水土流失高光谱在线监测技术与装备

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日期:2025-08-14 11:47 点击数:
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一、背景

中共中央办公厅、国务院办公厅颁布的《关于加强新时代水土保持工作的意见》明确提出,建立水土保持监测设备计量制度,加快研制水土保持监测设备,以保证监测数据质量。然而,目前广泛使用的测钎法、沉沙池法等传统水土流失监测技术,难以实现新时代水土保持行业高质量发展背景下对水土流失的快速、准确、实时监测,水土流失相关计量数据无法准确上报,迫切需要研发基于高光谱技术的无二次污染、分布式联网、精度高、稳定性好、抗干扰强、响应速度快、寿命长、免维护、自主可控且成本较低的水土流失连续感知监测新技术与新装备,弥补传统水土保持监测方法效率不足、无法实时监测等问题。

二、创新性成果

本成果来源于国家自然科学基金、江苏省自然科学基金、南京水利科学研究院中央级公益性科研院所基本科研业务费专项资金等。已授权发明专利8项,新型实用专利1项,软件著作权4项;相关成果获省部级科技奖二等奖1项,入选江苏水利科技创新成果推介会,列入水利部2023年度水利先进实用技术重点推广指导目录及第十九届国际水利先进技术(产品)推介会技术名录。

本成果以高光谱探测技术为原理,利用水土流失悬浮颗粒物衰减、后向散射等固有光学特性,构建了适用于不同场景多量程的悬浮颗粒物表层垂向监测体系;实现对悬浮泥沙的秒级高频高效在线快速监测;适用于水土流失在线快速监测,解决了生产建设项目、径流小区水土流失监测以及河道沟渠悬浮泥沙监测频数有限的问题。

三、取得成效或者成果转化应用

为长江水利委员会长江流域水土保持监测中心站,生态环境部长江流域生态环境监督管理局生态环境监测与科学研究中心水土保持科研项目提供水土流失监测技术及装备,实现了悬浮泥沙浓度等多个关键水土流失指标的快速监测,取得了广泛的经济和生态效益。在江苏天山水泥集团有限公司“年产500万吨水泥用灰岩生产线项目”水土流失现场监测,跃杰环保科技(徐州)有限公司的水生态监测站网体系建设项目等工作中应用。应用范围涵盖长江、淮河、太湖流域大部分区域,为推动我国水土流失监测管理工作提供了强有力的技术支撑。