北京市小流域水土保持安全研究

齊 實(shí)，劉 卉，畢 超，李 月，陳芳孝，李世榮，陸大明

(1.水土保持國(guó)家林業(yè)局重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京市水土保持工程技術(shù)研究中心，林業(yè)生態(tài)工程教育部工程研究中心，北京林業(yè)大學(xué)， 100083，北京； 2.北京林豐源生態(tài)環(huán)境規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限公司， 100083，北京； 3.北京市水土保持工作總站， 100036，北京)

作為“人文北京、科技北京、綠色北京”建設(shè)戰(zhàn)略的重要內(nèi)容，“綠色北京”是建設(shè)資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會(huì)、轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式的重要著力點(diǎn)，是努力促進(jìn)首都經(jīng)濟(jì)社會(huì)全面協(xié)調(diào)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵[1]。水土資源是人類進(jìn)行各項(xiàng)生產(chǎn)的基礎(chǔ)，也是人類賴以生存的根本性資源；因此水土保持是保障北京市未來(lái)向國(guó)際化大都市發(fā)展的基石，并且是一項(xiàng)需要長(zhǎng)期堅(jiān)持的基礎(chǔ)工作。水土保持作為實(shí)施水土流失綜合防治、行業(yè)管理和國(guó)家宏觀管理的重要依據(jù)與前提，同時(shí)還是水土保持規(guī)劃的重要組成部分，其分區(qū)對(duì)北京市的水土保持工作具有重要的指導(dǎo)意義[2-3]。

2011年3月1日實(shí)施的《中華人民共和國(guó)水土保持法》和2016年1月1日實(shí)施的《北京市水土保持條例》規(guī)定：縣級(jí)以上人民政府要編制水土保持規(guī)劃，本級(jí)人民政府批準(zhǔn)后向社會(huì)公布，由水行政部門組織實(shí)施?！度珖?guó)水土保持規(guī)劃》(2015—2030) 已經(jīng)被國(guó)務(wù)院批準(zhǔn)并開始實(shí)施。北京市以第1次水務(wù)普查成果為基礎(chǔ)，也編制了《北京市水土保持規(guī)劃》(2016—2030年) (以下簡(jiǎn)稱《規(guī)劃》)[4]。北京市水土保持將以小流域?yàn)閱卧M(jìn)行規(guī)劃，分區(qū)工作還需重點(diǎn)考慮不同地區(qū)的基本地理特征，自然條件，水土流失特點(diǎn)，社會(huì)經(jīng)濟(jì)和行政管理狀況，從而分析得出區(qū)域間發(fā)展的相同點(diǎn)和差異，根據(jù)這些不同方面的因素合力規(guī)劃區(qū)域的發(fā)展方向，北京市提出將北京建設(shè)成為中國(guó)特色世界城市和美麗首都的要求，在新形勢(shì)下，水土保持工作應(yīng)在目標(biāo)上突出水源安全、防洪安全和生態(tài)安全，管理上突出社會(huì)化服務(wù)和管理[5]，從而實(shí)現(xiàn)小流域的功能定位。有鑒于此，筆者以北京市為研究對(duì)象，對(duì)北京市進(jìn)行水土保持小流域“三個(gè)安全”分區(qū)，根據(jù)“三個(gè)安全”的需求確定了指標(biāo)體系，探討并研究北京市不同小流域的功能定位和管理，在充分明確北京市水土保持功能定位的基礎(chǔ)上為北京市水土保持工作和生態(tài)文明建設(shè)提供科學(xué)依據(jù)和數(shù)據(jù)支撐。

1 研究區(qū)概況

北京市位于E 115.7°～117.4°，N 39.4°～41.6°，中心位于E 116°25′29″，N 39°54′20″，總面積1萬(wàn)6 410 km2，占全國(guó)土地總面積的0.17%。行政區(qū)域包括東城、西城、海淀、朝陽(yáng)、豐臺(tái)、門頭溝、石景山、房山、通州、順義、昌平、大興、懷柔、平谷、延慶、密云16個(gè)市轄區(qū)。北京的東北部、北部和西部屬山區(qū)，約占總面積的62%，中部和東部是平原，約占總面積的38%，地勢(shì)呈由北向南、由西向東逐漸降低。北京市地處暖溫帶半干旱、半濕潤(rùn)季風(fēng)氣候區(qū)，年平均氣溫為8.0～12.0 ℃，其中山區(qū)為8.0～11.4 ℃，平原地區(qū)為11.0～12 ℃，年均降水量在400～800 mm之間。北京市屬于海河流域，境內(nèi)有潮白河、北運(yùn)河、永定河、大清河、薊運(yùn)河5大水系，全市劃分為1 085條小流域，其中山區(qū)小流域576條，平原區(qū)小流域509條，小流域面積一般為10～50 km2。地帶性植被類型為暖溫帶落葉闊葉林，土壤主要分為棕壤、潮土、褐土和黃壚土。截至2015年，北京市常住人口達(dá)到2 170.5萬(wàn)人。根據(jù)《2014年北京市水土保持公報(bào)》北京市第1次水務(wù)普查中水土保持情況普查成果，北京市土壤侵蝕類型主要為水力侵蝕，水土流失面積3 201.86 km2，其中輕度侵蝕面積1 746.08 km2，中度侵蝕面積1 031.46 km2，強(qiáng)度侵蝕面積340.64 km2，極強(qiáng)度侵蝕面積70.12 km2，劇烈侵蝕面積13.56 km2。

2 數(shù)據(jù)和方法

1)自然基礎(chǔ)數(shù)據(jù)包括：北京市1 085條小流域分布圖(北京市水務(wù)局)；北京市30 m數(shù)字高程模型(中國(guó)科學(xué)院地理科學(xué)與資源研究所)；地貌起伏度(中國(guó)科學(xué)院地理科學(xué)與資源研究所)；土壤類型(中國(guó)土壤區(qū)劃)；多年平均降水量(北京市暴雨圖集)；日降雨量>50 mm的天數(shù)(北京市暴雨圖集)；溝道坡面坡度、溝道縱坡比降、坡面起伏度、林草覆蓋(北京市山區(qū)小流域溝道普查)。

2)土地利用類型數(shù)據(jù)包括：北京市土地利用現(xiàn)狀(北京市城市規(guī)劃院)。

3)水土流失數(shù)據(jù)包括：北京市土壤侵蝕強(qiáng)度分布和土壤侵蝕類型及面積(北京市城市規(guī)劃院)。

4)社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)包括：北京市人口密度(北京國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào))；山洪泥石流歷史災(zāi)害情況(北京市山區(qū)小流域溝道普查)；化肥施用程度(北京市水務(wù)普查)、畜禽養(yǎng)殖污染情況(北京市水務(wù)普查)、生活污水現(xiàn)狀(北京市水務(wù)普查)、垃圾現(xiàn)狀(北京市水務(wù)普查)、水質(zhì)狀況(北京市水務(wù)普查)等。

筆者采用空間自相關(guān)法中的全局莫蘭指數(shù)法分析各個(gè)土地利用類型分區(qū)的合理性[6]；使用主成分分析法[7]，確定可代表“三個(gè)安全”的指標(biāo)，并對(duì)指標(biāo)進(jìn)行“降維”處理，利用主成分分析的計(jì)算結(jié)果，采用系統(tǒng)聚類分析法[8]，進(jìn)行“三個(gè)安全”分區(qū)的劃分。

3 指標(biāo)體系確立

3.1 一級(jí)分區(qū)指標(biāo)

首先，由對(duì)北京自然條件的分析可以看出，北京的氣候、水文、植被、土壤等自然條件都和地貌類型有著密切的關(guān)系，不同的地貌類型、氣候和植被類型，水土流失類型也不一樣；因此，地貌類型作為北京市水土保持分區(qū)最基礎(chǔ)的指標(biāo)，被列為一級(jí)分區(qū)指標(biāo)。

3.2 二級(jí)分區(qū)指標(biāo)

本文分區(qū)的重點(diǎn)與服務(wù)目標(biāo)為“三個(gè)安全”，因此將遴選出與“水源安全”“防洪安全”“生態(tài)安全”有關(guān)的指標(biāo)，并使用主成分分析法確定最終能代表“三個(gè)安全”的指標(biāo)，將其作為二級(jí)分區(qū)指標(biāo)。

3.2.1 水源安全指標(biāo) 水源安全的目標(biāo)是：溯源治污，基本解決地表水源地一、二級(jí)保護(hù)區(qū)和地下水源地核心區(qū)的水土流失和面源污染問(wèn)題，確保水源地水質(zhì)達(dá)標(biāo)。

從水源安全的內(nèi)容可以看出其主要包括2個(gè)方面：水源地保護(hù)和面源污染防治，因此在指標(biāo)選取上要將二者都納入考慮；其中，以面源污染程度為主體評(píng)估所有小流域水質(zhì)情況，在其中重點(diǎn)考慮水源地，最終形成水源安全分區(qū)。面源污染程度方面，在村莊、農(nóng)田用地類型中，存在農(nóng)村污水、生活垃圾、農(nóng)業(yè)面源污染及畜禽養(yǎng)殖污染問(wèn)題；水源區(qū)旅游和養(yǎng)魚業(yè)帶來(lái)的污水、垃圾污染、養(yǎng)殖等污染源大部分堆放在河道或溝道附近，造成河道和水庫(kù)污染的主要來(lái)源。為實(shí)現(xiàn)分區(qū)結(jié)果可以體現(xiàn)面源污染嚴(yán)重程度，將選取以下指標(biāo)：①化肥施用程度(kg/hm2)；②水質(zhì)；③生活污水現(xiàn)狀；④垃圾現(xiàn)狀；⑤畜禽養(yǎng)殖污染情況。

3.2.2 防洪安全指標(biāo) 防洪安全的要求是：以小流域?yàn)閱卧?，采取攔、蓄、排、通，構(gòu)建山區(qū)防洪減災(zāi)體系，遏制人為水土流失，減少入河入庫(kù)泥沙，減輕城市排水管網(wǎng)淤積，為防洪排澇提供保障。

從防洪安全的要求出發(fā)，北京市防洪要求包括2部分：山洪泥石流等自然災(zāi)害以及城市內(nèi)澇；從地貌類型出發(fā)，山洪泥石流等自然災(zāi)害主要集中發(fā)生在山區(qū)，城市內(nèi)澇則發(fā)生在平原；因此，在確定防洪安全指標(biāo)時(shí)將分別從山區(qū)和平原出發(fā)考慮[9-10]。

1)山區(qū)。北京山區(qū)由洪水帶來(lái)的災(zāi)害主要是山洪和泥石流。筆者在分析和借鑒國(guó)內(nèi)外山洪泥石流溝道分類方法和經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，結(jié)合北京山區(qū)溝道的形成、發(fā)育和活動(dòng)特點(diǎn)確立分區(qū)指標(biāo)。北京山區(qū)各類山洪泥石流溝道成因復(fù)雜，影響因素眾多，主要取決于地形、降雨、地質(zhì)、溝道特征和砂礫等因素，這些影響因素都是評(píng)判山洪泥石流溝道類型的變量。

山洪發(fā)生的直接影響因子就是暴雨，有暴雨的山區(qū)就會(huì)有山洪的發(fā)生，因此暴雨是引發(fā)山洪的動(dòng)力條件。根據(jù)氣象部門的規(guī)定，日降水量≥50 mm的降水稱為暴雨，因此將日降雨量≥50 mm的天數(shù)納入指標(biāo)體系。除動(dòng)力條件外，地形條件也是山洪泥石流發(fā)生的重要條件。據(jù)災(zāi)害發(fā)生的歷史分析，災(zāi)害多發(fā)山區(qū)多是山高、坡陡、溝谷窄深、溝頭呈扇形式半圓形圍谷，山坡坡度在30°～45°之間，溝道坡度大于8°～10°。除此之外，坡面有松散堆積物也是泥石流災(zāi)害形成的重要物質(zhì)條件。從歷史發(fā)生情況看，歷史上發(fā)生過(guò)災(zāi)害的嚴(yán)重程度也可以作為重要的參考來(lái)評(píng)價(jià)山洪泥石流溝道；同時(shí)，溝道范圍內(nèi)的人口密度也決定了災(zāi)害發(fā)生時(shí)的嚴(yán)重程度。

綜上，根據(jù)山洪泥石流發(fā)育和形成的規(guī)律，山區(qū)防洪安全將選取以下指標(biāo)：①日降雨量≥50 mm天數(shù)；②坡面起伏度；③溝道縱坡比降；④溝道坡面坡度；⑤土壤質(zhì)地；⑥人口密度；⑦山洪泥石流歷史受災(zāi)情況。

2)平原。平原區(qū)洪水具有歷時(shí)長(zhǎng)、峰形矮胖，傳播時(shí)間較慢的特點(diǎn)。隨著城市化的進(jìn)展，北京的中心城區(qū)面積也不斷擴(kuò)大，平原區(qū)下墊面條件及水文特征也發(fā)生了變化。城區(qū)由于城市化使得不透水面積增加，徑流系數(shù)變大，匯流時(shí)間縮短，城市洪峰排水流量隨之增加。而城市化以外的平原區(qū)由于近年來(lái)的人類活動(dòng)大量開采地下水，使得地下水水位大幅度下降，降雨入滲增加，洪水徑流減少，隨之洪峰相應(yīng)變?。挥纱丝梢钥闯?，平原區(qū)中城市化和非城市化的部分洪水發(fā)生條件與特點(diǎn)不同。因此，筆者將參考《北京市水文手冊(cè)——洪水篇》(2005年)，將北京市平原分區(qū)分為城區(qū)和城市化以外的平原區(qū)。

3.2.3 生態(tài)安全指標(biāo) 生態(tài)安全的目標(biāo)是：統(tǒng)籌管理、綜合利用水土資源，維護(hù)由水資源、土地資源和植被資源組成的流域生態(tài)系統(tǒng)健康。

生態(tài)安全的實(shí)現(xiàn)主要是對(duì)流域生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行分類，構(gòu)筑生態(tài)修復(fù)、生態(tài)治理、生態(tài)保護(hù)3道防線，區(qū)別水土資源健康狀況的主要指標(biāo)便是水土流失情況，如土壤侵蝕面積比例、土壤侵蝕程度等；此外，植被作為反映生態(tài)系統(tǒng)健康程度的重要指標(biāo)，也在生態(tài)安全中發(fā)揮了重要作用，如植被類型、林草覆蓋率等指標(biāo)也可反映生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)水土資源狀況[5]。綜上，選取以下指標(biāo)：①土壤侵蝕面積比例；②土壤侵蝕強(qiáng)度；③林草覆蓋率。

4 結(jié)果與分析

4.1 水源安全分區(qū)

水源安全的目標(biāo)是：溯源治污，基本解決地表水源地一、二級(jí)保護(hù)區(qū)和地下水源地核心區(qū)的水土流失和面源污染問(wèn)題，確保水源地水質(zhì)達(dá)標(biāo)[11]。

1)面源污染評(píng)價(jià)與分區(qū)。 通過(guò)主成分分析計(jì)算得到總方差，2個(gè)主成分化肥施用強(qiáng)度、水質(zhì)貢獻(xiàn)率分別為49.178%和39.909%，累計(jì)貢獻(xiàn)率達(dá)到89.087%，超過(guò)了85%，并且特征值均>1；因此可以說(shuō)前2個(gè)因子大概囊括了水源安全的內(nèi)容，可作為主成分因子被提取出來(lái)反映小流域水源安全狀況。因子載荷矩陣見表1。

表1 面源污染指標(biāo)主成分分析因子載荷矩陣Tab.1 Component matrix of principal component analysis on indicators of non-point source pollution

由因子載荷矩陣可以看出：第1成分載荷主要集中在污水現(xiàn)狀與垃圾現(xiàn)狀；第2成分載荷主要集中在化肥施用強(qiáng)度、水質(zhì)、畜禽養(yǎng)殖污染現(xiàn)狀。通過(guò)計(jì)算各指標(biāo)的公因子方差，將其占總公因子方差的比例作為各指標(biāo)權(quán)重，則各小流域面源污染綜合得分模型為

Sw=0.194X1+0.109X2+0.261X3+ 0.264X4+0.172X5。

(1)

式中：Sw是指小流域面源污染綜合得分；X1，X2，X3，X4，X5的含義見表1。將結(jié)果進(jìn)行系統(tǒng)聚類分析，選擇平方歐式距離計(jì)算，得到結(jié)果距離為3時(shí)將各單元分為2類。各小流域的面源污染分區(qū)最終結(jié)果如圖1所示。

圖1 農(nóng)業(yè)面源污染分區(qū)Fig.1 Regionalization of agricultural non-point source pollution

2)水源保護(hù)區(qū)。將北京市一級(jí)水源保護(hù)區(qū)及上游重點(diǎn)水源保護(hù)區(qū)作為本文水源安全中的水源保護(hù)區(qū)范圍，采用ArcGIS疊加功能確定保護(hù)區(qū)范圍內(nèi)的小流域，然后轉(zhuǎn)化成以小流域?yàn)榛締卧乃幢Ｗo(hù)區(qū)圖，詳見圖2。

3)水源安全分區(qū)。采用主成分分析法將多個(gè)指標(biāo)進(jìn)行“降維”，利用得到的主成分計(jì)算得分，根據(jù)得分進(jìn)行系統(tǒng)聚類分析，得到面源污染分區(qū)圖。在面源污染分區(qū)基礎(chǔ)上考慮水源保護(hù)因素，使用ArcGIS疊置功能將面源污染分區(qū)圖與水源保護(hù)區(qū)圖進(jìn)行疊加，形成最終水源安全分區(qū)圖，詳見圖3，以及水源安全分區(qū)表(表2)。

圖2 水源保護(hù)分區(qū)Fig.2 Regionalization of water resource protection

圖3 水源安全分區(qū)Fig.3 Regionalization of water resource safety

表2 水源安全分區(qū)Tab.2 Regionalization of water source safety

4.2 防洪安全分區(qū)

1)山區(qū)防洪安全評(píng)價(jià)與分區(qū)。針對(duì)上述提到的山區(qū)防洪安全評(píng)價(jià)指標(biāo)，同樣采用主成分分析法將多個(gè)指標(biāo)進(jìn)行“降維”，利用得到的主成分計(jì)算得分，根據(jù)得分進(jìn)行系統(tǒng)聚類分析后，最終得到山區(qū)防洪安全分區(qū)圖。

通過(guò)主成分分析計(jì)算得到總方差，3個(gè)主成分是：X1日降雨量≥50 mm天數(shù)；X2坡面坡度；X3溝道縱坡比降。貢獻(xiàn)率分別為40.332%、28.447%和20.315%，累計(jì)貢獻(xiàn)率達(dá)到89.094%，超過(guò)了85%，并且特征值均>1；因此可以說(shuō)前3個(gè)因子大概囊括了山區(qū)防洪安全的內(nèi)容，可作為主成分因子被提取出來(lái)反映山區(qū)小流域防洪安全狀況。因子載荷矩陣見表3。

表3 防洪安全指標(biāo)主成分分析因子載荷矩陣Tab.3 Component matrix of principal component analysis on factors of flood control safety

由因子載荷矩陣可以看出：第1成分載荷主要集中在坡面起伏度、坡面坡度和溝道比降，第1主成分主要反映山洪發(fā)生所需的地形條件；第2成分載荷主要集中在日降雨量≥50 mm天數(shù)、土壤質(zhì)地，第2主成分主要反映山洪發(fā)生的氣候及物質(zhì)條件；第3成分載荷主要集中在人口密度和歷史受災(zāi)情況，第3主成分集中反映了歷史情況和災(zāi)害嚴(yán)重程度。通過(guò)計(jì)算各指標(biāo)對(duì)應(yīng)的公因子方差，將各指標(biāo)公因子方差占總公因子方差的比例作為各指標(biāo)權(quán)重，則各山區(qū)小流域防洪安全綜合得分模型為

Sf=0.194X1+0.130X2+0.19X3+0.123X4+ 0.105X5+0.102X6+0.156X7。

(2)

式中:Sf指的是山區(qū)小流域防洪安全綜合得分，X1，X2，X3，X4，X5，X6，X7的含義見表3。將結(jié)果進(jìn)行下一步系統(tǒng)聚類分析，選擇平方歐式距離計(jì)算，得到結(jié)果中少量樣本呈現(xiàn)離散。忽略離散樣本，距離為3時(shí)將各單元分為2類，分區(qū)結(jié)果詳見圖4。

2)平原區(qū)防洪安全分區(qū)。平原區(qū)中城市化和非城市化的部分洪水發(fā)生的條件與特點(diǎn)都不同。筆者參考《北京市水文手冊(cè)——洪水篇》(2005年)，將北京市平原區(qū)劃分為城區(qū)和城市化以外的平原區(qū)。在防洪等級(jí)上，城區(qū)對(duì)于防洪要求較高，因此將城市化地區(qū)命名為平原一級(jí)防洪區(qū)，城市化以外的平原區(qū)命名為平原二級(jí)防洪區(qū)。平原區(qū)防洪分區(qū)詳見圖5。

圖4 山區(qū)防洪安全分區(qū)Fig.4 Regionalization of control safety in the mountainous area

圖5 平原防洪安全分區(qū)Fig.5 Regionalization of flood control safety in the plain

3) 防洪安全分區(qū)。綜合考慮山區(qū)防洪分區(qū)和平原防洪分區(qū)，將二者利用GIS進(jìn)行綜合疊置，最終形成防洪安全分區(qū)圖(見圖6)。防洪安全分區(qū)共分為4類：山洪易發(fā)區(qū)、山洪安全區(qū)、平原一級(jí)防洪區(qū)和平原二級(jí)防洪區(qū)。

4.3 生態(tài)安全分區(qū)

1)生態(tài)安全分區(qū)指標(biāo)。生態(tài)安全的目標(biāo)是：統(tǒng)籌管理、綜合利用水土資源，維護(hù)由水資源、土地資源和植被資源組成的流域生態(tài)系統(tǒng)健康[13]。結(jié)合北京小流域的實(shí)際情況和各項(xiàng)指標(biāo)的特征，生態(tài)安全分區(qū)將以土壤侵蝕面積比例、土壤侵蝕強(qiáng)度、林草覆蓋率作為主要因子，各指標(biāo)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)見表4，使用ArcGIS疊加功能分析后，最終得到生態(tài)安全分區(qū)。

2)生態(tài)安全分區(qū)。分別用數(shù)值“1～3”為土壤侵蝕面積比例、土壤侵蝕強(qiáng)度和林草覆蓋率的不同類型賦值。例如：土壤侵蝕面積比例<30%為1，≥31%為2；土壤侵蝕強(qiáng)度微度侵蝕為1，輕度侵蝕為2，中度侵蝕及以上為3；林草覆蓋率>70%為1，55%～70%為2，<55%為3。按不同指標(biāo)對(duì)生態(tài)安全的貢獻(xiàn)計(jì)入不同權(quán)重，其中土壤侵蝕面積比例占0.5、土壤侵蝕強(qiáng)度占0.3、林草覆蓋率占0.2。根據(jù)權(quán)重計(jì)算得分后得到2個(gè)分區(qū)：生態(tài)危險(xiǎn)區(qū)與生態(tài)安全區(qū)。其中得分<2的小流域?yàn)樯鷳B(tài)危險(xiǎn)區(qū)，得分>2的小流域?yàn)樯鷳B(tài)安全區(qū)。分區(qū)標(biāo)準(zhǔn)見表5，分區(qū)結(jié)果見圖7。

圖6 北京防洪安全分區(qū)Fig.6 Regionalization of flood control safety in Beijing

表4 生態(tài)安全指標(biāo)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)Tab.4 Classification criteria of ecological safety index

表5 生態(tài)安全分區(qū)標(biāo)準(zhǔn)Tab.5 Regionalization standard of ecological safety

圖7 生態(tài)安全分區(qū)Fig.7 Regionalization of ecological safety

5 水源、防洪、生態(tài)“三個(gè)安全”分區(qū)

根據(jù)地貌，結(jié)合水源安全、防洪安全和生態(tài)安全，利用ArcGIS將上述分區(qū)進(jìn)行疊加，可得到“三個(gè)安全”分區(qū)。以地貌為基礎(chǔ)，根據(jù)3個(gè)安全的重要性排序，確定“三個(gè)安全”分區(qū)的命名規(guī)則為：“羅馬數(shù)字-阿拉伯?dāng)?shù)字-水源安全分區(qū)-防洪安全分區(qū)-生態(tài)安全分區(qū)”，其中羅馬數(shù)字Ⅰ表示平原區(qū)，Ⅱ表示山區(qū)，阿拉伯?dāng)?shù)字代表“三個(gè)安全”分區(qū)中的不同類型。如Ⅰ-1代表平原區(qū)的第1類型區(qū)，Ⅱ-1代表山區(qū)的1類型區(qū)，以此類推。北京市小流域水土保持“三個(gè)安全”分區(qū)結(jié)果詳見圖8，分區(qū)表見表6。

一級(jí)分區(qū)First level regionalization二級(jí)分區(qū)Second level regionalization面積Area/km2所占百分?jǐn)?shù)Percentage/%Ⅰ平原 PlainⅠ-1-水質(zhì)污染-平原二級(jí)防洪-生態(tài)安全區(qū)Ⅰ-1-Water pollution-Second level flood control in plain-Ecological safety zone6353.9Ⅰ平原 PlainⅠ-2-水質(zhì)污染-平原一級(jí)防洪-生態(tài)安全區(qū)Ⅰ-2-Water pollution-First level flood control in plain-Ecological safety zone1360.8Ⅰ平原 PlainⅠ-3-水源保護(hù)-平原二級(jí)防洪-生態(tài)安全區(qū)Ⅰ-3-Water source protection-Second level flood control in plain-Ecological safety zone240.1Ⅰ平原 PlainⅠ-4-水源安全-平原一級(jí)防洪-生態(tài)危險(xiǎn)區(qū)Ⅰ-4-Water source safety-First level flood control in plain-Ecological hazard zone680.4Ⅰ平原 PlainⅠ-5-水源安全-平原一級(jí)防洪-生態(tài)安全區(qū)Ⅰ-5-Water source safety-First level flood control in plain-Ecological safety zone10936.7Ⅰ平原 PlainⅠ-6-水源安全-平原二級(jí)防洪-生態(tài)危險(xiǎn)區(qū)Ⅰ-6-Water source safety-Second level flood control in plain-Ecological hazard zone3442.1Ⅰ平原 PlainⅠ-7-水源安全-平原二級(jí)防洪-生態(tài)安全區(qū)Ⅰ-7-Water source safety-Second level flood control in plain-Ecological safety zone316819.3

表6(續(xù))

從表6可以看出：就平原區(qū)而言，主要問(wèn)題是水質(zhì)污染的小流域，占總面積的4.7%，其次是生態(tài)危險(xiǎn)的小流域，占總面積的2.5%；山區(qū)水源危險(xiǎn)區(qū)小流域的面積占總面積的1.9%，是急需需要治理的地區(qū)，水質(zhì)污染的小流域面積占11.3%，該部分需要加強(qiáng)面源污染防治；山洪易發(fā)的小流域面積占24%，范圍較大，需要加強(qiáng)防范；處于生態(tài)危險(xiǎn)的小流域占總面積的14.7%，是進(jìn)行生態(tài)治理的重點(diǎn)小流域；其中山區(qū)存在山區(qū)水質(zhì)污染-生態(tài)危險(xiǎn)(占2.2%)、水質(zhì)污染-山洪易發(fā)(占1%)、水源危險(xiǎn)-山洪易發(fā)(占0.9%)的雙重風(fēng)險(xiǎn)的小流域，這些是需要重點(diǎn)關(guān)注的小流域，應(yīng)納入近期生態(tài)清潔小流域的治理規(guī)劃。

6 結(jié)論與討論

1)以北京市1 085個(gè)小流域?yàn)檠芯繉?duì)象，以水源安全、防洪安全、生態(tài)安全 “三個(gè)安全”為目標(biāo)導(dǎo)向，利用GIS技術(shù)，采用主成分分析和聚類分析的方法，構(gòu)建水源安全、防洪安全和生態(tài)安全的評(píng)價(jià)指標(biāo)，以此為依據(jù)，開展北京市水土保持3個(gè)安全的分區(qū)，確定了不同小流域的功能。

2)研究得出北京市不同小流域在水源安全、防洪安全和生態(tài)安全方面存在的主要問(wèn)題，為下一步北京市生態(tài)清潔小流域開展的重點(diǎn)區(qū)域提供了參考依據(jù)。

3)確定“三個(gè)安全”的指標(biāo)主要考慮的是降水、植被、土壤等自然因素，對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素的考慮還不足，使得指標(biāo)與人類活動(dòng)的聯(lián)系不夠緊密，需要進(jìn)一步進(jìn)行探討。

從影響因子方面來(lái)看，由于分區(qū)的過(guò)程中會(huì)涉及許多影響因素，筆者在確定“三個(gè)安全”指標(biāo)的過(guò)程中主要考慮了降水、植被、土壤等自然因素，但欠缺了對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素的考慮，使得指標(biāo)與人類活動(dòng)的聯(lián)系不夠緊密。從分區(qū)指標(biāo)來(lái)看，筆者主要是以“三個(gè)安全”要求為導(dǎo)向選取了相應(yīng)的分區(qū)指標(biāo)，但忽略了北京市的其他發(fā)展要求，如京津冀一體化、主體功能區(qū)規(guī)劃、礦產(chǎn)資源規(guī)劃等。在未來(lái)的研究中，應(yīng)考慮將北京市水土保持分區(qū)與全國(guó)水土保持區(qū)劃結(jié)果相結(jié)合，進(jìn)一步分析本研究的分區(qū)結(jié)果與全國(guó)區(qū)劃之間的關(guān)系與區(qū)別，突出并明確北京市各小流域水土保持工作的必要性和特色。