北京市平原區(qū)水土保持監(jiān)測站點選擇初探

李 璐，張世超，孫國強，張 碩

（北京圣海林生態(tài)環(huán)境科技股份有限公司，北京 100083）

按照《水利部關(guān)于加強水土保持監(jiān)測工作的通知》要求，開展不同功能和類型區(qū)典型監(jiān)測點的水土流失觀測，同時結(jié)合衛(wèi)星遙感、無人機監(jiān)測，構(gòu)建天空地一體化的水土保持感知網(wǎng)，可以及時精準掌握區(qū)域水土流失狀況，實現(xiàn)水土保持監(jiān)測全覆蓋，有效服務(wù)于各級行政主管部門，為水土保持生態(tài)文明建設(shè)、安全預(yù)警和目標責任考核等提供基礎(chǔ)支撐[1]。

監(jiān)測是水土保持工作的重要組成和基礎(chǔ)，2019年全國水土保持現(xiàn)場工作會明確了充分梳理水土保持監(jiān)測點現(xiàn)狀，摸清存在問題和成因，在此基礎(chǔ)上對監(jiān)測站點進行完善和優(yōu)化，健全監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)。隨著全國水土保持信息化、智慧化的推進，監(jiān)測站點建設(shè)的技術(shù)水平和數(shù)據(jù)成果轉(zhuǎn)化需要結(jié)合現(xiàn)代化高科技手段實現(xiàn)，發(fā)揮好監(jiān)測站點服務(wù)于政府決策、水土流失預(yù)警、科研科普等作用。

北京市現(xiàn)有的常規(guī)監(jiān)測站點全部集中于山區(qū)，平原區(qū)水土流失監(jiān)測內(nèi)容尚未形成完善的監(jiān)測體系，不能全面反映水土流失情況；傳統(tǒng)水土保持監(jiān)測要素主要集中于徑流、泥沙和水質(zhì)等方面，缺少生態(tài)建設(shè)、效益評價及生態(tài)性指標方面的需求；監(jiān)測點的監(jiān)測內(nèi)容及標準不統(tǒng)一，監(jiān)測儀器設(shè)施和技術(shù)手段主要靠人工操作，監(jiān)測數(shù)據(jù)的準確性和實效性有待提高，建設(shè)過程監(jiān)測數(shù)據(jù)缺少深加工和大數(shù)據(jù)分析，作用沒有得到充分發(fā)揮。

《北京市水土保持規(guī)劃》中明確提出加強監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，健全水土保持監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)。平原區(qū)水土保持監(jiān)測點的建設(shè)，填補了平原區(qū)水土保持監(jiān)測點的空白；完善健全監(jiān)測指標體系，為科學(xué)評價水土保持生態(tài)建設(shè)效益提供支撐；做好水土保持監(jiān)測點典型設(shè)計，服務(wù)于城市水土保持建設(shè)；推動監(jiān)測方法完善優(yōu)化，帶動監(jiān)測設(shè)備研發(fā)和提升，實現(xiàn)水土保持信息化，充分發(fā)揮監(jiān)測點作用；做好試點，培養(yǎng)鍛煉監(jiān)測隊伍，為各級水土保持部門做好服務(wù)。

1 項目區(qū)概況

1.1 自然概況

北京市總面積16 410 km2，其中山區(qū)占總面積的62%、平原區(qū)占總面積的38%，整體地勢西北高東南低。平原區(qū)地處山前沖洪積扇發(fā)育區(qū)，主要由永定河沖洪積扇群和潮白河沖洪積扇組成，自西北向東南緩緩傾斜。土壤以褐土、潮土為主。

北京市屬溫帶大陸性季風氣候，春季干旱多風，夏季多雨，秋季涼爽少雨，冬季寒冷。年平均降水量585 mm，降水年內(nèi)分配不均，約85%集中在6—9月。年平均風速3.1 m/s，大風日數(shù)36 d，主要風向為西北風、北風。年平均氣溫10～12℃，其中西北部山區(qū)年平均氣溫10.8℃，無霜期150 d 左右；東南部平原區(qū)年平均氣溫11.3℃，無霜期190～200 d。

1.2 流域概況

北京市位于海河流域北部，從西到東有大清河、永定河、北運河、潮白河、薊運河五大流域[2]。

大清河發(fā)源于河北省淶源縣北石佛鄉(xiāng)紅泉村，河流總長度238 km，流域總面積4 938 km2。北京市境內(nèi)大清河流域面積2 177 km2，其中1 級河流1 條，為拒馬河。拒馬河從北京市房山區(qū)十渡鎮(zhèn)平峪村入境，于房山區(qū)張坊鎮(zhèn)張坊村出境，主河道長43.98 km。

永定河發(fā)源于山西省左云縣馬道頭鄉(xiāng)潘家窯村，于天津市濱海新區(qū)入渤海，東臨潮白河水系、北運河水系，西臨黃河流域，南為大清河水系，北為內(nèi)陸河，河流長度869 km，流域總面積47 401 km2。北京市境內(nèi)永定河流域面積3 152 km2。永定河從北京市門頭溝區(qū)齋堂鎮(zhèn)向陽口村（北京市與河北省交界處，懷來縣幽州村）入境，流經(jīng)門頭溝、石景山、豐臺、大興和房山5個區(qū)，于大興區(qū)榆垡鎮(zhèn)崔指揮營村出境，主河道長172.16 km。

北運河發(fā)源于北京市昌平區(qū)流村鎮(zhèn)禾子澗村，河流總長度244 km，流域總面積4 247 km2。北京市境內(nèi)包括北運河段、溫榆河，其中溫榆河河源為昌平區(qū)流村鎮(zhèn)禾子澗村，河口為通州區(qū)永順地區(qū)新建村（北關(guān)攔河閘），河長為97.50 km，流域面積2 518 km2；北運河段始于通州區(qū)永順地區(qū)新建村（北關(guān)攔河閘），河口為通州區(qū)西集鎮(zhèn)牛牧屯村（出境），河長為40.49 km，流域面積1 729 km2。

潮白河發(fā)源于河北省沽源縣小河子鄉(xiāng)碾盤溝村，河流總長度414 km，流域總面積17 312 km2。北京市境內(nèi)潮白河流域面積5 552 km2。潮白河從北京市延慶區(qū)香營鄉(xiāng)白河堡水庫入境，流經(jīng)延慶、懷柔、密云、順義和通州5 個區(qū)，于通州區(qū)西集鎮(zhèn)大沙務(wù)村出境，主河道長259.50 km。流域內(nèi)山區(qū)占流域總面積的85.68%，平原占14.32%，人口密度大，建筑物多且密集。

薊運河發(fā)源于河北省興隆縣興隆鎮(zhèn)雙林村大溝，河流總長度176 km，流域總面積1 767 km2。北京市境內(nèi)薊運河流域面積1 282 km2，其主干流從北京市平谷區(qū)金海湖地區(qū)羅漢石村入境，于平谷區(qū)東高村鎮(zhèn)南宅村出境，主河道長54.15 km。

1.3 水土保持功能區(qū)劃

根據(jù)全國水土保持三級區(qū)劃，結(jié)合北京市主體功能區(qū)特點，將全市劃分為地表水源涵養(yǎng)區(qū)、地下水源涵養(yǎng)區(qū)、城市徑流控制區(qū)及土壤侵蝕控制區(qū)4 個功能區(qū)。

地表水源涵養(yǎng)區(qū)位于北京市北部和西部山區(qū)，面積6 322 km2，存在問題主要是水土流失和農(nóng)業(yè)面源污染。

地下水源涵養(yǎng)區(qū)位于北京市山前沖積扇和中心城外圍平原區(qū)，面積3 714 km2，存在問題主要是農(nóng)村污水、生活垃圾、農(nóng)業(yè)面源污染及畜禽養(yǎng)殖等，其中永定河、潮白河等流域存在風蝕、沙化土地，水土流失危險大。

城市徑流控制區(qū)主要分布在北京市平原中心地區(qū)，面積2 845 km2。區(qū)域內(nèi)人為活動頻繁，原地貌破壞嚴重，硬化面積大，城市面源污染嚴重，防洪排澇能力有待提高。

土壤侵蝕控制區(qū)位于北京市西部及東北部山區(qū)，面積3 529 km2。區(qū)域內(nèi)分布有崩塌、滑坡及泥石流易發(fā)區(qū)，存在裸露廢棄礦山、人為活動造成的水土流失及面源污染。

北京市城市平原區(qū)主要位于城市徑流控制區(qū)和地下水源涵養(yǎng)區(qū)2個功能區(qū)，面積分別約為2 748和3 652 km2。

2 監(jiān)測點功能定位

水土保持監(jiān)測點建設(shè)是將監(jiān)測技術(shù)與綜合管理相結(jié)合，為管理部門提供技術(shù)支持。根據(jù)全國水土保持監(jiān)測新形勢、新任務(wù)、新要求，高效、精確、有代表性的監(jiān)測是推進水土保持新發(fā)展的重要引擎。按照“補短板、強監(jiān)管”的要求，建立定位準確、類型齊全、布局科學(xué)的平原區(qū)水土保持監(jiān)測點，提高平原區(qū)水土保持監(jiān)測水平，實現(xiàn)全覆蓋監(jiān)測，提供及時準確的監(jiān)測數(shù)據(jù)，是水土保持高質(zhì)量發(fā)展的必然要求。

根據(jù)功能定位，綜合考慮典型性、代表性、經(jīng)濟可行性等要素，合理確定監(jiān)測點內(nèi)容，實現(xiàn)水土流失情況全過程監(jiān)測，進一步推算平原區(qū)水土流失面積和強度變化情況，不僅為北京市水土保持公報的編制提供數(shù)據(jù)支撐，還為水土流失生態(tài)安全預(yù)警、水土保持功能評價及效益評估、規(guī)劃編制等提供依據(jù)和支撐，監(jiān)測點的觀測設(shè)施也為水土保持和生態(tài)文明建設(shè)提供戶外科普教育基地[3]。

3 監(jiān)測點選擇原則

3.1 根據(jù)北京市水土流失類型區(qū)和水土保持規(guī)劃，確定監(jiān)測點位置

監(jiān)測點位置應(yīng)充分考慮水土流失類型、流域、行政區(qū)劃和水土保持功能分區(qū)等因素，監(jiān)測點具有典型性和代表性。

3.2 以流域為單元統(tǒng)一規(guī)劃，與相關(guān)生態(tài)研究網(wǎng)站相結(jié)合

突出流域特點，結(jié)合水土保持功能區(qū)劃，可以彌補行政區(qū)劃對生態(tài)區(qū)域的割裂，容易協(xié)調(diào)各級政府的管理工作。加強與水文、林草等部門、高校和科研院所的合作，對數(shù)據(jù)深加工和分析，研究區(qū)域水土流失規(guī)律，增加監(jiān)測數(shù)據(jù)應(yīng)用出口，促進監(jiān)測數(shù)據(jù)有效轉(zhuǎn)化，提高社會關(guān)注度[4]。

3.3 土地的可獲取與可用性

監(jiān)測點建設(shè)涉及前期的規(guī)劃設(shè)計及后期的運行維護，所使用土地的所有權(quán)或使用權(quán)狀況決定了監(jiān)測點的使用年限，直接影響到監(jiān)測數(shù)據(jù)連貫性及成果積累，且需要具有進行長期監(jiān)測的人員、技術(shù)、設(shè)施設(shè)備和經(jīng)費等條件，以保障水土保持監(jiān)測工作順利開展。

3.4 監(jiān)測內(nèi)容、監(jiān)測設(shè)施設(shè)備齊全，滿足開展監(jiān)測工作的要求

監(jiān)測儀器設(shè)備是監(jiān)測點開展監(jiān)測工作的基礎(chǔ)，基礎(chǔ)設(shè)施的完備程度、監(jiān)測設(shè)備的自動化程度都會影響監(jiān)測結(jié)果的精度，從而確保水土流失評價結(jié)果的準確可靠。

3.5 運行管理機構(gòu)與機制完善，工作基礎(chǔ)好

監(jiān)測點的運行管理以及監(jiān)測結(jié)果的使用需要相關(guān)部門支持，選取管理制度相對健全、人員配置相對合理、設(shè)施設(shè)備相對完善、運行情況相對良好的管理機構(gòu)，確保監(jiān)測點的維護、設(shè)施管理以及監(jiān)測結(jié)果的歸檔，發(fā)揮出監(jiān)測點的最大作用。

4 監(jiān)測點位置選擇

水土流失觀測是開展水土保持監(jiān)測的基礎(chǔ)工作，觀測點是水土流失及其防治效果數(shù)據(jù)的直接來源。因此，水土保持監(jiān)測點建設(shè)要遵循布局科學(xué)合理、代表性強、功能完善的原則。一方面，對水土流失造成的自然因素和人為擾動能夠進行準確的監(jiān)測，并對水土流失情況及其防治效果作出準確評價；另一方面，為水土保持綜合治理工程布局、措施設(shè)計等提供技術(shù)支撐[5]。

根據(jù)北京市平原區(qū)水土保持功能區(qū)劃分，結(jié)合流域特征、土壤特性及平原區(qū)水土流失特點，選擇典型監(jiān)測點，持續(xù)開展水土流失定位觀測，為綜合研究區(qū)域水土流失規(guī)律、防治效益等提供信息。

在掌握北京市平原區(qū)土地類型、植被、氣候、土壤、水土流失狀況等基本情況的基礎(chǔ)上，具體位置的確定需要考慮監(jiān)測的典型性和有效性以及對局部有較好的代表性，應(yīng)以能夠進行多要素、多對象觀測的綜合性監(jiān)測點為主，增加自然原型監(jiān)測，減少控制性試驗觀測，提高監(jiān)測點的類型代表和自然原型模擬性，保證水土流失預(yù)測預(yù)報的精度和效率。

北京市平原區(qū)面積6 236 km2，其中北運河流域面積3 426 km2，占比達到55%。北運河流域是北京市人口最多、產(chǎn)業(yè)最聚集、城市化水平最高的流域，包含海淀、昌平、順義、朝陽、通州、懷柔、延慶和門頭溝8 個區(qū)級行政區(qū)，承擔著全市80%以上的GDP、96%的城區(qū)雨洪、87%的通州雨洪以及全市80%以上的污水排放任務(wù)，年度出境水量7億m3，日常徑流量300 萬m3/d，是京津冀重要的防洪及排澇通道、引水灌溉水源、綠色生態(tài)廊道及運河文化傳承地[6]，也是保障北京市農(nóng)副產(chǎn)品供應(yīng)的重要基地，是北京市農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的重要支柱，對北京市的經(jīng)濟發(fā)展有著非常重要的作用。

2016 年通州區(qū)被確定為全國第二批海綿城市建設(shè)試點，也是本市唯一的平原試點區(qū)。試點總面積19.36 km2，包含正在建設(shè)中的城市副中心行政辦公區(qū)，在此范圍內(nèi)的住宅小區(qū)、公共建筑、公園綠地、市政道路、河道都進行相關(guān)改造?！锻ㄖ輩^(qū)總體規(guī)劃》中提出，在北京城市副中心外圍打通生態(tài)涵養(yǎng)環(huán)，構(gòu)建“一片、兩帶、三區(qū)”濕地生態(tài)保護格局，宋莊蓄滯洪區(qū)濕地正位于城北濕地功能區(qū)內(nèi)，是濕地生態(tài)保護格局中的關(guān)鍵一點。

宋莊蓄滯洪區(qū)工程建設(shè)涉及溫榆河宋莊蓄滯洪區(qū)分洪控制工程、蓄滯洪區(qū)工程、退洪控制工程、管理房工程、生態(tài)修復(fù)工程、景觀綠化工程及智慧水務(wù)工程，可以實現(xiàn)區(qū)域生態(tài)恢復(fù)的目標，推進水務(wù)基礎(chǔ)設(shè)施和公共服務(wù)一體化，與溫榆河綠色生態(tài)走廊、東郊森林公園、溫榆河健康綠道、通州城北水網(wǎng)等周邊環(huán)境融為一體，建成北京城市副中心的綠色安全屏障。

因此，從區(qū)域位置、工程特性、土地使用及管理特性等方面綜合考慮，宋莊蓄滯洪區(qū)建設(shè)區(qū)域符合監(jiān)測點建設(shè)的功能定位和基本原則，可利用現(xiàn)有設(shè)施設(shè)備開展監(jiān)測工作，減少土地的開發(fā)利用，節(jié)約投資成本。

5 小結(jié)

隨著京津冀協(xié)同發(fā)展、雄安新區(qū)和北京城市副中心建設(shè)等國家戰(zhàn)略加速實施，生態(tài)環(huán)境備受關(guān)注，對水土保持監(jiān)測工作提出了更高要求。水土保持監(jiān)測站點作為水土保持監(jiān)測工作的重要組成和基礎(chǔ)，需加強監(jiān)測點建設(shè)，健全完善監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)。通過分析水土保持監(jiān)測的新要求和北京市監(jiān)測站點的現(xiàn)狀，對城市平原區(qū)監(jiān)測點功能定位和位置選擇進行了初探，為北京市水土保持工作發(fā)展和生態(tài)文明建設(shè)做好服務(wù)。