DB15∕T 2675—2022 盐碱地改良水盐动态监测与评价导则(内蒙古自治区).pdf
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1、 ICS 65.020.01 CCS B11 15 内蒙古自治区地方标准 DB15/T 26752022 盐碱地改良水盐动态监测与评价导则 Guidelines for dynamic monitoring and evaluation of water and salt in saline-alkali land improvement 2022-07-15 发布 2022-08-15 实施 内蒙古自治区市场监督管理局 发 布 DB15/T 26752022 I 目次 前言 . II 1 范围 . 1 2 规范性引用文件 . 1 3 术语和定义 . 1 4 水盐数据的监测与收集 . 2 地下
2、水监测 . 2 引排水监测 . 2 气象参数监测 . 2 土壤基础数据监测 . 2 5 遥感影像数据 . 3 遥感影像数据的选择 . 3 遥感影像的精度要求 . 3 遥感影像数据的使用 . 3 6 水盐动态分析评价内容 . 3 地下水动态分析与评价内容 . 3 土壤盐分变化特征及影响因素 . 4 水盐均衡分析 . 4 遥感影像分析 . 4 附录 A(资料性) 遥感影像处理步骤 . 5 附录 B(资料性) 水盐均衡分析步骤 . 10 DB15/T 26752022 II 前言 本文件按照GB/T 1.12020标准化工作导则 第1部分:标准化文件的结构和起草规则的规定起草。 本文件由内蒙古自治区
3、农牧厅提出。 本文件由内蒙古自治区农业标准化技术委员会(SAM/TC 20)归口。 本文件起草单位:内蒙古农业大学、内蒙古农牧业生态资源与环境保护中心、内蒙古河套灌区水利发展中心义长分中心义通排干沟排水所、五原县农牧业技术推广中心。 本文件主要起草人:屈忠义、王丽萍、孙宇乐、马贵仁、罗军、张如鑫、杨少东、石春梅、高娟、李彬瑞。 DB15/T 26752022 1 盐碱地改良水盐动态监测与评价导则 1 范围 本文件规定了区域盐碱地改良水盐动态监测指标与评价内容等方面的要求。 本文件适用于各种不同规模盐碱化土壤改良水盐动态监测与评价工作。 2 规范性引用文件 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而
4、构成本文件必不可少的条款。 其中, 注日期的引用文件,仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。 GB 15618 土壤环境质量 农用地土壤污染风险管控标准 GB/T 30115 卫星遥感影像植被指数产品规范 GB/T 36393 土壤质量 自然、近自然及耕作土壤调查程序指南 GB/T 37802 农田信息监测点选址要求和监测规范 NY/T 1121.1 土壤检测 第1部分土壤样品的采集、处理和贮存 NY/T 1121.2 土壤检测 第2部分土壤pH的测定 NY/T 1121.5 土壤检测 第5部分石灰性土壤阳离子交换量的测定 NY/T 1
5、121.16 土壤检测 第16部分土壤水溶性盐总量的测定 NY/T 3528 耕地土壤墒情遥感监测规范 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 盐碱地 saline-alkali land 含有一定数量的可溶性盐分和碱分,对作物正常生长有比较大的影响的突然。从广义上讲,盐碱地是盐土、碱土及各种盐化、碱化土壤的总称。 盐碱地改良 improvement of saline-alkali land 改良盐碱地不仅要排除土壤中过多的盐分, 而且还要改善土壤的理化性质, 改变形成盐碱土的条件,培肥土壤,使其由低产变高产,由荒地变良田。 土壤水盐动态观测 dynamic observation o
6、f soil water and salt DB15/T 26752022 2 对土壤水分、盐分运动状态进行观察和测定,为灌溉、排水工程规划设计、管理运用提供依据。主要研究在某时段前后(如降雨前后、 灌溉前后、某一改良措施前后)土壤中含盐量、盐分组成、水分的动态变化。 遥感影像 remote sensing image 通过安装在遥感平台上的遥感仪器对地球表面摄影或扫描获得的影像。 4 水盐数据的监测与收集 地下水监测 需要对改良区地下水埋深、矿化度、pH值等水质参数进行监测。根据高程差大小及农田不同种植结构确定地下水监测井位置及数量(地下水监测点按照1点/10 km210点/10 km2布设
7、),以网格状布设,并安装自记水位计, 实现对地下水埋深的实时监测, 并结合改良区灌溉制度在每月和灌水前后对各观测井取水,测量水质等指标(或安装自动化监测仪器),监测区域内地下水位和矿化度动态变化。监测点选址要求和监测规范应按GB/T 37802的规定执行。 引排水监测 需要对改良区总引水量、总引盐量、总排水量、总排盐量等水量参数进行监测。在改良区进出水口布置流量和矿化度监测设备,实时监测流入项目区的总水量、总盐量和排水量、排盐量。 气象参数监测 需要对改良区降雨量、蒸发量等气象参数进行监测。在改良区核心位置布置气象数据监测站,对气象数据进行采集。 土壤基础数据监测 需要对改良区土壤进行含盐量、
8、碱化度、pH值、电导率、含水率等指标进行监测,对土壤类型进行判断,调查工作应按GB/T 36393的规定执行。综合考虑改良区不同土地利用、种植结构、灌溉方式、地下水位等情况, 每年进行2次(春种前, 秋浇后) 覆盖整个改良区的土壤采样, 以观测井为取样起始点,以网格布点法布设土壤取样点进行土样采集,核心采样点网格布设标准如下所示: a) 小于 500 亩改良区:按照 100 m100 m 网格布设核心采样点; b) 5001000 亩改良区:按照 200 m200 m 网格布设核心采样点; c) 10005000 亩改良区:按照 400 m400 m 网格布设核心采样点; d) 5000100
9、00 亩改良区:按照 500 m500 m 网格布设核心采样点; e) 10000 亩以上改良区:按照 1000 m1000 m 网格布设核心采样点。 土壤样品采集按NY/T 1121.1执行。 取样时用经纬度定位并记录, 在田块中央取样。 取样深度为1m。除去采样点表面植被,按照不同的土壤质地进行分类与分层(通常按照0 cm20 cm、20 cm40 cm、40 cm60 cm、60 cm80 cm、80 cm100 cm进行分层)依次进行分层取样,在距采样点5 m的两侧位置以同样的方式进行重复采样2次, 用于精度校验。 各采样点均需位于改良区地下水位常规观测井附近。 土壤 pH 测定按 N
10、Y/T 1121.2 执行;土壤全盐量测定应按 NY/T 1121.16 的规定执行;阳离子交换量测定应按 NY/T 1121.5 的规定执行。 DB15/T 26752022 3 5 遥感影像数据 遥感影像数据的选择 遥感监测应按GB/T 30115及NY/T 3528的规定执行。可采用土壤取样同时期的光学影像数据、雷达影像或多源遥感数据协同使用。 光学传感器成像直观, 适用于对空间分辨率要求高以及地表可见的物质的勘探与监控, 各波段特点及适用方向如下所示: a) 可见光-近红外波段波长在 0.38 m3.0 m,可见光运用地表物体对 0.38 m0.76 m可见光波段的反射特征进行目标地物
11、探测的遥感,可对植被、水体等目标进行监测。 b) 近红外波段波长在 0.76 m3.0 m, 近红外波段在白天日照条件好的时候扫描成像常用这些波段。近红外波段探测植物含水量以及云、雪或用于地质制图等。 c) 热红外波段波长在 3 m15 m,热红外波段依赖于地物的昼夜辐射能量而成像,因此,它不受日照条件的限制,可以昼夜成像。可用于探测海面温度、地物温度等。 雷达遥感影像精度不如光学遥感影像,其微波波段波长为1 mm1 m,微波波段具有高空间分辨率和穿透能力强的特点,由于微波穿云透雾的能力,这一区间可以全天候工作。它不仅可以反映地球表面的信息,还可以在一定程度上反映地表以下物质的信息。 若观测目
12、标具有在有云和无云状态下的全天候协同监测要求,可以选择光学影像和雷达影像协同使用。 遥感影像的精度要求 卫星影像分辨率的参考为: a) 成图比例为 1:5000 时,影像地面分辨率大致在 0.4 m0.8 m 之间; b) 成图比例为 1:10000 时,影像地面分辨率大致在 0.8 m1.6 m 之间; c) 成图比例为 1:25000 时,影像地面分辨率大致在 1.0 m2.4 m 之间; d) 成图比例为 1:50000 时,影像地面分辨率大致在 2.4 m3.2 m 之间。 成图比例尺愈大,所需的影像分辨率愈高。 遥感影像数据的使用 于4月份春汇前及10月份秋收后进行遥感数据取样。 因
13、4月取样处于春汇前, 土壤盐分尚未受灌溉影响, 同时由于该时期少雨干旱多风, 地表蒸发剧烈, 盐分有表聚趋势 (表现为盐斑、 盐霜甚至盐结皮) ,此时样本信息可更真实地反映灌区盐碱化程度及其空间差异, 有利于盐分的遥感反演识别。 10月于秋收后取样,两期数据对比,可评价整个种植期内的盐碱状况改良效果。 6 水盐动态分析评价内容 地下水动态分析与评价内容 6.1.1 地下水埋深年际变化 分析改良区地下水年际变化,探求地下水埋深年际变化规律及影响因素。 6.1.2 地下水埋深月际变化 DB15/T 26752022 4 通过Arcgis分析软件对地下水观测井每个月份的数据进行插值统计分析,绘制出研
14、究区整个生育期内不同月份地下水埋深变化图,分析地下水埋深年内月际变化,探求地下水运移方向,总结地下水运移规律及影响因素。 6.1.3 筛选地下水动态变化驱动因子 通过数据统计分析方法对与地下水矿化度、 pH值相关的数据参数进行分析, 筛选地下水动态变化驱动因子,为改良区盐碱地改良工作提出合理意见。 土壤盐分变化特征及影响因素 土壤盐分变化与气候、土壤质地、地形、植被、地下水等自然因素及灌溉、排水、施肥等人类活动有着密切的关系。 土壤盐分时空变化特征及影响因素分析是了解研究区盐分迁移变化、 制定盐渍化调控对策的关键。本部分主要内容是定量计算每年研究区1 m深土层平均土壤盐分变化情况,深入分析区域
15、土壤盐分迁移变化情况及与各影响因素之间的关系。土壤质量的评价标准应按GB 15618的规定执行。 主要评价分析内容如下: a) 土壤各分层含盐量及电导率的变化特征; b) 土壤各分层盐分离子的含量及组成变化; c) 土壤剖面含盐量及盐分离子的迁移变化特征; d) 研究区整体土壤盐分、pH 年际变化趋势。 水盐均衡分析 水分平衡包括5个方面影响因素:灌水量、降雨量;土壤的深层渗漏量;土壤的地下水补给量;土壤蒸发量;明沟排水量。利用前期采集到的数据,进行水盐均衡计算(计算方法见附录B),可以定量地描述区域土壤盐碱化发展的方向。 遥感影像分析 通过对遥感影像进行分析, 可以弥补实际取样数量的不足,
16、建立遥感反演模型后可通过遥感影像实时动态的对土壤盐渍化状况进行监测和掌握,以便能够针对性的制定土壤盐渍化防治方案。 (遥感影像处理及分析步骤见附录A)。 DB15/T 26752022 5 A A 附录A (资料性) 遥感影像处理步骤 A.1 预处理 预处理包括降噪处理、薄云处理以及阴影处理。 A.1.1 降噪处理 降噪处理包括除去周期性噪声和尖锐性噪声以及除去坏线和条带。周期性噪声一般重叠在原图像上,成为周期性的干涉图形,具有不同的幅度,频率和相位。周期性噪声可以用带通或槽形滤波的方式来消除, 尖锐性噪声一般用傅里叶变换进行滤波处理。 坏线和条带一般采用傅里叶变换和低通滤波进行消除或减弱。
17、A.1.2 薄云处理 由于天气原因,对于有些遥感图形中出现的薄云可以进行减弱处理。 A.1.3 阴影处理 由于太阳高度角的原因,有些图像会出现山体阴影,可以采用比值法对其进行消除。 A.2 几何纠正 通常我们获取的遥感影像一般是Level2级产品,为使其定位准确,我们在使用遥感图像前,应对其进行几何精纠正,在地形起伏较大地区,还应对其进行正射纠正,特殊情况下还应对遥感图像进行大气纠正。 A.2.1 图像配准 为同一地区的两种数据源在同一地理坐标系中进行叠加显示和数学运算,应先将其中一种数据源的地理坐标配准到另一种数据源的地理坐标上, 这个过程叫配准。 图像配准包括影像对栅格图像的配准和影像对矢
18、量图形的配准。 A.2.2 几何粗纠正 针对几何畸变的原因进行的, 地面接收站在提供给用户资料前, 已按常规处理方案与图像同时接收到的有关运行姿态、传感器性能指标、大气状态、太阳高度角对该幅图像几何畸变进行了校正。 A.2.3 几何精纠正 为准确对遥感数据进行地理定位, 需要将遥感数据准确定位到特定的地理坐标系, 这个过程称为几何精纠正。几何精校正包括图像对推向的纠正、图像对地图(栅格或矢量)以及图像对已知坐标点(地面控制点)。图像对推向的纠正是指利用已有准确地理坐标和投影信息的遥感影像,对原始遥感影像进行纠正,使其具有准确的地理坐标和投影信息。图像对地图(栅格或矢量)是指利用已有准确地理坐标
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