監控模式
監控模式之建構
1、地理資料庫建立
先蒐集集水區各項地理資料, 如河流、道路、等高線等，目前蒐集到之圖層詳如下表所示，為數值化電腦檔案。
| 圖層名稱 | 比例尺 | 資料來源 |
| 行政界線圖 | 1/5000 | 自行數化 |
| 集水區界線圖 | 1/5000 | 自行數化 |
| 道路圖 | 1/5000 | 自行數化 |
| 等高線圖 | 1/5000 | 申購DTM資料轉換 |
| 坡度圖 | 1/5000 | 自行依DTM計算 |
| 坡向圖 | 1/5000 | 自行依DTM計算 |
| 土壤圖 | 1/25000 | 水土保持局 |
| 土地利用圖 | LandSat 30m*30m | 衛星影像分類 |
2、模式開發
模式開發最主要可分為四個部分，如下所述：
（1）基本資料管理—除上述各項地理資料外， 尚包含氣象、水文、植物分析等皆納入地理資訊系統之管理模式。
（2）特定區劃分—包含緩衝帶、保護帶、子集水區之劃分。
（3）水文模式—包含沖蝕模式、水文模式及水質模式。
（4）社會經濟因子—包含管理單位之組織架構、集水區治理的問題與對策、水土保育計畫、集水區治理計畫及森林經營計畫等。
3、監控系統之整合
監控系統之整合可由下圖說明。（註：依山坡地可利用限度之分類分級查定標準，其坡度等級分類如下:）
| 坡度級別 | 分級範圍 |
| 一級坡 | 坡度5% 以下 |
| 三級坡 | 坡度超過15 % 至30 % |
| 四級坡 | 坡度超過30 % 至40 % |
| 五級坡 | 坡度超過40% 至55 % |
| 六級坡 | 坡度超過5 % |
陡坡通常是指第六級坡(坡度超過5 % )。陡坡之農地使用即為超限使用。
（1）將集水區所需各項資料數值化， 納入GIS 系統，以利更新，查詢，便放管理。
（2）對齡水庫保護帶、緩衝帶之劃分。即配合各項地勢因子，檢討其合理性; 並以電腦模擬子集水區之劃分, 評估可行性及適用性，進而推廣至保護帶、緩衝帶之合理劃分。
（3）模式模擬方面，以沖蝕模式、透流模式, 模擬集水區之水文變化，並將分析結果加入地理資訊系統中, 配合影像判釋後之土地利用現況，分析集水區內之土地適宜性。
（4）社會經濟制度是由上述三項自然面之分析，加入社會、經濟等因子，如管理組織架構及各項保育計畫, 使開發與保育間有客觀的權衡條件。
綜合上述各項自然面及經濟面之分析，其整合結果， 除為一套完整的監控系統外，更可發展成一決策支援系統(Decision Support System)，供管理決策者參考之用。
集水區土地利用影響
土地利用變化對水量、水循環的影響
土地利用覆被變化對水循環的影響表現為地表徑流的數量和空問分布的變化。不同的土地利用覆被類型都會影響水文循環過程，城市用地的擴張會大大降低地表對雨水的阻截和下滲作用，加大地表徑流量，甚至增加洪澇災害發生的頻率；改變地表水與地下水的循環過程農業用地的增加，會降低入滲和蒸發，從而增加年均徑流量；森地對截留、阻擋、下滲和土壤侵蝕的影響已有較一致的認識，但在對區域降水量、地表徑流量及洪峰等水文特徵的影響存在較大分歧。
研究的數據源主要是通過現場監測、取樣和模擬試驗獲取的。國際上在監測與取樣方面都較為系統，野外試驗多採用計算機控制邊界條件進行模擬，數據精度也較高，通過現場監測與取樣方法研究了河流通量的影響。和通過對美國東部地區個州多個小集水區近年的觀測資料進行系統分析構建了通用土壤侵蝕模型。國內的水文監測與試驗過去主要集中在黃土高，但監測項目較少、時間較短,而且徑流觀測不注重水文過程，獲取的數據不利於水文過程的模擬。
為了定量模擬研究土地利用覆被變化對水循環各個環節的影響，流域水文模型成為該領域研究的重點。水文模型大致經歷了由經驗統計模型到集總式物理模型發展的過程，開始向基於物理的分散式或半分散式模型發展。典型的集總式模型包括美國的斯坦福流域水文模型、水土保持局的模型、環保局的水文水質模型模型、奧地利國際套用系統分析研究所的日模型、澳大利亞的包頓模型、歐洲的模型、日本的水箱模型以及我國的新安江模型等等，它將整個集水區作為一個單位，分析整個集水區的有效反應。這類模型適用於土地利用覆被類型較單一的小尺度流域，其參數一般無物理含義，需要通過率定的方式得到。不足之處在於不能很好地處理不同土地利用覆被類型與水文過程的空間差異性及其流域參數的變化性。與集總式模型相比,分散式或半分散式流域水文模型考慮了降雨的空間差異性，能夠反映區域空間差異性,在模擬和預測土地利用覆被變化對水文過程的影響有非常重要的套用。典型的模型有不同降雨、氣候和土地利用組合的降雨一徑流模擬模型，模擬土地利用覆被變化對暴雨徑流和洪水變化影響的模型LISFLOOD、IPHIV、MHYDAS等，研究分析長期大中尺度流域土地利用覆被變化的水文效應模型CLASSIC、SHETRAN等。將分散式水文模型與、相結合模擬不同土地利用變化情境下的水文模擬提供了新的研究技術方法，如ARC/EGMO、SWAT模型等。
土地利用灌被變化對面源污染的影響
面源污染,或稱非點源污染一是指溶解性或固體污染物從非特定的地點，在降水和徑流沖刷作用下，通過徑流過程匯入受納水體如河流、湖泊、水庫、海灣等而引起的水體污染困。非點源污染的典型發生方式是地表徑流污染,還包括海洋非點源污染和地下水體非點源污染。與點源污染相比,面源污染具有影響範圍廣、不確定性大、遷移轉化過程更為複雜。
土地利用變化對面源污染的影響主要研究、等營養元素的輸出量與土地利用之間的關係。人類對土地的高強度開發利用引起土地利用覆被變化，強烈干擾著自然生態系統，導致地表各種地理過程以及地表景觀結構的變化,現代農業發展、城鎮化導致的下墊面性質改變對流域水文循環過程和物質遷移都產生了很大的影響，並引發了包括增加非點源污染負荷量、加劇水土流失、降低濕地生態功能、生物多樣性驟減等一系列水環境問題謝德體。土地利用類型和強度的變化，會改變營養元素及懸浮物的入河量，從而影響流域水體水質不同土地利用方式，其生態環境影響效應不同，對土壤養分等物質的徑流流失影響也有很大的差別。
世紀年代，國外就開始關注人類對土地開發利用對水庫、湖泊、河流等水體水質的影響，並圍繞該問題進行了一系列研究工作。國外諸多研究顯示不同土地利用類型對水質變化有顯著差異廠和的比率在林地徑流中最高,農田中次之，城市中最少，但二者的總量在林地中最少。土地利用覆被變化對水質的影響，在點源污染逐漸得到有效控制以後，水質狀況並沒有得到明顯的改善，促使人們加強對面源污染的研究。近年來，在識別重點污染源中得到了套用，農業用地強度增加產生的面源污染效應是國外研究的重點。
土地利用分類系統研究進展
早在世紀年代，人們就開始利用遙感技術對土地覆被和自然景觀進行研究。年美國人在“從空中看到的地球表面”一文中對遙感在研究自然景觀和人類活動關係的可行性和重要性進行了闡述。年代後人們開始探討利用遙感資料進行大範圍土地利用覆被製圖,發展了適用於遙感數據的特定土地分類系統及分類方法。進入年代以後,隨著多種遙感衛星對地觀測技術的出現和發展，使區域與全球尺度的土地利用覆被製圖成為可能，而且以氣候變化為先導的全球環境變化研究日益深入，土地利用覆被變化作為全球環境變化研究的重要組成部分越來越受到重視,但是傳統上的上地利用和植被分類系統己經不能滿足遙感數據的土地利用覆被製圖，因此學者們開始研究土地利用覆被分類系統。目前國內外主要的土地利用覆被分類系統，根據分類依據側重點不同,可以歸納為兩大類,一類是側重於土地自然屬性的土地覆被分類系統，如美國Anderson和USGS的土地覆被分類系統；另一類是側重於土地社會屬性或利用方式的土地利用分類系統，如國土資源部發布的全國土地分類。
集水區土地利用對策
依據區域自然及社會經濟條件，順應土地資源開發利用和環境保護的要求，調控土地資源的利用方式是土地可持續利用的必然選擇。對此提出以下幾點具體對策：
(1)提高水土資源的利用率，實現土地資源最佳化配置。
引導公眾參與規劃，對規劃實行動態監測，並以法律手段保證規劃的嚴肅性和可實旋性。在政策方面，應進一步完善和穩定聯產承包等責任制，確定一定時期內土地開發利用結構以及建設用地、農田保護區等控制性目標和土地開發目標，確定城市發展、開發區建設和重要基礎設施建設用地範圍；確保基本農田，保持耕地總量的動態平衡；限制建設用地的空間擴展方向，減少耕地占用。調整土地利用結構，達到最佳配製，使有限的自然資源得以充分利用，力求以最少的投入取得最大的經濟效益，並加快水土保持和水利建設，搞好引蓄水工程，努力提高灌溉技術和管理水平，按照水源多少及地形地貌特徵，合理安排種植計畫。加強水土資源管理，充分保護利用，發展綠肥，增施有機肥，培肥土壤，改良結構，穩固基礎，保持地力的可持續性。
(2)控制環境污染， 開展土地生態環境建設，保護生態可持續發展。
加強水土保持，大搞水土保持體系建設，陡坡耕地退耕還林還草以防生態惡化。大力營造水土保持經濟林，既可攔泥防沖固土，又可改善微環境，調節小氣候，保護生態環境的根本好轉，同時還可取得較大經濟效益。應通過經濟或法律手段控制工業和生活廢水、污水直接向農田排放；倡導綠色工業和生態農業，並促使城市建設向生態城市方向發展；建立生態示範區，建設生態示範區是探索區域土地資源可持續利用的有效途徑和解決環境與發展、保護與開發問矛盾的有效手段，可樹立一批未來土地可持續利用的樣板。繼續建設濕地公園，城市化進程使得大量濕地被填埋，導致濕地的生態與社會服務功能喪失，濕地公園的建設對城市生態安全、生態環境建設及社會、經濟等多方面因素的影響和重要作用。
(3)加大科技投入，轉變增長方式。
今後經濟發展將不可避免地占用一部分耕地，而人口在較長一段時期內尚呈增長趨勢，致使人均耕地進一步減少。因此，必須增加科研投入、積極培養、引進入才，大力推廣科研成果，重點發展現代農業(包括立體農業、精細農業等)和高新技術產業，變以資源大量消耗為基礎的增長為以知識為基礎的增長，還應更好地發揮耕地的規模經濟效益。此外，本區應繼續發展間、套、連作的多熟制，農漁結合的基塘農業，農田林網化，發展充分利用有機物還田的傳統有機農業、生態農業等。
(4)減少耕地流失，集約利用建設用地。
急劇膨脹的工業、住宅及交通等建設用地大量占用耕地，對農業發展威脅極大，進一步危及到區域糧食安全。因此，必須嚴格審批占用農田項目，確保耕地總量平衡，還應投入資金大力改造中低產田，使耕地質量不斷提高。另一方面，必須精打細算，堅持城鎮土地成片開發，集約利用城鎮建設用地；進一步完善城市土地市場，嚴禁土地閒置，建設用地的規劃還應充分考慮建造高層建築，提高建築容積率。可以適當撤併一些自然村，同時對村落進行統一規劃建設，改變居民點過於分散的局勢，從而減少土地的占用面積，也利於配備設旖，提高農民的生活質量。
(5)提高水土保持，完善河道的整治工程。
水土保持在水土流失區，為防止水土流失，保護、改良與合理利用水土資源而採取的一種工程措施。其主要作用有：蓄水保土，防止土壤侵蝕對流域環境的破壞；對已遭到破壞的土地進行整治，提高土壤抗蝕性，減輕土壤侵蝕對流域環境的破壞；使水土資源得到充分、合理地開發和利用。河道整治工程就是為了加大天然河道的下泄能力，提高河道的輸運水效率，使得來自上游的洪水能儘快通過整治河段下泄。控制圍墾範圍，保證湖泊調蓄洪水的能力。
