GB/T 40053-2021 森林生态系统长期定位观测研究站建设规范

　　ICS 65 . 020 CCS B 60

　　中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准

　　GB/T 40053—2021

　　森林生态系统长期定位观测

　　研究站建设规范

　　Specificationforconstructiononlong-term observationresearch

　　stationofforestecosystem

　　2021-04-30 发布 2021-04-30 实施

　　国家市场监督管理总局国家标准化管理委员会

　　发

　　布

　　GB/T 40053—202 1

　　GB/T 40053—202 1

　　前 言

　　本文件按照 GB/T 1 . 1—2020《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。

　　请注意本文件的某些内容可能涉及专利。 本文件的发布机构不承担识别专利的责任。

　　本文件由国家林业和草原局提出并归口 。

　　本文件起草单位：中国林业科学研究院森林生态环境与保护研究所。

　　本文件主要起草人：王兵、蒋有绪、牛香、宋庆丰、周梅、魏江生、陈波、陈祥伟、甘先华、申文辉、曹建生、彭明俊、邱林、陈志泊、夏尚光、李明文、阮宏华、艾训儒、姚兰、丁访军、张维康、曹秀文、任军、管清成、宋希强、龙文兴、陈凤臻、沈志平、倪细炉。

　　GB/T 40053—202 1

　　森林生态系统长期定位观测

　　研究站建设规范

　　1 范围

　　本文件规定了森林生态系统长期定位观测研究站建安工程、观测场设施、仪器设备等的建设内容和建设流程，特别是森林水文、森林土壤、森林气象、森林生物以及其他要素等观测所涉及的建设内容。

　　本文件适用于全国范围内的森林生态系统长期定位观测研究站建设。

　　2 规范性引用文件

　　下列文件的内容通过文中的规范性引用而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 5749 生活饮用水卫生标准

　　GB/T 18883 室内空气质量标准

　　GB/T 20000 . 1 标准化工作指南 第 1 部分：标准化和相关活动的通用术语

　　GB/T 33027 森林生态系统长期定位观测方法

　　GB/T 35221 地面气象观测规范 总则

　　GB/T 35222 地面气象观测规范 云

　　GB/T 35223 地面气象观测规范 气象能见度

　　GB/T 35224 地面气象观测规范 天气现象

　　GB/T 35225 地面气象观测规范 气压

　　GB/T 35226 地面气象观测规范 空气温度和湿度

　　GB/T 35227 地面气象观测规范 风向和风速

　　GB/T 35228 地面气象观测规范 降水量

　　GB/T 35229 地面气象观测规范 雪深和雪压

　　GB/T 35230 地面气象观测规范 蒸发

　　GB/T 35231 地面气象观测规范 辐射

　　GB/T 35232 地面气象观测规范 日照

　　GB/T 35233 地面气象观测规范 地温

　　GB/T 35234 地面气象观测规范 冻土

　　GB/T 35237 地面气象观测规范 自动观测

　　GB/T 35377 森林生态系统长期定位观测指标体系

　　GB/T 38582 森林生态系统服务功能评估规范

　　GB 50003 砌体结构设计规范

　　GB 50007 建筑地基基础设计规范

　　GB 50009 建筑结构荷载规范

　　GB 50011 建筑抗震设计规范

　　GB/T 40053—202 1

　　GB 50015 建筑给水排水设计规范

　　GB 50016 建筑设计防火规范

　　GB 50034 建筑照明设计标准

　　GB 50052 供配电系统设计规范

　　GB 50054 低压配电设计规范

　　GB 50057 建筑物防雷设计规范

　　GB 50140 建筑灭火器配置设计规范

　　GB 50174 电子信息系统机房设计规范

　　GB 50189 公共建筑节能设计标准

　　GB 50222 建筑内部装修设计防火规范

　　GB 50223 建筑工程抗震设防分类标准

　　GB 50311 综合布线系统工程设计规范

　　GB 50324 冻土工程地质勘察规范

　　GB 50325 民用建筑工程室内环境污染控制规范

　　GB 50345 屋面工程技术规范

　　GB 50346 生物安全实验室建筑技术规范

　　GB 50352 民用建筑设计统一标准

　　GB 50763 无障碍设计规范

　　GB 50974 消防给水及消火栓系统技术规范

　　JTG B01 公路工程技术标准

　　LY/T 1606 森林生态系统定位观测指标体系

　　LY/T 1626 森林生态系统定位研究站建设技术要求

　　LY/T 1873 森林生态站数字化建设技术规范

　　LY/T 1952 森林生态系统长期定位观测方法

　　LY/T 2241 森林生态系统生物多样性监测与评估规范

　　LYJ 5104 林区公路工程技术标准

　　SL537 水工建筑物与堰槽测流规范

　　3 术语和定义

　　GB/T 20000 . 1 界定的以及下列术语和定义适用于本文件。

　　3.1

　　综合实验楼 integratedexperimentalbuilding

　　在森林生态系统定位观测研究站(简称“森林生态站”)的工作人员从事工作、实验与生活的场所，包括功能用房和辅助用房两部分。

　　3.2

　　功能用房 functionalroom

　　位于综合实验楼内、满足不同功能需求的用房，包括办公室、实验室、会议室、样品室、标本室、仪器设备室、资料档案室等。

　　3.3

　　辅助用房 accessoryroom

　　位于综合实验楼内、用于在站人员的生活用房，包括宿舍、客房、厨房、餐厅、学术交流室等。

　　GB/T 40053—202 1

　　3.4

　　物联网+生态站 internetofthings+fieldsite

　　利用局部网络或互联网等通信技术把生态站的观测传感器、控制器、机器设备、人员和物体等通过新的方式联在一起，形成人与物、物与物相联，实现信息化、远程管理控制和智能化的生态站观测研究网络。

　　3.5

　　数字化森林生态站 digitalforestecologicalstation

　　基于物联网技术、智能技术和可视化技术等，对长期定位观测数据进行数字化采集与传输，将信息资源进行标准化、规范化等综合分析处理，构建数字化信息平台，并通过网络实现各种科学数据与信息共享，阐明森林生态系统发生、发展等演替过程的内在机制和自身动态平衡的长期连续观测站点。

　　3.6

　　观测场 observationfield

　　森林生态系统中用于水、土、气、生等生态要素观测的场所。

　　3.7

　　配对集水区观测场建设 constructionofpairedcatchmentobservationfield

　　建设两个面积、形态、地质、气候与植被近似的集水区，同时观测一段时间，这段时间称为校正时段(3a~5a,包括丰水年和枯水年)。校正时段之后，可选择其中之一集水区进行各种内容的观测，保留另外一个集水区作为对照区，称作配对集水区观测。

　　3.8

　　嵌套式流域观测场建设 constructionofnestedwatershedobservationfield

　　大流域包含小流域，小流域内包含更小集水区的研究水文过程尺度转换的观测场所建设。

　　3.9

　　森林生态系统动态观测大样地建设 constructionofdynamicobservationplotofforestecosystem

　　在典型森林地段建立面积 6 hm2 、用于观测和研究物种组成、空间分布格局、生物多样性动态变化的永久性固定样地。

　　4 森林生态站建设

　　4 . 1 森林生态站功能区划

　　4 . 1 . 1 布局原则

　　应符 合 GB/T 38582 、GB/T 35377 、GB/T 33027 、LY/T 1952 、LY/T 1873 、LY/T 1626 和LY/T 1606的有关规定，确定森林生态站工程项目的建设内容，同时满足下列条件：

　　a) 满足“一站多能、以站带点”的原则;

　　b) 遵循“多站点联合、多系统组合、多尺度拟合、多目标融合”的方针;

　　c) 应充分了解当地生态区位重要性、森林类型特点、观测和研究重点，站址区和观测区功能布局具有科学性、代表性和典型性;

　　d) 应考虑观测设施的长期性、连续性、稳定性;

　　e) 站址区和主要观测区距离不宜过远。

　　4 . 1 . 2 地点要求

　　森林生态站建设地点符合以下条件：

　　GB/T 40053—202 1

　　a) 应按照相关部门批复的建设地点进行建设;

　　b) 建设地点应是建站单位产权关系明确的土地和林地，保障森林生态站长期使用;

　　c) 应建设在人为因素影响较小的林区;

　　d) 应考虑各种观测设施和仪器设备布设的可行性;

　　e) 应选择在水、电、通信、交通等条件便利的地区。

　　4 . 1 . 3 分区建设

　　森林生态站分区建设包括站址区建设、观测区建设和辅助区建设。 具体如下：

　　a) 站址区建设：应包括综合实验楼、供水设施、排水设施、供电设施、供暖设施、通信设施、围墙、道路、宽带网络、数据管理设施的建设;

　　b) 观测区建设：观测区内与水、土、气、生等生态要素有关的各种观测设施应符合附录 A 的规定、观测场及仪器设备的建设相关内容见附录 B ;

　　c) 辅助区建设：包括连接各观测区的道路、护坡、供电系统、标识系统的建设。

　　4 . 2 森林生态站站址区主要基础设施建设

　　4 . 2 . 1 站址区划

　　4 . 2 . 1 . 1 站址区划条件

　　站址区划满足以下条件：

　　a) 站址选择在主观测区附近;

　　b) 充分利用已有的水、电、通信、交通、供暖等基础设施;

　　c) 应减少林地占用，提高土地利用效率;

　　d) 查明站址区地质构造、岩性、抗震、水文、冻土等条件;

　　e) 调查水源位置及可靠性;

　　f) 站址选择应与当地总体发展规划密切结合。

　　4 . 2 . 1 . 2 站址功能区划

　　站址功能区划应确定以下内容：

　　a) 确定站址位置及围墙;

　　b) 确定进站道路接引点和路径;

　　c) 确定站址区主要出入口位置及连接各观测区出入口位置;

　　d) 确定水源地及供水管线走径、取水设施及建筑(构)物;

　　e) 确定森林生态站排水设施、排放点位置及排水管走径;

　　f) 确定森林生态站综合实验楼位置;

　　g) 确定综合实验楼消防栓、消防器材位置;

　　h) 确定各级电压进出线方位，确定进出线回路、走廊宽度及变电装置位置。

　　4 . 2 . 1 . 3 站址设计

　　站址设计主要包括总平面布置、竖向布置、管、沟布置和道路布置。 具体如下：

　　a) 总平面布置：确定站址区建(构)筑物、道路、供水、供电、通信设施等在平面位置上的相对关系和相对位置。

　　b) 竖向布置：确定站址区建(构)筑物、道路、场地的设计标高及在竖向上的相互关系和相对位置。

　　GB/T 40053—202 1

　　c) 管、沟布置：确定站址区地下设施的相互关系和相对位置。

　　d) 道路布置：确定连接站址区内、外道路的相互关系和相对位置。

　　4 . 2 . 2 综合实验楼建设

　　4 . 2 . 2 . 1 建设要求

　　综合实验楼建设满足以下要求：

　　a) 应经过有设计和施工资质的部门进行专门设计和施工;

　　b) 应同时满足野外样品处理、数据分析、室内常规实验、观测仪器存放、小型会议、基本食宿等需求;

　　c) 综合实验楼主体结构建设应符合 GB 50352、GB 50345、GB 50763、GB 50189 和 GB 50346 的有关规定;

　　d) 综合实验楼耐火等级应符合 GB 50016 和 GB 50222 的有关规定;

　　e) 综合实验楼抗震能力应符合 GB 50223 和 GB 50011 的有关规定。

　　4 . 2 . 2 . 2 建设内容

　　综合实验楼建设内容如下：

　　a) 综合实验楼为框架、砖混结构和钢木结构等，其 建 筑 总 面 积 大 于 1 200 m2 为 宜，不 少 于600 m2 ;

　　b) 综合实验楼包括功能用房和辅助用房两部分，以功能用房建设为主;

　　c) 功能用房包括办公室、实验室、会议室、样品室、标本室、仪器设备室、资料档案室等，并根据实际批准建设的建筑面积，合理布局;

　　d) 辅助用房包括宿舍、客房、餐厅、卫生间、学术交流室等;

　　e) 综合实验楼室内分析及办公设备根据房屋实际使用情况配置，应包括分析台、橱柜、展台、壁柜、写字台、桌椅、电话、有线和无线设备等。

　　4 . 2 . 2 . 3 基本参数设计

　　基本参数设计如下：

　　a) 建筑物名称：综合实验楼;

　　b) 建筑面积：以实际批准建筑面积为准;

　　c) 平面轴线尺寸：依据综合实验楼初步设计以及初步设计说明;

　　d) 主体：强调综合实验楼主体高度;

　　e) 耐火等级和防火分区：应符合 GB 50016 的规定，建筑耐火等级为一级;

　　f) 主体结构：以砌体为主，见表 1 。

　　表 1 建筑物基本参数表

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　　4 . 2 . 2 . 4 建筑设计

　　建筑设计如下：

　　a) 外墙面：宜根据实际情况设计;

　　b) 地面：应采用地砖地面和防滑地砖地面(卫生间);

　　c) 踢脚：同地面面层;

　　d) 内墙面：宜采用白色乳胶漆墙面和白色砖墙面(卫生间);

　　e) 顶棚：宜采用白色乳胶漆顶棚和铝扣板吊顶(卫生间、外廊);

　　f) 墙体：应采用 240# 厚页岩烧结普通砖外墙和 120# 厚页岩烧结普通砖内墙;

　　g) 屋面：宜采用高分子卷材防水保温屋面;

　　h) 门窗：宜采用双层中空玻璃塑钢平开门窗。

　　4 . 2 . 2 . 5 结构设计

　　结构设计满足如下条件：

　　a) 应符合 GB 50009、GB 50011、GB 50007、GB 50003 和 GB 50223 的规定;

　　b) 应在综合实验楼结构设计中分别规定结构、安全等级及耐久性规定、主要活荷载取值、主要建筑材料等。

　　4 . 2 . 2 . 6 给排水及消防建设

　　给排水及消防建设满足如下条件：

　　a) 应符合 GB 50015、GB 50016、GB 50974 和 GB 50140 的规定;

　　b) 生活给水：水源及建筑物入口处水压、供水水质应符合 GB 5749 的规定，给水管采用给水塑料管，热熔连接;

　　c) 生活排水：生活排水量按 90%生活用水量计算，生活污水经化粪池局部处理后排入污水管网，窒内排水管采用 UPVC(硬聚氯乙烯)排水塑料管，胶黏剂黏接;

　　d) 消防设计：按 GB 50016 的规定及当地森林火灾特点，应配置消火栓消防系统、自动喷水灭火系统及建筑灭火器，建筑物中按中危险级 A类火灾设置手提式磷酸铵盐型干粉灭火器。

　　4 . 2 . 2 . 7 供电系统建设

　　供电系统建设应满足如下条件：

　　a) 应符合 GB 50034、GB 50016、GB 50054、GB 50052、GB 50311 和 GB 50057 的规定;

　　b) 建设范围：综合实验楼内的动力配电、照明配电、防雷及接地的设施建设，综合实验楼内的电话及网络系统设施的建设;

　　c) 供配电：应说明供电电源、负荷级别、低压配电、应急电源等;

　　d) 动力及照明：应明确照明灯具选择、线路选择及敷设、照明及动力配电等;

　　e) 防雷及接地系统：应预计当地雷击次数、布设防直击雷和防雷电被侵入的措施;

　　f) 电话和网络系统：应安装在综合实验楼的每个房间中。

　　4 . 2 . 2 . 8 室内环境建设

　　综合实验楼除应满足采光、通风、保温、隔热、隔声和污染物控制等窒内环境要求外，还应遵守节约能源的原则，同时符合下列条件：

　　a) 根据实际情况采用不同类别的窒内空调环境设计标准;

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　　b) 室内空气质量各项指标应符合 GB/T 18883 的规定;

　　c) 应有与室外空气直接对流的窗户、洞口或设置机械通风设施;

　　d) 自然通风的房间，其通风开口面积应不小于房间地板面积的 1/20;

　　e) 室内建筑材料和装修材料所产生的室内环境污染物浓度限量应符合 GB 50325 的规定;

　　f) 采暖可根据当地实际情况，无法集中供暖的地区各房间冬夏季均采用分体式空调进行温湿度控制;

　　g) 宿舍配置电热水器应安装保证使用安全的装置，应符合 GB 50015 的规定。

　　4 . 2 . 3 综合实验室建设

　　4 . 2 . 3 . 1 建筑要求

　　综合实验室建筑规定如下：

　　a) 应符合 GB 50346 的规定;

　　b) 涉及化学试剂、有害气体或有害物质等，应确保实验人员的安全和实验室周围环境的安全;

　　c) 综合实验室应自成一区，设置在综合实验楼一端或一侧，与建筑物其他部分可相通;

　　d) 综合实验室的清洁度级别为 1 级 。

　　4 . 2 . 3 . 2 装饰材料

　　装饰材料规定如下：

　　a) 应根据腐蚀性情况选择装饰材料;

　　b) 应采用无缝的防滑耐腐蚀地面;

　　c) 墙面、顶棚材料应易于清洗、耐擦洗、不起尘、不开裂、光滑并防水;

　　d) 综合实验室试验台应考虑材料的变形、老化、阻燃、辐射等情况。

　　4 . 2 . 3 . 3 给排水建设

　　给排水建设如下：

　　a) 给水管材可采用不锈钢管、铜管或无毒塑料管;

　　b) 排水管材应采用不锈钢或聚丙烯管材、管件，污染水和低污染水不应直接通过下水道排入地下，特别是酸碱腐蚀水、无机物污染水、重金属污染水等应有专门的分类储存，转运到指定排污地点;

　　c) 应考虑水电分离，注意水管周围环境、水路走向等。

　　4 . 2 . 3 . 4 配电、照明建设

　　配电、照明建设如下：

　　a) 应保证用电的可靠性，采用独立双路电源供电，应设置第三电源(如不间断电源、发电机组等);

　　b) 电源应设置漏电检测报警装置，电源插座应注意防水;

　　c) 用电设备应有可靠的接地系统;

　　d) 配电管线应采用金属管敷设，穿过墙和楼板的电线管应加套管，套管内应采用不收缩、不燃烧材料密封;

　　e) 设置应急照明设备。

　　4 . 2 . 3 . 5 排风系统建设

　　排风系统建设如下：

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　　a) 排送风应区别普通办公窒的换风，依据风路和气体走向;

　　b) 应设置带纱窗的外窗，以保证通风，也可安装通风设备;

　　c) 排风系统建设时应根据所要求正负压不同，设计风量和换风次数。

　　4 . 2 . 3 . 6 仪器设备建设

　　仪器设备建设内容应包括实验窒操作台、高柜、通风设备、样品前处理设备、常规理化分析仪器设备、光学仪器设备、消耗器材等。

　　4 . 2 . 4 站址区基本建设

　　4 . 2 . 4 . 1 辅助设施建设

　　辅助设施建设如下：

　　a) 站址区建设应配套给水系统、生活污水排水系统、实验窒废水排水系统、雨水排水系统、窒外消防栓等;

　　b) 综合实验楼前的场地宜进行平整、硬化。

　　4 . 2 . 4 . 2 样品制作、晾晒、处理场建设

　　样品制作、晾晒、处理场建设如下：

　　a) 站址区应配置野外样品制作、晾晒处理场;

　　b) 处理场大小应根据站址区实际情况设计。

　　4 . 2 . 5 观测区道路建设

　　4 . 2 . 5 . 1 建设要求

　　观测区道路建设如下：

　　a) 观测区道路应利用已有各级公路、防火道路、巡护路等;

　　b) 观测区道路应进行专门规划设计;

　　c) 在陡岩、急弯、沿河路段应设置必要的安全防护设施和警示标志，保障行车安全。

　　4 . 2 . 5 . 2 道路规格

　　道路规格如下：

　　a) 观测区道路设计速度应符合 JTG B01 的有关规定，设计速度为 20 km/h,受限路段设计速度采用 15 km/h, 回头曲线路段设计速度采用 10 km/h;

　　b) 观测区道路的路基宽度(包括车道和路肩宽度)应设置为单车道，路面宽度不小于 3 m,单侧路肩宽度不小于 0 . 5 m ;

　　c) 观测区道路每隔 1 km 应设置 1 个错车道，错车道路基宽度大于 6 . 5 m,有效长度不小于 20 m ;

　　d) 林区和山区连续长陡下坡路段，危及运行安全处应设置避险车道;

　　e) 停车视距、会车视距、最小圆曲线半径、最小坡长、不同纵坡的最大坡长、竖曲线的最小半径等技术指标，应符合 JTG B01 和 LYT 5104 的有关规定;

　　f) 尽量避免桥涵建设，需要建设桥涵时宜采用标准跨径、技术成熟、容易施工、经济实用的桥(涵)型，单车道路段桥面宽度不小于 4 . 5 m;当桥梁宽度小于路基宽度时，桥头引道应设置渐变路段，单侧渐变长度不小于 20 m。

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　　4 . 2 . 5 . 3 道路技术

　　道路技术如下：

　　a) 观测区道路主要供野外观测机动车辆及少量外来车辆行驶，应采用四级公路或等外路标准;

　　b) 观测区道路土方路基采取就地取土的方式，应选择黏性土、砂性土等做路基填料;

　　c) 路基范围内，原地面表层的种植土、草皮、树根等应予清除;

　　d) 采用推土机、平地机或人工进行整平，整平时应注意路基的横坡;

　　e) 路基两侧开挖土质边沟，边沟的断面形式宜采用梯形或三角形，场地宽度受限时，用石砌矩形;

　　f) 截水沟设在路堑的边坡顶部，截水沟的断面形式为梯形，当地面横坡较陡时，可做成石砌矩形;

　　g) 排水沟的线形应平顺，宜采用直线形，断面形式为梯形，当地面横坡较陡时，可做成石砌矩形。

　　4 . 2 . 6 物联网+生态站管理系统建设

　　4 . 2 . 6 . 1 机房建设

　　机房建设要求如下：

　　a) 机房应远离强电磁干扰源、振动源;

　　b) 电力供应稳定可靠，环境清洁，机房温湿度符合计算机设备的要求，机房地板铺设采用防静电材料、架空不低于 35 cm;

　　c) 机房面积为 15 m2 ~25 m2 ,分为主机及服务器区域、数据存储区域、网络设备区域、数据监控区域;数据监控区域与其他区域隔断分离;

　　d) 应配备 UPS(不间断电源);

　　e) 机房建设面积超过 40 m2 的建设标准，应符合 GB 50174 的规定。

　　4 . 2 . 6 . 2 数字化森林生态站硬件设施建设

　　4 . 2 . 6 . 2 . 1 数据汇聚与基本分析硬件建设

　　数据存储、分析、服务的硬件包括：42U及以上标准机柜、数据存储设备、机架式服务器、PC(个人计算机)机、工控 KVM(键盘视频鼠标)切换器、显示器、路由器、交换机、网络安全设备、小型无线路由器，同时满足下列条件：

　　a) 如果采用物理实体服务器应不少于三台：一台作为数据库服务器，一台作为 Web 服务器，一台作为应用程序服务器。 服务器要求如下：

　　1) 服务器均应具备 10 bit/s 以太网[IEEE(电气和电子工程协会)802 . 3ae]光接 口 ;

　　2) 数据库服务器和应用程序服务器的内存容量应不低于 16 G,硬盘容量不低于 2T 并做磁盘冗余 RAID(磁盘阵列)方案，双 CPU、4 核心、单核主频不低于 1 . 8 GHz;

　　3) Web(互联网)服务器内存容量大于 8 G,硬盘容量大于 1 T,双 CPU、4 核心、单核主频大于 1.8 GHz。

　　b) 应配置 42U及更大型标准化机柜 1 个 ;

　　c) 数据存储设备总容量应不少于 12 T,初始容量不低于 2 T ;

　　d) 路由器设备应具备千兆光纤接口、千兆以太接口、WAN(广域网)接口，可远程管理;

　　e) 二/三层交换机，8 端口及以上，其中千兆接口不少于 4 个，可远程管理;

　　f) 无线路由器应支持 2 . 4 GHz及 5 GHz两个传输频带宽度，支持 802 . 11a/b/g/n/ac传输协议;

　　g) 工控 KVM切换器应满足 6 台及以上设备的管理需要，支持 1 080 P及以上信号传输;

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　　h) 应建立防火墙等小型网络安全设备;

　　i) 如果租赁社会机构商业运营的公共“云端”服务器，以上要求均可以不予考虑。

　　4 . 2 . 6 . 2 . 2 数据采集车建设

　　当有线和无线网络均不能覆盖或动力线不能铺设的偏远地，为保障具有重要经济价值、科学价值和国家安全价值的数据观测不受影响，宜使用数据采集车或者点对点无线电通信传输模式。 要求如下：

　　a) 采集车应至少一台;

　　b) 采集车应有较强的防盗和防破坏措施，工作人员不在现场时可连续工作 2 个月或 2 个月以上;

　　c) 采集车上配备保障仪器设备应连续工作 3 个月或 3 个月以上的充足电力;

　　d) 采集车上应配备个人电脑级别或以上的计算机一台，并能自动、持续地收集采集车上或采集车周围传感器发回的无线或有限信号;

　　e) 采用点对点无线电通信传输模式，可以不受网络覆盖信号的影响。 通过点对点无线电通信把数据传输到有网络信号覆盖的区域。

　　4 . 2 . 6 . 2 . 3 异地容灾备份与全国范围内数据共享建设

　　异地容灾备份与全国范围内数据共享建设如下：

　　a) 执行异地容灾备份原则可备份到“云端”服务器;

　　b) 数据应以实时、定期、自动化方式备份上传至“云端”服务器;

　　c) 如灾害致使数据服务器软硬件损害、数据丢失时，能从容灾备份“云端”服务器上完全复原数据;

　　d) 所传输各类型数据，应遵守全国范围内一致的数据格式标准，包括数据容错机制，并遵守一致的数据传输协议。

　　4 . 2 . 6 . 3 数字化森林生态站软件设施建设

　　4 . 2 . 6 . 3 . 1 软件建设内容

　　数据管理软件设施建设内容包括操作系统、数据库管理系统、Web 容器、对外服务门户网站以及数据处理集成软件等。

　　4 . 2 . 6 . 3 . 2 操作系统

　　操作系统包括操作系统类型和性能。 要求如下：

　　a) 操作系统类型：应采用商业操作系统或开源操作系统;

　　b) 操作系统性能：操作系统应稳定可靠，可支撑数据库管理系统、Web 容器、数据传输等软件和功能。

　　4 . 2 . 6 . 3 . 3 数据库管理系统

　　数据库管理系统包括数据库管理系统类型和性能。 要求如下：

　　a) 数据库管理系统类型：应采用商业数据库管理系统或开源数据库管理系统;

　　b) 数据库管理系统性能：应支持数据的增、删、改、查等功能，支持业务回滚、批量导入和导出。

　　4.2.6.3.4 web容器

　　Web 容器包括容器类型和性能。 建设如下：

　　GB/T 40053—202 1

　　a) Web 容器类型：应采用商业 Web 容器或开源 Web 容器;

　　b) Web容器性能：对客户端请求响应迅速，单个数据查询的响应时间在 1 秒以内，支持 300 用户或以上的并发访问。

　　4 . 2 . 6 . 3 . 5 门户网站建设

　　门户网站建设如下：

　　a) 门户网站功能如下：

　　1) 站内新闻和动态：门户网站上能方便地呈现站内新闻，新闻既可从站内客户端上导入，也可从远程导入且界面友好;

　　2) 站内交流服务：站内用户管理、站内短消息服务等;

　　3) 站间交流服务：其他生态站门户网站的链接及相关部门的网址链接，支持智能搜索其他站点的业务，在权限控制的基础上，方便站间信息和数据的交流;

　　4) 服务主管单位：在权限控制的基础上，主管部门能实时或批量地获取本站的全部或部分数据;

　　5) 服务公众：在数据转换和汇总等保护操作的基础上，公众可查询该站的相关数据和信息。

　　b) 门户网站性能如下：

　　1) 并发用户数量：支持 1 000 用户或以上的并发访问;

　　2) 防攻击、防篡改和防盗取数据：应有整体解决方案，能防止恶意攻击、篡改和盗取数据，出现漏洞具有补救措施;

　　3) 连续无故障时间：平均故障率在 1 次/每月或以下;

　　4) 集中式远程维护和升级：解决方案的提供方和建设方能远程维护网站，并能远程升级。

　　4 . 2 . 6 . 3 . 6 数据处理集成软件建设

　　数据处理集成软件建设内容包括指标数据标准化转换软件模块、数据检查和纠错软件模块、数据实时存储软件模块、数据批量存储软件模块、数据读取和汇总软件模块、数据可视化展现软件模块、数据远程冗余备份软件模块、数据实时或批量传输软件模块、灾难事件后数据恢复软件模块。

　　4 . 2 . 7 标识系统建设

　　4 . 2 . 7 . 1 标识分类

　　主要包括站址区标识、综合实验楼标识和观测区标识。 建设如下：

　　a) 站址区标识：森林生态站标牌标识、站址区宣传标识等;

　　b) 综合实验楼标识：楼层及房间标识、功能标识、引导标识、消防安全疏散标识、仪器设备标识、规章制度标识等;

　　c) 观测区标识：观测区标识、观测场标识、观测设施标识、固定样地标识等。

　　4 . 2 . 7 . 2 标识内容

　　标识内容包括以下几个方面：

　　a) 森林生态站标牌：要求全称，应服从国家有关部门的要求;

　　b) 站址区宣传标识：对本站进行简单介绍，可明确标出本站的研究方向等，中英文双语标识，少数民族地区还可增加当地文字;

　　c) 规章制度标识：包括组织机构与职责、实验室管理办法、研究室工作职责、临时工工作职责、车

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　　辆管理办法、野外观测技术规程、数据保密制度、仪器使用规定等;

　　d) 观测区标识：介绍观测区特点及观测区各观测场布局;

　　e) 设施标识：地面观测场标识，包括建设时间、观测场规格、观测内容等;

　　f) 固定样地标识：包括建设时间、样地规格、观测内容等。

　　4 . 2 . 7 . 3 标识位置

　　标识位置如下：

　　a) 标牌标识设置：站址区入口或综合实验楼大门两侧;

　　b) 站址区宣传标识设置：进入站址区的道路两侧，标识醒目;

　　c) 楼层标识：应布设在楼层或走道;

　　d) 功能标识：如森林土壤实验室，其标识牌应设置在实验室门上沿的墙上;

　　e) 引导标识和消防安全疏散标识：主要出入口、消防安全通道口等处;

　　f) 仪器设备标识：贴在相应的仪器设备上;

　　g) 各种规章制度标识：结合综合实验楼和综合实验室的功能区划应粘贴在相应位置;

　　h) 观测区简介标识：应设置在各固定样地的边缘位置。

　　4 . 2 . 7 . 4 标识建设

　　标识建设要求如下：

　　a) 标识系统基本色调、式样、材质无具体要求，但应选取融入森林的基本色调及样式，材质要求耐用、耐风化、不掉色、防紫外线处理;

　　b) 观测区标识系统分类由标牌大小体现，除标牌大小有区别外，基本色、样式、材质应一致;

　　c) 野外使用的标识系统多采用埋地安装，严格要求标牌的稳定性;

　　d) 生态站标牌标识的统一尺寸规定为：100 cm×80 cm,用不锈钢拉丝材料制作。

　　5 森林生态系统水文要素观测场建设

　　5 . 1 森林生态系统蒸散量观测场建设

　　5 . 1 . 1 建设目的

　　长期、连续、定位观测单木树干液流量，了解不同树种的蒸腾耗水规律及其主导影响因子，基于单个和多个林分蒸散量的观测数据，掌握典型森林植被类型的水文动态变化规律及森林生态系统水文时空分布格局，为研究森林生态系统的水分耗散及水分利用效率提供基础数据。

　　5 . 1 . 2 单木树干液流量观测场建设

　　5 . 1 . 2 . 1 地点选择

　　地点选择如下：

　　a) 应选择在观测区典型林分内，要求地势平坦;

　　b) 土壤、地形、地质、生物、水分和树种等条件应具有广泛的代表性;

　　c) 避开道路、小河、防火道、林缘，观测场形状一般为正方形;

　　d) 植被分布均匀，无病虫害。

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　　5 . 1 . 2 . 2 建设要求

　　建设要求如下：

　　a) 观测场面积：大小应为 30 m×30 m ;

　　b) 每木检尺：对观测场内的林木进行每木调查测量，测定树木的胸径、树高，并记载树种、年龄和林层，按照径阶进行记载和统计;

　　c) 样木选择：应根据样地林木分布的径阶范围，选择不同径阶的样木，也可根据树种、生长状况、健康水平进行样木选择，每个径阶选择 2 株 ~3 株样木，每个林分选择 8 株或 8 株以上样木作为单木树干液流的观测样木。

　　5 . 1 . 2 . 3 仪器设备建设

　　所选样木直径 ≥3 cm 时，宜采用组织热平衡系统(Tissue Heat Balance-THB), 俗称插针式液流计;而样木直径<3 cm 时，宜采用茎干热平衡系统(Stem Heat Balance-SHB),俗称包裹式液流计。

　　5 . 1 . 3 林分蒸散量观测场建设

　　5 . 1 . 3 . 1 地点选择

　　见本文件 5 . 1 . 2 . 1,同时与水量空间分配格局观测场、森林配对集水区和嵌套式流域观测场在同 一观测区。

　　5 . 1 . 3 . 2 建设要求

　　见本文件 5 . 1 . 2 . 2 。

　　5 . 1 . 3 . 3 仪器设备建设

　　应配置称重式蒸渗系统。

　　5 . 1 . 4 多个林分蒸散量观测场建设

　　5 . 1 . 4 . 1 地点选择

　　地点选择如下：

　　a) 观测场的下垫面应均一，且有代表性;

　　b) 光径路线的附近不能有大型障碍物;

　　c) 光径路线通过的地方不能有河流和湿地，发射端与接收端之间的光路应当 ≤5 km;

　　d) 观测场附近有电源或者方便安装太阳能板，电压要求稳定;

　　e) 测量路径长度应包含或覆盖单木树干液流和单个林分蒸散量观测点所在的典型林分。

　　5 . 1 . 4 . 2 综合观测塔建设

　　综合观测塔应由取得国家建塔资质的公司专门设计、建造及施工。 根据林分高度选择不同高度观测塔，塔形可为三角形、方形，全钢筋或角钢加钢筋结构。

　　5 . 1 . 4 . 3 仪器设备建设

　　建设内容应包括近红外光(工作波长 0. 67 μm~0. 94 μm) 闪烁仪、发射器、接收器、信号处理单元(SPU)、无线传输模块、交流充电控制器、自动气象站、太阳能供电系统、防雷装置等。

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　　5 . 2 森林生态系统水量空间分配格局观测场建设

　　5 . 2 . 1 建设目的

　　定量研究林冠截留率、凋落物持水能力、土壤的渗透和涵蓄能力，对森林生态系统不同层次水量空间分配格局及水量平衡分析，揭示森林生态系统水文要素的时空规律，为研究森林植被的涵养水源功能提供基础数据。

　　5 . 2 . 2 森林降水再分配观测场建设

　　5 . 2 . 2 . 1 地点选择

　　地点选择如下：

　　a) 应选择在观测区典型林分内，土壤、地形、地质、生物、水分和树种等条件具有广泛的代表性;

　　b) 应避开道路、小河、防火道、林缘。

　　5 . 2 . 2 . 2 建设要求

　　建设要求如下：

　　a) 观测场面积：大小应为 30 m×30 m ;

　　b) 每木检尺：见本文件 5 . 1 . 2 . 2 ;

　　c) 样木选择：观测树干径流的样木应采用径阶标准木法，首先调查观测场内所有树木的胸径，按胸径对树木进行分级(2 cm~4 cm 为一个径级)，从各级林木中选取 2 株 ~3 株树形和树冠中等的标准木，每个林分选择 8 株或以上标准木作为树干径流的观测。

　　5 . 2 . 2 . 3 设施及仪器设备建设

　　5 . 2 . 2 . 3 . 1 森林降水量再分配观测设施及仪器设备建设

　　设施及仪器设备建设内容见表 2 。

　　表 2 森林降水量再分配观测场设施及仪器建设

　　5 . 2 . 2 . 3 . 2 林外降水量观测设施及仪器设备建设

　　林外降水量观测设施及仪器设备建设如下：

　　a) 观测设施及仪器安装地点选择：

　　安装在森林降水再分配观测场周边的林外或林中空地。 林外安装地点应放置在离林缘距离约等于树高 1 倍 ~2 倍处，林中空地面积至少 20 m × 20 m;也可架设在森林小气候观测塔的上方，需高出林冠层 2 m。

　　b) 观测设备建设：

　　1) 采用全自动雨量计或标准雨量筒测定林外降水量。 仪器水平放置在指定地点，可 自制铁

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　　架、木台，受雨口的高度为 60 cm;

　　2) 上述同一位置，也可放置激光雨滴谱仪，观测降水量、降水强度、降水速度、降水粒径大小及分布谱图。

　　c) 林外降水量水质观测仪器建设：

　　1) 在全自动雨量计、标准雨量筒或激光雨滴谱仪的位置，应配置水样采集装置;

　　2) 水样采集装置使用玻璃、瓷、塑料等不影响水质监测的器皿，并以 1 mm 滤网封口滤掉果、枝、花瓣等杂物，采样容器可使用直径 20 cm 圆形器皿;

　　3) 取样时可引流到 200 mL 的塑料容器(聚四氟乙烯、聚乙烯)或玻璃容器(石英、硼硅)中。

　　5 . 2 . 2 . 3 . 3 穿透降水量观测设施及仪器设备建设

　　穿透降水量观测设施及仪器设备建设如下：

　　a) 安装地点应选在森林降水再分配观测场内。

　　b) 观测设施及仪器安装：

　　1) 森林降水再分配观测场内，随机或垂直等高线布设 5 个 ~6 个槽式受雨器。 槽式受雨器需安装在树冠下，避免安装在林窗位置，受雨器口高出林地地面 60 cm。槽式受雨器的 一端底部留出水口，出水口处连接数据采集器。

　　2) 观测场内，根据样地形状及面积，安装全自动雨量计，在样地中画出方格线，在方格网的交点均匀布设装置。

　　c) 规格及安装：

　　根据当地实际降水量，自制长 2 m 或 3 m、上口宽 20 cm、三角形尖底的槽式受雨器，其一段底部留有一出水口，另焊接一段延长管，插入一段软型水管，插入数据采集器的入水 口 中 。槽式受雨器的材质可使用镀锌铁皮、工程塑料等，见图 1 。

　　a)槽式受雨器平面图

　　b)槽式受雨器立面图

　　图 1 槽式受雨器示意图

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　　d) 穿透降水水质观测仪器安装：

　　1) 穿透降水水质采样装置可放置在槽式受雨器旁，围绕着一些树木摆放(围树采样)，或在观测场内系统摆放(样地采样)。每个观测场应布设 10 个 ~ 15 个采样装置，并以 1 mm 滤网封口滤掉果、枝、花瓣等杂物;

　　2) 槽式受雨器材质应不影响水质测定(如：不使用镀锌铁皮材质的槽式受雨器)，可专门使用一个槽式受雨器用于接收雨水，并引流到 10L~ 20L 的塑料容器中(聚四氟乙烯、聚乙烯);

　　3) 取样见本文件 5 . 1 . 2 . 2 。

　　5 . 2 . 2 . 3 . 4 树干径流量观测设施及仪器设备建设

　　树干径流量观测设施及仪器设备建设如下：

　　a) 观测设施及仪器安装地点选择：

　　在森林降水再分配观测场内的样木上。

　　b) 观测设施及仪器安装：

　　1) 取直径为 2 cm~3 cm 的聚乙烯橡胶管，长度依据样木的树高和胸径选定，采用锋利刀具在聚乙烯橡胶管直径 1/3 位置沿着 45°将其切开，保留 2/3 聚乙烯橡胶管待用;

　　2) 在选定的样木上，将聚乙烯橡胶管开口向上，从树干胸高直径处开始向下呈螺旋形缠绕在刮平树皮的样木树干周围，做成截水槽，树干缠绕时与水平面成 30°,缠绕树干 2 圈 ~3 圈后用钉子固定，并用密封胶将接缝处封严;

　　3) 将聚乙烯橡胶管的末端伸入集水装置的进水 口 中进行观测，并用密封胶带将导管固定于进水口，也可直接连接全自动雨量计观测，见图 2 。

　　图 2 树干径流装置示意图

　　c) 树干径流水质观测设施建设

　　应采用聚乙烯橡胶管观测树干径流雨收集的雨水直接进行水质分析。

　　5 . 2 . 2 . 3 . 5 枯枝落叶层截留量观测设施及仪器设备建设枯枝落叶层截留量观测设施及仪器设备建设如下：

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　　a) 观测设施及仪器安装地点选择：在森林降水再分配观测场，可安置在槽式受雨器旁，共放置5 个 ~6 个漏斗式量水装置。

　　b ) 枯枝落叶层截留量观测设施及仪器建设：

　　1) 自制直径 50 cm 的不锈钢漏斗，漏斗桶形边宽 15 cm,漏斗桶形与下部三角形相接处平铺一层 1 mm 不锈钢滤网，漏斗出口处直径为 3 cm~4 cm;

　　2) 用铁架固定漏斗式量水装置，距地面 60 cm;

　　3) 漏斗出口引入地面上的集水装置中进行人工观测，或引入全自动雨量计记录;

　　4) 漏斗式量水装置需先行安装，自然落叶，观察和森林降水再分配观测场内枯枝落叶厚度、分解程度一致时再安装记录仪器;

　　5) 也可在森林降水再分配观测场周边选择枯枝落叶样方，截取原位枯枝落叶层放入漏斗式量水装置中，安装集水装置进行观测，或采用全自动雨量计观测，见图 3 。

　　c) 枯枝落叶层截留水质观测设施建设：漏斗式量水装置出水口引入地面上集水装置中的雨水用于水质分析，也可使用漏斗式量水装置承接雨水用于水质分析。

　　图 3 枯枝落叶截留装置示意图

　　5 . 2 . 3 地表径流量及水质观测场建设

　　5 . 2 . 3 . 1 地表径流观测场地点选择

　　地点选择应满足以下条件：

　　a) 选择在地形、坡向、土壤、土质、植被、地下水和土地利用情况具有代表性的典型林分中。

　　b ) 选择在林地枯枝落叶层保持完整的坡面，坡面处于自然状态，无土坑、道路、土堆及其影响径流的障碍物。

　　c) 地表径流观测场整个坡面应有一致性、无急剧转折的坡度，坡向也应一致，植被覆盖和土壤特征一致;可采用 1 ∶ 200 或 1 ∶ 500,或 1 ∶ 1 000(视坡地长度而定)比例尺，等高线间距采用

　　0 . 25 m~0 . 5 m对所选坡地段进行地形测量。

　　5 . 2 . 3 . 2 地表径流观测场设施建设

　　地表径流观测场设施建设如下：

　　a) 地表径流观测场建设规格：宽 5 m,与等高线平行，水平投影长 20 m,水平投影面积 100 m2 ,平面图见图 4 。

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　　注：

　　集水槽坡度不小于 6% ;

　　引水槽坡度不小于 4% ;

　　接流池内的圆圈为拐头、阀闸等排水结构。

　　图 4 径流场平面图(尺寸：5 m × 20 m)

　　b) 地表径流观测场布设：

　　1) 沿坡从上至下应分别设置相互平行的上侧拦水墙，相互平行的左侧拦水墙和右侧拦水墙，形成平行四边形框架，设置围埂，围埂总深度 50 cm,高出地面 25 cm;围埂需采用工程塑料、防腐铁板、混凝土预制板、浆砌等防水材料，围埂外侧设置保护墙，采用浆砌。

　　2) 地表径流场下部应为径流出流断面，出流断面处设置集水槽，采用不锈钢挡板过滤果、枝、花瓣、凋落物等杂物，集水槽采用直径约为 20 cm 的 PVC 管，用锋利刀具沿 PVC 管切开3 cm缝隙，用于导流并防止地表径流场外降水流入。

　　3) 集水槽下垫面应平坦无凸起，采用水泥砌成，顶部采用石棉瓦、油毡等覆盖，边缘采用水泥固定。

　　4) 集水槽中间或一侧出水口，安装引水槽进行引流，确保引水槽与集水槽、接流池对接严密无缝隙，承接全部地表径流场的出水。 引水槽将集水槽从地表径流场收集的降水引入接流池中，集水槽、引水槽及接流池的规格见图 5 。

　　i表示坡度。

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　　图 5 集水槽、引水槽、接流池规格

　　5) 接流池最底端设置直径 3 cm 的出水口，接流池出水口承接地表径流进行观测，也可与全自动雨量计的进水口相连进行地表径流量观测，接流池的正面及侧面见图 6 。

　　a)接流池正面图

　　b)接流池侧面图

　　图 6 接流池的正面及侧面规格

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　　c) 地表径流水质观测设施安装：

　　接流池计量雨量后的水样用于水质分析，见本文件 5 . 2 . 2 . 3 . 4 。

　　5 . 2 . 3 . 3 地表径流观测场仪器设备建设

　　仪器设备建设如下：

　　a) 观测地表径流量主要仪器有大容量全自动雨量计;

　　b) 地表径流观测场附近应安装便携式自动气象站，用于配套观测。

　　5 . 2 . 4 坡地水量平衡及水质观测场建设

　　5 . 2 . 4 . 1 地点选择

　　地点选择如下：

　　a) 地点选择见本文件 5 . 1 . 2 . 1 。

　　b) 坡地水量平衡观测场地点选择应说明土壤剖面特征。 应在坡地水量平衡观测场附近的开阔坡地上沿着坡地长度均匀设置三个土壤剖面，其深度不小于 1 m,进行土壤结构等试验。 另需进行土壤渗透性等试验以确保坡地水量平衡场建设后能分层截留土壤壤中流。

　　5 . 2 . 4 . 2 坡地水量平衡观测场设施建设

　　5 . 2 . 4 . 2 . 1 坡地水量平衡观测场布设

　　坡地水量平衡观测场布设如下：

　　a) 坡地水量平衡观测场中地表径流观测建设见本文件 5 . 2 . 3 . 2 ;

　　b) 围埂建设总深度应到不透水层;

　　c) 根据土壤发生层或林地根系分布情况分为 3 层：表层、中层、底层，底层根据实际情况可继续细分土壤接水层，每层平行设置 4 根导管，4 根导管汇成 1 根导管进行引流;

　　d) 按照分层情况采用有升降腿铁支架把每层水全部引流到指定的测量装置，接水装置上层应与外界降水隔离，见图 7 。

　　图 7 坡地水量平衡观测场示意图

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　　e) 垂直面接水处理：将已分好的土壤层内插入 PVC板，插入深度 10 cm,PVC板另一端伸入到有开口的 PVC管，PVC管用放到铁支架上，接水时一段稍倾斜于观测反方向，便于引流到测量装置，泥沙量多时可在 PVC管内放置一些石头子或管内布设过滤网;

　　f) 地表径流、壤中流和基流的集水槽分开设置;

　　g) 建设 2 m2 ~5 m2 观测房，将每层水通过 PVC管引流到观测房内的测量装置(见图 8),测量装置为接流池，也可直接安装全自动雨量计进行观测;

　　图 8 观测房内接水装置安装示意图

　　h) 水质观测设施安装：可人工收集各层土壤壤中流用于水质分析。

　　5 . 2 . 4 . 2 . 2 坡地水量平衡观测场仪器设备建设

　　应配置全自动雨量计，便携式自动气象站等。

　　5 . 2 . 5 土壤水分观测场建设

　　5 . 2 . 5 . 1 地点选择

　　地点选择如下：

　　a) 可在地表径流观测场或坡地水量平衡观测场周边选择样地;

　　b) 样地选择应考虑林地不同坡向、坡位。

　　5 . 2 . 5 . 2 建设要求

　　建设要求如下：

　　a) 观测样地面积 10 m×10 m,每个样地内设置 3 个观测点，观测点沿样地对角线均匀分布;

　　b) 根据土壤层最大土层深度确定测量深度;

　　c) 安装土壤水分观测管，把时域反射仪的探头放入观测管内，分别测量不同深度土壤含水量。

　　5 . 2 . 5 . 3 仪器设备建设

　　土壤水分测定样品采集所需要的工具和材料，包括土铲、土钻、铁锨、十字镐、钢卷尺、GPS(全球定位系统)、罗盘仪、环刀、铝盒、样品袋、记号笔、土壤水分观测管、时域反射仪等。

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　　5 . 3 森林生态系统配对集水区观测场建设与嵌套式流域观测场建设

　　5 . 3 . 1 建设目的

　　长期、连续、定位观测配对集水区和嵌套式流域降水量、径流量、产沙量、地下水等，分析研究森林植被分布格局、造林和采伐、土地利用、水土保持措施等因素对径流过程的影响，确定地下水动态变化因素，为揭示流域尺度内森林生态系统对集水区和径流的调蓄作用及理解森林流域的水文过程机理和累积效应提供科学依据。

　　5 . 3 . 2 地点选择

　　5 . 3 . 2 . 1 集水区地点选择

　　集水区地点选择如下：

　　a) 集水区及嵌套式流域植被、土壤、气候、立地因素及环境等自然条件应具有代表性。

　　b) 集水区地形外貌和基岩应完整闭合，分水线明显，地表分水线和地下分水线一致，集水区的出水口宽度宜狭窄。

　　c) 集水区域的基岩应不透水，不应选取地质断层带上、岩层破碎或有溶洞的地方。

　　5 . 3 . 2 . 2 配对集水区地点选择

　　配对集水区地点选择如下：

　　a) 设置配对集水区时，两个集水区地理位置应相邻，形态、地质地貌、气候、土壤和植被等自然条件相似，且两个集水区的面积大小应接近;

　　b) 应按照标准配对集水区试验方法，同时进行观测 3a~5a(作为校正时期)，在校正时段之后，可选择其中一个作为“处理”，另一个作为“对照”保持不变，并连续观测若干年。

　　5 . 3 . 2 . 3 嵌套式流域地点选择

　　嵌套式流域地点选择如下：

　　a) 应充分根据自然界地形地貌的不同层次结构，选择大流域包含小流域，小流域内包含更小的集水区;

　　b) 利用遥感等技术获取嵌套式流域植被分布、地形、地貌特征;

　　c) 嵌套式流域内无人为干扰。

　　5 . 3 . 3 测流堰槽建设

　　5 . 3 . 3 . 1 地点选择

　　测流堰槽地点选择应满足以下条件：

　　a) 测流堰槽建设在嵌套式流域出水口卡口处;

　　b) 上方河段应无蓄水，无引水工程如拦河筑坝，无两岸筑堤、农田排水、水资源开发利用等情况;

　　c) 应选择在河道顺直、河床稳定的地方;

　　d) 应选择在交通便利、便于施工的地方;

　　e) 勘察测流堰槽控制河段的基础条件，如洪水归槽、漫滩、支流汇入和回水顶托及洪枯水位变幅涨落等;

　　f) 勘察河床稳定，无冲淤变化及悬移质、推移质、河床质、漂浮物、水草、杂木、冰凌等对测流堰槽

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　　可能的冲击情况。

　　5 . 3 . 3 . 2 堰型选择

　　堰型选择如下：

　　a) 根据河段边界条件选择测流堰槽堰型;

　　b) 根据所选测流堰槽主要技术性能的相互适应性进行比较后确定测流堰槽堰型，如测流幅度、灵敏度、非淹没限等，应符合 SL 537 的规定;

　　c) 较小流域采用测流槽，不同测定范围的测流方法见表 3 。

　　表 3 测流方法

　　5 . 3 . 3 . 3 建设要求

　　5 . 3 . 3 . 3 . 1 堰板建设要求

　　堰板建设要求如下：

　　a) 宜选择三角堰、三角矩形复合堰和梯形堰。 三角堰适用于流量相对较小的测量，三角矩形复合

　　堰和梯形堰适合于流量相对较大的测量。 以三角堰为例，三角堰的建造示意见图 9 ;

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　　标引序号说明：

　　单位为毫米

　　A-A — 铁板厚度;

　　B — 堰板宽尺寸;

　　He — 堰上游总有效水头;

　　j —堰板嵌入渠道墙的部分;

　　fi —堰板底边到三角堰口的高度;

　　fi+ He —堰板高。

　　图 9 三角堰板示意图

　　b ) 测流堰槽堰口角度为 90°,堰口高度是堰口宽度的 0 . 5 倍且堰口钢板要光滑、平整，厚度保证1 cm以上 ;

　　c) 三角堰的中心线应与渠道的中心线重合;

　　d) 堰板应竖直，安装在渠道的中轴线上;

　　e) 三角堰的水位零点应在三角堰的侧边的延长线的交点上，见图 10 ;

　　标引序号说明：

　　fi—堰板底边到三角堰口的高度。

　　图 10 堰的水位零点示意图

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　　f) 仪表的探头应安装在上游距离堰板 0 . 5 m~1 . 0 m 的位置。

　　5 . 3 . 3 . 3 . 2 堰的水头测定装置建设要求

　　堰的水头测定装置建设要求如下：

　　a) 水头的测定装置应为一竖井，在堰槽侧壁上开孔，连接竖井;

　　b ) 堰与井的连接管直径为 10 mm~30 mm;

　　c) 堰槽壁开孔处要安装护网，防止泥沙进入连接管;小孔的位置距离堰板 4 倍 ~5 倍最大堰水头(hmax),距堰口下边缘及堰槽底面的尺寸应大于 50 mm,小孔的中心线应与堰槽壁垂直，堰的水头测定装置示意图见图 11 。

　　图 1 1 堰的水头测定装置示意图

　　5 . 3 . 3 . 3 . 3 堰槽建设要求如下：

　　a) 堰槽整体钢筋水泥浇注，施工时应下挖河道到基岩;

　　b ) 进口收缩段上游应有长度不小于 5 倍河宽的行近河槽，起到平稳水流作用;

　　c) 上游河段槽前应有 10 m2 ~20 m2 净水区，保证水流平稳，水流自由流入槽内;

　　d) 进水口应高于出水口，确保有水位差，出水畅通;

　　e) 堰槽靠上游端设计为扇形，一方面能起到汇流作用，另外对堰槽槽道起保护作用;

　　f) 堰板上游位置应有消力池，采用浆砌石;

　　g) 堰槽两侧边墙互相平行，底坡向下游倾斜坡度为 3 ∶ 8 ;出 口段底面向上游倾斜呈 1 ∶ 6 的逆坡;

　　h) 堰板下游应有径流缓缓流过的堰槽，堰槽下游端出水口为扇形，防冲击垫层用铁丝网罩罩住大型石块防止堰槽出水口下方冲蚀，见图 12 。

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　　单位为毫米

　　图 12 堰槽规格示意图

　　5 . 3 . 3 . 3 . 4 水位井及观测房建设

　　水位井及观测房建设如下：

　　a) 井房应为砖混结构，尺寸应为 2 m(长)× 2 m(宽)× 2.2 m(高)(0 . 24 m 墙、现浇盖、里外抹水泥、外墙抹砂浆)，安装防盗门;

　　b) 开挖测井，安装直径 110 mm PVC管，周围浆砌;

　　c) 在测井中放置水位计。

　　5 . 3 . 3 . 4 测流堰槽仪器设备建设

　　应配置水位计，类型包括压力式水位计、遥测浮子式水位计、超声波水位计(直接安装在堰板上方)、雷达水位计、激光水位计等。

　　5 . 3 . 4 泥沙观测场建设

　　5 . 3 . 4 . 1 地点选择

　　地点选择如下：

　　a) 可利用坡面径流场观测地表径流、壤中流时分层取样;

　　b) 可利用测流堰槽板前沉沙池取样，以观测整个森林配对集水区与嵌套式流域泥沙。

　　5 . 3 . 4 . 2 泥沙观测取样

　　泥沙观测取样步骤如下：

　　a) 地表径流观测场或坡地水量平衡观测场，每次降水后测量接流池中水量，将接流池泥沙搅拌，收集水样;

　　b) 测流堰槽堰板前段沉沙池视为集沙池，每次暴雨后收集水样;

　　c) 水样倒入量筒，静置足够时间，吸去上部清水，放入烘箱烘干，取出称重得到水样中干泥沙量。

　　5 . 3 . 4 . 3 仪器设备建设

　　应配置泥沙采样器等。

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　　5 . 3 . 5 地下水水位观测井建设

　　5 . 3 . 5 . 1 地点选择

　　地点选择如下：

　　a) 能控制该集水区或流域地下水动态特征为原则;

　　b) 利用已有的井、泉和勘探钻孔作为地下水位观测井;

　　c) 在地形平坦的地段选择受人为因素影响较小的井，井深应达到历年最低水位以下 3 m~5 m,保证枯水期照常观测。

　　5 . 3 . 5 . 2 建设要求

　　建设要求如下：

　　a) 井壁和井口应坚固，采用石砌且水泥加固;

　　b) 井底无严重淤塞，井口设置水位观测基点，进行高程观测;

　　c) 自流井为观测点时，如压力水头不高，可接高井管，直接观测静水管的高度;如压力水头过高，不便接管观测时，安装水压表，测定水头高度;

　　d) 选择有实测井深资料，井底沉积物少，水位反应灵敏的地区;

　　e) 井孔结构应清楚，滤水管位置能控制主要观测段的含水层。

　　5 . 3 . 5 . 3 仪器设备建设

　　见本文件 5 . 3 . 3 . 4 中测流堰槽仪器设备建设。

　　5 . 3 . 6 降水量观测点建设

　　5 . 3 . 6 . 1 地点选择

　　地点选择如下：

　　a) 分别在区域内不同坡度、不同坡向、不同地貌类型、不同植被类型选点;

　　b) 将选择的降雨量观测点(离散点)自动连成三角形，形成泰森多边形，每一个多边形内包含着 一个降雨量观测点。

　　5 . 3 . 6 . 2 仪器设备建设

　　仪器设备建设如下：

　　a) 人员可及的区域，应安装全自动雨量计;

　　b) 山高路远的地方，在每一个选定的降水量观测点应安装无线传输雨量器。

　　5 . 3 . 7 水质观测点建设

　　5 . 3 . 7 . 1 地点选择

　　地点选择如下：

　　a) 森林配对集水区每一个降水量观测点附近选择水质观测点;

　　b) 在嵌套式流域测流堰槽附近选择水质观测点。

　　5 . 3 . 7 . 2 仪器设备建设

　　见本文件 5 . 2 . 2 . 3 。

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　　6 森林生态系统土壤要素观测场建设