北京市第一次水务普查水土保持情况及成果应用

张 超,杨 坤,袁爱萍(北京市水土保持工作总站，北京 100036)

北京市第一次水务普查水土保持情况及成果应用

张 超,杨 坤,袁爱萍

(北京市水土保持工作总站，北京 100036)

水土保持；普查；成果应用；北京

北京市于2010—2012年开展了第一次水务普查水土保持情况普查，主要包括土壤侵蚀普查、水土保持措施普查、小流域划分、侵蚀沟道调查、山区小流域主沟道水文形态调查、山区小流域出口水质水量调查等6项任务，普查成果为北京市水土保持生态建设与管理提供了重要支撑。介绍了普查内容和普查方法，对普查成果进行了初步分析，讨论了普查成果的主要应用方向，包括规划编制、生态清洁小流域建设、监测评价等。

做好北京市水土保持普查，有利于摸清地区水土流失状况，科学开展水土保持生态建设，为全市水土资源可持续利用、生态环境可持续维护和经济社会可持续发展提供支撑。根据第一次全国水利普查精神，北京市于2010—2012年开展了第一次水务普查工作[1]，其中水土保持情况普查是第五个专项。在充分调研全市水土保持精细化管理对普查数据需求的基础上，普查设计突出了北京特色，普查成果为北京市全面提高水土保持生态建设与管理水平夯实了基础。

1 普查内容

本次普查除完成国家规定的土壤侵蚀普查、水土保持措施普查外，还根据北京实际增加了小流域划分、侵蚀沟道普查、山区小流域主沟道水文形态调查、山区小流域出口水质水量调查等内容。

(1)土壤侵蚀普查。调查全市土壤侵蚀面积、土壤侵蚀强度及分布等。

(2)水土保持措施普查。调查各区基本农田、水保林、经济林、草地、土地整治、节水灌溉等共计24项措施的面积或数量。

(3)小流域划分。划分北京市小流域边界，建立流域拓扑关系和水系上下游拓扑关系，编制普查名录。

(4)侵蚀沟调查。调查因坡面径流冲刷土体、切割地表而形成的长度在50 m以上的侵蚀沟道分布情况，掌握侵蚀沟道的分布、数量，以及沟道的形态特征和发展状况，建立北京市侵蚀沟道数据库，涉及延庆区妫水河流域8个乡镇。

(5)山区小流域主沟道水文形态调查。调查山区小流域主沟道水文形态特征、植被受干扰程度、岸边带土地利用状况、污染源及其他人为活动等，并对小流域主沟道进行评价分级。

(6)山区小流域出口水质水量调查。包括调查山区小流域出口的水质和水量状况。

2 普查方法

(1)土壤侵蚀普查。主要是利用抽样法调查土壤侵蚀影响因子，利用北京土壤流失方程[2]计算全市土壤侵蚀强度及分布。为了准确地反映北京市土壤侵蚀状况(除西城区、东城区和密云水库水域外)，土壤侵蚀野外调查单元由159个增加到824个，面积在0.2～3.0 km2，将国家规定的1%抽样比例提高到4%，获取野外调查单元土地利用和水土保持工程措施、生物措施和耕作措施信息。通过收集全市79个雨量站1981—2010年30年的日雨量资料，计算降雨侵蚀力；通过收集土种资料，分析土壤可蚀性因子取值；基于1∶1万地形图插值生成的DEM计算坡度坡长因子等。完成土壤侵蚀影响因子调查后，根据北京土壤流失方程及调查数据进行野外调查单元、控制区、各区及全市土壤侵蚀强度计算。

(2)水土保持措施普查。通过收集水务、农业、林业等部门的年鉴资料(主要是2010年年鉴)，专题调查资料，历年水保工程及相关行业工程设计、建设和验收资料，以及2011年水务、农业、林业等部门的相关统计资料，经统计、分析、评估后填写普查数据。

(3)小流域划分。在地理信息系统平台上，利用1∶1万DEM和1∶1万航片数据，提取流域和沟道，建立流域和沟道拓扑关系，然后确定小流域界线，标注流域。确定小流域划分及命名原则，进行小流域划分、命名、编码。

(4)侵蚀沟调查。侵蚀沟道普查以1 m分辨率遥感影像和1∶1万DEM为主要信息源，利用GIS软件，采用人机交互方式在计算机上解译提取侵蚀沟道的长度、面积、类型和纵比降及其地理空间位置，编制侵蚀沟道清查名录。基于清查名录，现场调查核实，最后形成普查成果。

(5)山区小流域主沟道水文形态调查。小流域主沟道水文形态调查采取野外现场调查的方法开展。利用GPS定位查找，对沟道分段调查，沟段长度一般为10～500 m，并按调查情况填写河床几何形态、河床底质、径流时间、河流连续性、河岸人为改造情况、河滩土地利用情况、外界胁迫因素等内容，对调查数据进行评价和分级，Ⅰ级至Ⅴ级沟道水文形态状况见表1。

表1 北京山区河(沟)道水文地貌分级

(6)山区小流域出口水质水量调查。主要通过野外采样、测量和访问的方式进行水质和水量调查。对有流水的出口沟床采样化验，出口无水则不调查。采沟床中心处的水样，若沟宽、水深则使用标准采样器采样，若沟窄、水浅则使用水舀等工具采样。采样后24 h内送至专业水质检测机构检测，化验指标包括NH3、TN、TP、CODMn等4项。对有流水的出口通过流速仪法测定水量，出口无水则不量测。整理出口断面，清理水草、障碍物等，使断面具备施测条件。使用流速仪测量径流流速，并量测水深、水宽，计算断面面积，从而计算流量。对于较宽断面，采用三点法测流，较窄断面(<1 m)采用一点法测流。水深、水宽测量3次取平均值。

3 普查成果

3.1 土壤侵蚀普查情况

普查结果表明，全市水力侵蚀面积3 201.86 km2(表2)，主要分布在房山区、门头沟区、密云区、平谷区、怀柔区、延庆区和昌平区等山区。

3.2 水保措施普查情况

全市水土保持措施面积4 630 km2，其中基本农田55 260.7 hm2、水保乔木林152 788.1 hm2、水保经济林74 109.3 hm2、种草1 474.2 hm2、封禁治理179 370.0 hm2，实施小型蓄水保土点状工程42 452个、小型蓄水保土线状工程869.3 km等。

表2 北京市土壤侵蚀情况 km2

3.3 小流域划分情况

全市共划分为1 085个小流域(表3)，其中山区576条、平原区509条。

表3 北京市小流域分布情况统计

3.4 侵蚀沟普查情况

全市共有侵蚀沟道185条(见表4)， 沟道面积685.74 hm2，总长度约152.84 km，平均长度826.1 m，最长5 470.5 m，最短88.3 m，最宽处67.3 m，最窄处2.4 m，最深处53.8 m，最浅处0.8 m。

表4 北京市侵蚀沟道分布情况

3.5 山区小流域主沟道调查情况

实际调查了563条山区小流域内4 258.19 km主要河(沟)道的水文地貌情况，并逐段进行水文地貌评价分级，属于Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ和Ⅴ级的沟段长度比例分别为64.85%、14.02%、9.56%、8.76%和2.81%。Ⅰ级和Ⅱ级代表沟道处于极好和好的状态，基本不需治理；Ⅲ级及以下等级沟段应作为治理对象。总体来看，北京山区小流域主沟道状况良好，少部分人为扰动和破坏比较大，这些受损沟道是下一步治理的重点。

3.6 山区小流域水质水量调查情况

(1)水质情况。实际调查山区小流域567条，其中出口有水的小流域181条(见表5)，占31.92%。水质状况总体较好，水质为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类的小流域数量占到有水小流域总数的85.08%，Ⅳ类及更差的小流域数量占到有水小流域总数的14.92%。

表5 山区小流域出口水质情况

(2)水量情况。扣除出口为水库、塘坝或水池的情况，山区567条小流域出口处能观测到径流的小流域有160条(见表6)，占山区小流域总数的28.22%，其中最大流量28.05 m3/s、最小流量0.000 2 m3/s。

表6 山区小流域出口水量情况

4 成果应用

本次普查摸清了北京市水土流失、水土保持状况等基础数据，为北京市水土保持规划编制、生态清洁小流域建设、水土保持监测评价水平提升奠定了基础。

(1)为全市水土保持规划编制提供了基础数据。本次普查划分了全市小流域，以小流域为单元基本摸清了区域水土流失状况，实现了以小流域为单元进行全市水土保持规划。普查成果为北京市水土保持功能区划分、北京市水土流失重点防治区划分提供了基础数据[3]，为全市水土保持规划总体目标的设定、分区防治重点及任务的确定提供了支撑[4]。规划批复后，将能够指导今后较长时期北京市的水土保持发展，统筹各相关部门工作，推进首都生态文明建设。

(2)为全市生态清洁小流域治理工程规划设计提供了依据。本次普查摸清了全市小流域土壤侵蚀状况、现存水土保持措施、主沟道破坏情况、水质水量等基本情况，便于生态清洁小流域治理工程规划人员掌握小流域背景情况，进而设定合理的治理目标，针对重点问题确定治理方案。在治理工程设计上，充分利用普查成果进行精细化管理，提高生态清洁小流域建设水平，如：根据土壤侵蚀面积、侵蚀强度及分布，准确布设水土保持措施；根据水质水量调查成果，结合小流域污染源调查，确定小流域面源污染治理措施和规模；根据小流域主沟道水文地貌分级评价结果，设计沟道生态修复措施，进行近自然治理，改善沟道生态环境。

(3)为全市土壤流失量分析计算水平提升奠定了基础。本次普查将全市划分为面积在0.2～3.0 km2之间的抽样单元，共计824个，并对824个调查单元开展了详细调查，获取了植物种类、郁闭度/盖度、土地利用、水土保持工程措施及耕作措施等数据。依托这些基础数据，结合全市121个雨量点降水资料，利用北京土壤流失方程，分析计算了2013—2015年度土壤流失量，准确反映了全市土壤流失实际情况，结束了过去小区推算的简易计算方式，极大地提升了北京市土壤流失量分析计算水平。

[1] 国务院第一次全国水利普查领导小组办公室.第一次全国水利普查总体方案[M].北京:中国水利水电出版社,2010:1-3.

[2] 刘宝元,毕小刚,符素华,等.北京土壤流失方程[M].北京:科学出版社,2010:5.

[3] 李世荣,钟莉,沈涛,等.北京市水土流失重点防治区复核划分研究[J].中国水土保持,2016(5):52-53.

[4] 杨坤,段淑怀,李世荣.北京市水土保持规划探讨[J].中国水土保持,2015(3):3-6.

(责任编辑 李杨杨)

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A

1000-0941(2017)01-0053-03

张超(1984—)，女，北京市人，工程师，学士，主要从事水土保持方面的研究工作。

2016-06-20