路炳軍，袁愛萍，段淑懷

(北京市水土保持工作總站，北京 100038)

北京地處華北平原北端，全市總面積16410km2，其中山區(qū)面積10072km2，占全市總面積的 61.4%。據(jù)統(tǒng)計，全市有水土流失面積 4089km2。目前，水資源緊缺已成為制約北京經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展的瓶頸，加快水土流失防治、促進飲用水源保護，是新形勢對水土保持工作提出的新要求。為此，北京市提出了“以水源保護為中心，構(gòu)筑‘三道防線’，建設(shè)生態(tài)清潔小流域”的思路。如何更好地服務(wù)于生態(tài)建設(shè)，服務(wù)于水源保護，定量評估生態(tài)清潔小流域效益是新形勢對水土保持監(jiān)測工作提出的新要求。自1999年以來，北京市積極探索，不斷拓寬監(jiān)測工作內(nèi)涵和外延，努力提高監(jiān)測工作科技含量，加強監(jiān)測隊伍建設(shè)，建立了全市水土保持監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，形成了較為完善的監(jiān)測體系，取得了顯著成效。

1 新時期水土保持監(jiān)測的思路和目標(biāo)

通過定期遙感調(diào)查、地面定點水土流失觀測、野外調(diào)查、建立和推廣使用北京市土壤侵蝕模型、開展小流域水質(zhì)水量調(diào)查等，摸清水土流失狀況，掌握水土流失動態(tài)及其發(fā)展趨勢，全面科學(xué)地評價生態(tài)清潔小流域效益，為北京市生態(tài)建設(shè)宏觀決策提供科學(xué)依據(jù)，促進首都飲用水源保護和區(qū)域經(jīng)濟社會的可持續(xù)發(fā)展。

2 主要水土保持監(jiān)測工作開展情況

2.1 水土流失宏觀調(diào)查監(jiān)測

1999—2000年，利用“3S”等技術(shù)，進行了全市水土流失基本情況調(diào)查，劃分了水土流失類型區(qū)，調(diào)查摸清了水土流失宏觀情況和水土流失治理情況，完成了第三次全國土壤侵蝕遙感調(diào)查北京市的調(diào)查任務(wù)。結(jié)合調(diào)查結(jié)果，完成北京市水土流失重點防治區(qū)劃分工作。

2007年，利用北京市1號小衛(wèi)星高分辨率影像資料，結(jié)合多年地面徑流小區(qū)觀測數(shù)據(jù)，完成了全市土壤侵蝕調(diào)查工作。

2.2 地面監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)建設(shè)

根據(jù)水土流失類型、面積及其分布情況，選取代表性區(qū)域建設(shè)地面觀測站點。經(jīng)過近10年的建設(shè)和完善，目前已在全市 7個山區(qū)縣建立了11個坡地徑流場(163個坡地徑流小區(qū))和14個溝道控制站，覆蓋了五大流域和整個山區(qū)。在每個山區(qū)縣選擇治理后與未治理的小流域和治理前后的小流域進行水質(zhì)水量調(diào)查監(jiān)測。目前，已經(jīng)形成了坡地徑流場—溝道控制站—小流域的地面監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)。徑流場的基本觀測指標(biāo)有土壤理化性質(zhì)、降雨量、降雨強度、徑流量、泥沙量、土壤含水量等傳統(tǒng)水土流失觀測指標(biāo)，同時為滿足面源污染控制和水源保護的需要，拓寬水土流失監(jiān)測思路，增加總磷、總氮和COD等部分水質(zhì)監(jiān)測指標(biāo)。

從1999年開始連續(xù)觀測，目前已有降雨量、徑流量、泥沙含量等數(shù)據(jù)十幾萬條。通過對觀測資料進行分析、整理，探索侵蝕機理與規(guī)律，評價水土流失及面源污染現(xiàn)狀。

2.3 建設(shè)水土流失自動監(jiān)測系統(tǒng)，提高監(jiān)測水平和科技含量

為提高北京市水土流失監(jiān)測技術(shù)水平和科技含量，實現(xiàn)對水土流失動態(tài)的監(jiān)測，在密云石匣、延慶上辛莊、懷柔湯河口等3個坡地徑流場的23個重點坡面徑流小區(qū)和密云木頭峪等10個溝道控制站安裝自記雨量計、自動采樣器、雷達水位計等設(shè)備，實現(xiàn)了降雨、徑流、泥沙等指標(biāo)的自動采集、GPRS傳輸、存儲和分析。

為了提高工作效率和數(shù)據(jù)計算的準(zhǔn)確性，推進水土流失監(jiān)測數(shù)據(jù)管理的自動化，實現(xiàn)監(jiān)測數(shù)據(jù)的自動傳輸和入庫，配合前端自動化采集系統(tǒng)的建設(shè)，開發(fā)研制了北京市水土流失監(jiān)測數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括監(jiān)測數(shù)據(jù)的讀寫、接收、統(tǒng)計、處理、分析、傳遞、反饋和檢索等功能，充分利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，通過計算機、電話及 GPRS，實現(xiàn)了全市各監(jiān)測點自動觀測數(shù)據(jù)和人工觀測錄入數(shù)據(jù)兩類數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)上傳，并初步實現(xiàn)了北京市水土流失監(jiān)測數(shù)據(jù)網(wǎng)上管理。信息處理包括對監(jiān)測資料的匯總、整理、統(tǒng)計、計算和分析等，并利用網(wǎng)絡(luò)進行信息傳遞和交流，處理結(jié)果可以圖形和報表的形式提交。

2.4 基于“3S”技術(shù)的北京市水土保持生態(tài)環(huán)境管理信息系統(tǒng)

用1∶1萬比例尺電子地形圖作底圖，運用 GIS技術(shù)將北京山區(qū)劃分為547條小流域，并納入“北京市水利工程名稱代碼”體系進行標(biāo)準(zhǔn)化和數(shù)字化管理。北京市水土保持生態(tài)環(huán)境管理信息系統(tǒng)以小流域為信息管理基本單元，由 4個模塊組成，分別是數(shù)據(jù)管理模塊、圖形圖像管理模塊、計算模型模塊和小流域綜合治理規(guī)劃模塊，可按行政區(qū)域(北京市全市—各區(qū)縣—鄉(xiāng)鎮(zhèn)—小流域)和流域區(qū)域(北京市全市—5個一級流域—16個二級流域—547條小流域)進行信息管理。

2.5 北京市土壤侵蝕模型的研發(fā)與推廣應(yīng)用

為了更好地定量預(yù)測水土流失狀況、評價水土流失防治效果、指導(dǎo)小流域綜合治理，市水土保持工作總站與北京師范大學(xué)于 2000年開始合作開展北京地區(qū)水土流失模型研究。歷時8年時間，在分析大量野外徑流小區(qū)觀測資料、雨量站點觀測資料和200多次人工模擬降雨試驗資料的基礎(chǔ)上，得到了土壤侵蝕模型主要影響因子的經(jīng)驗值和估算公式，研制出全國第一個區(qū)域級土壤侵蝕模型。應(yīng)用北京市土壤侵蝕模型完成了密云縣水土流失現(xiàn)狀調(diào)查和水土保持效益定量評價，該模型將逐步應(yīng)用到小流域水土流失調(diào)查、動態(tài)監(jiān)測和效益后評估等方面。

2.6 發(fā)布水土保持公報

以水土流失定位觀測數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，以全市監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)為依托，結(jié)合北京市土壤侵蝕模型，從 2000年起，北京市每年向社會發(fā)布了《北京市水土保持(監(jiān)測)公報》。從 2004年起，7個山區(qū)縣每年均發(fā)布了區(qū)縣級水土保持公報。公報主要反映年度水土流失情況以及水土保持綜合防治效益，記載重要水土保持事件，為北京市水土保持和生態(tài)建設(shè)宏觀決策提供科學(xué)依據(jù)。此外，每年汛期還有針對性地開展了暴雨后水土保持調(diào)查并及時發(fā)布調(diào)查報告。

3 經(jīng)驗與體會

3.1 以項目為依托，全面規(guī)劃，重點建設(shè)

根據(jù)北京市水土流失監(jiān)測工作的需要，于1999年完成了《北京市水土流失監(jiān)測預(yù)報系統(tǒng)規(guī)劃》，并報水利局及相關(guān)單位立項;在規(guī)劃的基礎(chǔ)上，同年完成了《北京市水土流失監(jiān)測預(yù)報系統(tǒng)初步設(shè)計》。該項目由北京市水利局和財政局立項，項目實施期 8年，項目資金由水利建設(shè)基金水利設(shè)施維護管理費用列支，為監(jiān)測工作提供了資金保障。目前，該項目已轉(zhuǎn)成常規(guī)性項目，每年監(jiān)測費用約為200萬元。

北京市每年開展生態(tài)清潔小流域建設(shè)工作，并將治理經(jīng)費的0.6%用于生態(tài)清潔小流域水質(zhì)水量調(diào)查監(jiān)測工作。

3.2 明確職責(zé)，建立完善的三級監(jiān)測機構(gòu)

北京市水土流失監(jiān)測工作網(wǎng)絡(luò)由北京市水土流失監(jiān)測中心、區(qū)縣水土流失監(jiān)測站和監(jiān)測點三級構(gòu)成，各級監(jiān)測人員固定，工作職責(zé)明確，根據(jù)監(jiān)測任務(wù)分別簽訂責(zé)任書。

3.3 根據(jù)北京水資源的實際情況，水土流失監(jiān)測與面源污染監(jiān)測并重

目前北京水環(huán)境的主要矛盾為水污染問題。山區(qū)面源污染嚴(yán)重，各面源污染物在水土流失的作用下影響地表水體。為此，將重要的水質(zhì)監(jiān)測指標(biāo)(總磷、總氮、COD)納入水土流失監(jiān)測項目，拓寬了水土流失監(jiān)測領(lǐng)域，為北京山區(qū)面源污染防治和生態(tài)建設(shè)奠定了基礎(chǔ)。

3.4 加強水土流失監(jiān)測規(guī)范化建設(shè)和監(jiān)測設(shè)施的維護管理

以標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范為基礎(chǔ)，結(jié)合北京市的具體情況，編制《北京市坡地徑流場觀測規(guī)范》、《北京市溝道控制站觀測規(guī)范》、《北京市坡地徑流場自動監(jiān)測小區(qū)觀測規(guī)范》、《自動采樣器(I S C O 6712)使用規(guī)范》、《暴雨山洪后水土保持野外調(diào)查提綱》、《生態(tài)清潔小流域調(diào)查監(jiān)測規(guī)范》等有關(guān)技術(shù)規(guī)范，并結(jié)合實踐及時修訂。每年均對各區(qū)縣監(jiān)測技術(shù)人員和現(xiàn)場觀測人員進行集中培訓(xùn)，要求所有的觀測工作流程和管理制度符合觀測規(guī)范要求，確保數(shù)據(jù)質(zhì)量。同時，加強對水土保持監(jiān)測設(shè)施的日常管理和維護，以確保監(jiān)測工作正常運行。

3.5 廣泛開展國內(nèi)外技術(shù)交流與合作

充分發(fā)揮首都科技優(yōu)勢，與高等院校及科研院所聯(lián)合開展了一系列科研項目，提高了水土保持監(jiān)測工作水平和科技含量。如與北京師范大學(xué)聯(lián)合開展了北京山區(qū)水土流失模型研究，與清華大學(xué)合作開展了基于“3S”技術(shù)的北京市水土保持生態(tài)環(huán)境管理信息系統(tǒng)研究，與多所科研院所聯(lián)合開展了密云水庫上游水土流失綜合防治技術(shù)研究與示范，與市農(nóng)業(yè)局合作開展了坡耕地面源污染監(jiān)測等。

在加強與國內(nèi)科研院所合作的同時，還加強了與兄弟省市的交流，積極與臺灣水土保持有關(guān)機構(gòu)交流。此外，近年來還與美國、德國、澳大利亞等國外相關(guān)機構(gòu)建立了協(xié)作關(guān)系并開展了交流與合作，這些對北京市水土流失監(jiān)測工作起到了積極的推動作用。

3.6 以監(jiān)測站點為依托，建設(shè)水土保持科技示范園

依托監(jiān)測站點，結(jié)合水土保持工程項目，建設(shè)和完善了門頭溝龍鳳嶺、延慶上辛莊、密云石匣等一批水土保持科技示范園。水土保持科技示范園一方面作為科學(xué)試驗和技術(shù)引進的研究基地和平臺，促進了產(chǎn)、學(xué)、研的緊密結(jié)合;另一方面作為水土保持戶外教室和科普宣傳基地，為提高大中小學(xué)生和社會公眾的水土保持和環(huán)境保護意識發(fā)揮了重要作用。

3.7 注重人才培養(yǎng)

結(jié)合監(jiān)測工作，通過培訓(xùn)考察等，培養(yǎng)技術(shù)人才。定期舉辦觀測人員汛期觀測技術(shù)、小流域劃分、監(jiān)測設(shè)備使用、監(jiān)測數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)、“3S”技術(shù)管理系統(tǒng)、資料整編等培訓(xùn)班，并組織監(jiān)測設(shè)備技術(shù)考察團赴國內(nèi)外考察與交流，加強人才培養(yǎng)。

4 下一步工作計劃

4.1 不斷完善水土保持監(jiān)測體系和內(nèi)容

在現(xiàn)有基礎(chǔ)上，進一步擴展監(jiān)測范圍和監(jiān)測內(nèi)容，加強與相關(guān)部門合作，不斷完善水土保持監(jiān)測指標(biāo)體系、監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)庫建設(shè)，更好地為北京市水源保護和生態(tài)清潔小流域建設(shè)服務(wù)，為各級政府部門生態(tài)建設(shè)宏觀決策提供依據(jù)。

4.2 加強對開發(fā)建設(shè)項目水土流失監(jiān)測的監(jiān)督與指導(dǎo)

按照《中華人民共和國水土保持法》、《水土保持生態(tài)環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)管理規(guī)定》的要求，結(jié)合水土保持監(jiān)督管理工作，加強對開發(fā)建設(shè)項目水土保持監(jiān)測工作的監(jiān)督與指導(dǎo)，促進開發(fā)建設(shè)項目水土保持方案的有效實施。

4.3 加強土壤侵蝕模型的推廣應(yīng)用

目前，北京市土壤侵蝕模型已經(jīng)成功問世，并完成了密云縣水土流失調(diào)查(網(wǎng)格法、抽樣法)，下一步將在全市開展水土流失調(diào)查，以得到北京土壤侵蝕的空間分布狀況，實現(xiàn)對全市水土流失的定量評價，并逐步將該模型應(yīng)用到小流域水土流失調(diào)查、動態(tài)監(jiān)測和效益后評估等方面。