延慶縣2004—2012年水土流失動態(tài)監(jiān)測結(jié)果初步分析

李志梅

（延慶縣水土保持試驗(yàn)站，北京102100）

延慶縣2004—2012年水土流失動態(tài)監(jiān)測結(jié)果初步分析

李志梅

（延慶縣水土保持試驗(yàn)站，北京102100）

延慶縣位于北京市西北部，是北京市的生態(tài)屏障和重要水源地。由于地形破碎，相對高差大，水土流失比較嚴(yán)重。為更好地治理水土流失、保護(hù)水源和為經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供服務(wù)，在延慶縣境內(nèi)開展了水土流失動態(tài)監(jiān)測工作，采用土壤侵蝕普查、坡地徑流場、溝道卡口站以及雨量站觀測等相結(jié)合的監(jiān)測方法定量評價(jià)全縣水土流失狀況及水土保持效益。通過對2004-2012年監(jiān)測資料的分析，認(rèn)為延慶縣通過多年建設(shè)已經(jīng)形成了區(qū)域遙感監(jiān)測、小流域水沙觀測、地面定點(diǎn)觀測的數(shù)據(jù)采集體系，發(fā)現(xiàn)了水土保持措施在保持水土、減少污染物方面的作用。

延慶縣；水土流失；動態(tài)監(jiān)測；結(jié)果分析

1 概況

延慶縣總面積1 993.75 km2，其中山區(qū)面積1 451.41 km2、平原面積522.34 km2、水面面積20 km2，位于北京市西北部，水資源豐富，水質(zhì)優(yōu)良。延慶縣地處永定河、潮白河水系上游，有4級以上河流18條、3級河流2條（分別為媯水河和白河），媯水河是全境最大的河流。延慶縣距北京市區(qū)74 km，三面環(huán)山一面臨水，是首都西北部重要的生態(tài)屏障，由于自然、歷史原因影響，水土流失特別嚴(yán)重。為此，延慶縣積極開展了水土流失監(jiān)測工作。通過監(jiān)測，明晰了全縣植被覆蓋度、土地利用率、坡度等自然情況，掌握了全縣水土流失面積、水土流失程度與強(qiáng)度、水土流失量和污染物流失量等準(zhǔn)確數(shù)據(jù)。同時(shí)，通過監(jiān)測山洪、泥石流等，及時(shí)發(fā)現(xiàn)了重大水土流失危害隱患；通過監(jiān)測水土流失發(fā)生發(fā)展情況及治理效益情況，減少了人為水土流失；通過監(jiān)測水土流失動態(tài)和治理措施分布以及保水減沙效益，有效保護(hù)和及時(shí)恢復(fù)了生態(tài)環(huán)境；通過發(fā)布次災(zāi)害性降水的水土流失監(jiān)測簡報(bào)和年水土流失監(jiān)測公報(bào)，方便了水土保持的監(jiān)督管理和公眾監(jiān)督。

2 監(jiān)測內(nèi)容及主要監(jiān)測方法

2.1 監(jiān)測內(nèi)容

根據(jù)監(jiān)測目的和指標(biāo)，監(jiān)測內(nèi)容分為以下幾類。

（1）水土流失影響因子監(jiān)測。反映水土流失發(fā)生、發(fā)展的內(nèi)在原因，如降雨、地形地貌、地面組成物質(zhì)及其結(jié)構(gòu)、植被類型及植被覆蓋度、水土保持措施的數(shù)量等。

（2）水土流失狀況監(jiān)測。提供水土流失動態(tài)變化數(shù)據(jù)，主要以土壤侵蝕類型、強(qiáng)度、程度、分布和流失量等反映水土流失類型和特征。

（3）水土流失危害監(jiān)測。反映水土流失災(zāi)害地域分布和危害特性，檢驗(yàn)水土保持治理效果。

（4）水土保持效益監(jiān)測。表達(dá)水土保持的重要性和必要性，通過計(jì)算和分析為減少水土流失、恢復(fù)生態(tài)、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會進(jìn)步提供參考依據(jù)。

（5）水土保持措施監(jiān)測。反映水土保持治理進(jìn)度和地區(qū)差異以及治理質(zhì)量和水平，主要對水土保持工程措施、林草措施、耕作措施以及其他治理措施進(jìn)行監(jiān)測。

（6）生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目監(jiān)測。生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目的開發(fā)易造成較嚴(yán)重的人為水土流失，監(jiān)測重點(diǎn)為開發(fā)建設(shè)、生態(tài)修復(fù)、城市水土保持建設(shè)等。

2.2 主要監(jiān)測方法

采用遙感技術(shù)、地面調(diào)查、定位觀測、小型氣象站觀測等相結(jié)合的方法。

（1）土壤侵蝕調(diào)查。在全縣范圍內(nèi)通過遙感信息解譯與抽樣調(diào)查相結(jié)合的方法，監(jiān)測土壤侵蝕的類型、強(qiáng)度、分布以及水土流失防治措施與效果。以2000年TM衛(wèi)星影像為主，通過野外調(diào)查建立影像解譯標(biāo)志，收集電子地圖、土壤、地質(zhì)等資料，提取土地利用、植被覆蓋度、坡度等信息，利用GIS系統(tǒng)，按照土壤侵蝕強(qiáng)度面蝕分級指標(biāo)，將采集的空間數(shù)據(jù)和其他數(shù)據(jù)建立起各種層次的數(shù)據(jù)庫并進(jìn)行分析研究，獲得全縣土壤侵蝕結(jié)果數(shù)據(jù)。

（2）坡面定位觀測。在上辛莊不同類型區(qū)的代表性地形設(shè)置坡地徑流場，根據(jù)坡位、坡向、坡度、不同植被類型和植被覆蓋度、不同坡長、不同水土保持治理措施布設(shè)徑流小區(qū)共23個(gè)，監(jiān)測水土流失及污染物流失狀況，見表1。

表1 延慶縣坡地徑流觀測小區(qū)布設(shè)情況

（3）小流域觀測。在小流域出口處設(shè)置溝道卡口站觀測斷面及觀測設(shè)施，觀測小流域的水土流失及污染物流失狀況。延慶縣溝道卡口站位于N40° 26′55″、E116°3′55″，上游集水面積12.46 hm2，在站口處建設(shè)薄壁等寬量水堰，堰側(cè)建有觀測室，室內(nèi)設(shè)有豎井與堰內(nèi)連通，并安裝有水位傳感儀、浮子式水位計(jì)及自動采樣設(shè)備。

為了加大對生態(tài)清潔小流域的監(jiān)測力度，對已開展水質(zhì)水量監(jiān)測試點(diǎn)的海字口、西溝里2條生態(tài)清潔小流域布設(shè)12個(gè)監(jiān)測點(diǎn)，至2011年已連續(xù)進(jìn)行6年跟蹤監(jiān)測；總結(jié)和完善監(jiān)測方案，流域內(nèi)地表水監(jiān)測指標(biāo)從以前的3項(xiàng)調(diào)整到現(xiàn)在的6項(xiàng)、地下水從以前的3項(xiàng)增加到現(xiàn)在的4項(xiàng)、污水從以前的3項(xiàng)增加到現(xiàn)在的6項(xiàng)。同時(shí)，為確保生態(tài)清潔小流域內(nèi)各種水指標(biāo)的全面性、準(zhǔn)確度，2010年增加中德合作生態(tài)清潔小流域監(jiān)測項(xiàng)目，監(jiān)測期限為2010—2013年。其中，上水溝小流域?yàn)樾略霰O(jiān)測小流域，西溝里小流域?yàn)槎嗄暧^測代表性小流域。

（4）雨量觀測點(diǎn)觀測。在全縣設(shè)雨量觀測點(diǎn)18處，用以觀測雨量的時(shí)空分布情況。

3 監(jiān)測結(jié)果分析

3.1 土壤侵蝕監(jiān)測

根據(jù)北京市第一次水務(wù)普查（2010—2012年）土壤侵蝕調(diào)查結(jié)果，全縣土壤侵蝕面積340.78 km2。其中，輕度侵蝕261.88 km2，中度侵蝕63.01 km2，強(qiáng)烈侵蝕13.98 km2，極強(qiáng)烈侵蝕1.59 km2，劇烈侵蝕0.32 km2。

3.2 坡地水土流失及污染物流失量監(jiān)測

通過監(jiān)測與分析計(jì)算，延慶縣2004-2012年地表徑流量、坡地水土流失量及污染物流失量見表2。

表2 延慶縣2004-2012年坡地土壤流失量及污染物流失量

（1）地表徑流及降雨監(jiān)測結(jié)果。通過2004—2012年監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)全縣地表徑流2004年最高達(dá)到11 059萬m3，2006年最低為5 313萬m3，2012年達(dá)到9 300萬m3接近2004年水平。總體趨勢是開始高，中間低，之后逐年增加。

全縣降雨年內(nèi)分配不均，主要集中在汛期，極易造成水土流失。通過2012年上辛莊監(jiān)測點(diǎn)觀測，降雨量為379.8 mm，其中6—9月汛期降雨量302.9 mm，占全年總量的90.6%。

（2）坡地土壤流失量監(jiān)測結(jié)果。從表2可以看出，坡地土壤流失量與地表徑流量有一定的對應(yīng)關(guān)系。2004年地表徑流量最大，土壤流失量為58.35萬t，為最高年份。隨著年份的增加，土壤流失量有逐年降低的趨勢，這說明隨著水土保持措施的逐年增加，水土保持對土壤流失起到一定的控制作用。

在水土保持三區(qū)中，由于水土保持措施及下墊面的差異，土壤流失量也不盡相同。以2012年為例，全縣共產(chǎn)生地表徑流9 300萬m3，土壤流失43.77萬t，其中重點(diǎn)預(yù)防保護(hù)區(qū)地表徑流量3 380萬m3，土壤流失量5.8萬t；重點(diǎn)監(jiān)督區(qū)地表徑流量934萬m3，土壤流失量4.7萬t；重點(diǎn)治理區(qū)地表徑流量2370萬m3，土壤流失量11.38萬t。

（3）坡地污染物流失量監(jiān)測結(jié)果。從表2可以看出，污染物流失量與地表徑流量的對應(yīng)關(guān)系不是十分緊密。2004—2012年，全縣污染物流失量呈高-底-高-低-高發(fā)展趨勢，到2012年相對比較高，這可能與當(dāng)年降雨季節(jié)、降雨強(qiáng)度以及耕作方式等因素有關(guān)，還需要進(jìn)一步分析。

3.3 水土流失治理措施監(jiān)測

經(jīng)過監(jiān)測，截至2011年全縣水土保持措施面積為876 km2，呈逐年增加趨勢，尤其2010年增加最快。其中，基本農(nóng)田24 200 hm2（梯田2 902.5 hm2，其他基本農(nóng)田21 297.5 hm2），造林45 144.7 hm2（喬木林33 470.8hm2，經(jīng)濟(jì)林11 673.9 hm2），種草23 hm2，封禁治理18 232.2 hm2，其他水土保持工程措施182 km2。

3.4 蓄水保土及減少污染物流失效益監(jiān)測

通過監(jiān)測與分析計(jì)算，延慶縣2004—2012年水土保持措施蓄水保土及減少污染物流失效益計(jì)算結(jié)果見表3。

表3 延慶縣2004—2012年水土保持措施蓄水保土及減少污染物流失效益計(jì)算結(jié)果

從表3可以看出，隨著水土保持措施的增加，2004—2012年各項(xiàng)工程措施的保水量、減少水土流失量總體趨勢是開始高、中間低、之后逐年在增加，這說明水土保持措施對保持水土具有重要作用。但是，水土保持措施在減少流失總磷、總氮、CODMn方面雖然基本上呈增加趨勢，但關(guān)系不是十分緊密，這說明除了水土保持措施因素影響外，還與當(dāng)年的降雨季節(jié)、耕作方式、肥料施用等有關(guān)系，尚需進(jìn)一步研究。

據(jù)監(jiān)測分析，2012年全縣各項(xiàng)水土保持工程措施共保水997.13萬m3，其中水平條126.48萬m3、魚鱗坑660.65萬m3、梯田210萬m3；減少土壤流失19.06萬t，其中水平條1.50萬t、魚鱗坑3.07萬t、梯田14.49萬t。同時(shí)，各項(xiàng)水土保持工程措施共減少流失總氮36.82 t、總磷4.63 t、CODMn82.95 t。

4 結(jié)語

（1）通過多年的建設(shè)，延慶縣已經(jīng)形成了集區(qū)域遙感監(jiān)測、小流域水沙觀測、地面定點(diǎn)觀測為一體的水土流失監(jiān)測數(shù)據(jù)采集體系，總結(jié)出了采用“3S”技術(shù)、自動化測報(bào)技術(shù)及常規(guī)監(jiān)測手段相結(jié)合的技術(shù)方法。

（2）取得了2004—2012年系列監(jiān)測成果，發(fā)布了年度水土流失監(jiān)測公報(bào)（簡報(bào)），增加了公眾參與水土保持的程度，為各級政府進(jìn)行水土保持生態(tài)環(huán)境建設(shè)提供了一定依據(jù)。

（3）通過分析發(fā)現(xiàn)，水土保持工程措施在治理水土流失、減少污染物方面起到了重要作用，今后還應(yīng)該繼續(xù)加強(qiáng)水土保持工作。

S157

B

1004-7328（2014）03-0023-03

10.3969/j.issn.1004-7328.2014.03.009

2014-01-15

李志梅（1974-），女，工程師，主要從事水土保持監(jiān)測和監(jiān)督工作。