。

参考文献

[1] 庞开娴.生态文明建设中的水土保持监测[J].河南水利与南水北调，2019（3）.

[2]谢松良，吴兴中．我国水土保持监测工作的现状及问题［J］．水土保持通报，2009，29( 2)．
[3]宁堆虎．水土保持工作面临的形势及发展对策［J］．中国水土保持，2017(11).

[4]张新玉，鲁胜力，王莹等．我国水土保持监测工作现状及探讨—从长江、松辽流域监测调研谈起［J］．中国水土保持，2014( 4).

[5]周丹，盖艾鸿，杨柳．基于模糊模型识别法的土地整理综合效益分析评价研究—以格尔木市为例［J］．中国农学通报，2014，30( 5).

[6]徐佳，岳本江．遥感技术在生产建设项目水土保持监测管理中的应用发展［J］．内蒙古水利， 2019（28）.