王亞娟 ，李 濤 ，楊大杰 ，郝 錚 ，劉 波

（1.北京市水文總站，100089，北京；2.中國灌溉排水發(fā)展中心，100054，北京；3.北京市官廳水庫管理處，100028，北京；4.北京市水科學(xué)技術(shù)研究院，100044，北京）

河流特征信息是北京市水資源信息的重要內(nèi)容，2010年11月，北京市水普辦首先啟動(dòng)了河流特征的普查。由于水利工程專項(xiàng)中的水閘、堤防對(duì)象，河湖開發(fā)治理專項(xiàng)中的河湖取水口、排污口對(duì)象，水土保持專項(xiàng)中的小流域需要與河流、流域建立空間關(guān)聯(lián)關(guān)系，所以河湖基本情況普查是其他幾個(gè)專項(xiàng)普查的基礎(chǔ)。

一、普查對(duì)象和內(nèi)容

河湖基本情況的普查對(duì)象為：北京市境內(nèi)給定標(biāo)準(zhǔn)以上的河流、湖泊、水文站/水位站、雨量站、泉。

河湖基本情況普查的標(biāo)準(zhǔn)和具體內(nèi)容為：普查流域面積為10 km2及以上河流的名稱、位置、流域面積和數(shù)量，常年水面面積在0.1 km2及以上湖泊的名稱、位置、常年水面面積和數(shù)量，并普查流域面積為50 km2及以上河流的流域水系自然特征、水文特征和常年水面面積在0.1 km2及以上湖泊的形態(tài)特征，全市國家級(jí)水文站網(wǎng)包含的站點(diǎn)及區(qū)縣水務(wù)局、局屬管理單位管理的水文站/水位站，全市國家級(jí)雨量站網(wǎng)包含的站點(diǎn)及市防汛辦、區(qū)縣水務(wù)局、局屬管理單位管理的雨量站，全市有水和已干涸的泉。

二、普查技術(shù)路線

普查技術(shù)路線見圖1。

1.河流、流域提取劃分

由于山區(qū)與平原區(qū)水系網(wǎng)絡(luò)、流域邊界提取方法不同，北京市根據(jù)當(dāng)?shù)貙?shí)際情況及現(xiàn)有資料，采用1∶10 000、1∶2 000 基礎(chǔ)地形圖（高程）、0.5 m分辨率影像圖、地下管線數(shù)據(jù)作為參考底圖，山區(qū)決定基于DEM數(shù)據(jù)在GIS軟件中自動(dòng)提取水系網(wǎng)絡(luò)、流域邊界，平原區(qū)依據(jù)地下排水管網(wǎng)提取平原區(qū)河流水系網(wǎng)絡(luò)及流域邊界。具體路線如下：

圖1 北京市河湖基本情況普查技術(shù)路線圖

第一步：根據(jù)DEM、基礎(chǔ)地形圖、水務(wù)資料等提取流域面積約10 km2以上水系中軸線，對(duì)提取圖形進(jìn)行連接、拓?fù)涮幚?、山區(qū)平原接邊；按照“唯遠(yuǎn)唯長、水量唯大”原則，根據(jù)河流匯流關(guān)系確定河流級(jí)別、上下級(jí)關(guān)系、各級(jí)河流的河源河口；根據(jù)編碼規(guī)則對(duì)每條河流進(jìn)行唯一編碼，根據(jù)河流地標(biāo)及基礎(chǔ)地形圖確定河流名稱，根據(jù)河流匯流關(guān)系確定河流岸別，根據(jù)河流與行政區(qū)劃界線確定河流的跨界類型。

第二步：參照DEM、地形圖中的高程、地下管線的流向、村莊邊界、道路等數(shù)據(jù)，由高級(jí)到低級(jí)逐一劃分河流的流域邊界；對(duì)各級(jí)流域邊界進(jìn)行拓?fù)涮幚恚ＷC低級(jí)河流流域邊界完全包含在高級(jí)流域邊界內(nèi)，并且保證低級(jí)流域邊界與高級(jí)流域邊界完全重合；根據(jù)河流與流域?qū)?yīng)關(guān)系，將河流編碼與名稱錄入流域?qū)傩浴?/p>

第三步：依據(jù)國普辦給出的河流比降計(jì)算公式編寫程序，基于DEM數(shù)據(jù)計(jì)算每條河流的比降；根據(jù)北京市原有降水、徑流曲線插值生成北京市降水、徑流柵格數(shù)據(jù)，基于河流流域邊界計(jì)算每條河流的多年平均降水深、多年平均徑流深數(shù)據(jù)；根據(jù)2005—2009年1 m分辨率影像數(shù)據(jù)量取每條河的有水河長，計(jì)算每條河流5年有水河長的平均值作為河流的多年平均有水河長；根據(jù)水系網(wǎng)絡(luò)、流域邊界填寫其他特征信息。

第四步：進(jìn)行專家咨詢、修改、評(píng)審。

全市共計(jì)劃分0～6級(jí)河流425條。

2.湖泊提取劃分

第一步：提取面積0.1km2以上湖泊，從1∶2000基本比例尺地形圖數(shù)據(jù)庫中提取湖盆面積0.1km2以上的湖泊。

第二步：矢量化有水水面，根據(jù)歷年影像信息，分別矢量化2006—2009年各湖泊有水部分；提取當(dāng)年已經(jīng)干涸的湖泊，生成干涸湖泊層；查找湖泊其他無水原因并記錄。

第三步：計(jì)算有水湖泊面積，逐年計(jì)算湖泊有水水域面積。

第四步：計(jì)算5年平均水面面積，計(jì)其中值作為平均水面面積，并記錄中值年份，總年數(shù)為奇數(shù)取中間值年份，總年數(shù)偶數(shù)取中間兩年平均值。

全市共計(jì)提取41個(gè)湖泊 （含特殊湖泊）。

3.水文站、雨量站、泉對(duì)象獲取

清查全市境內(nèi)刊入水文年鑒內(nèi)的國家級(jí)水文站網(wǎng)的水文站61個(gè)，共計(jì)137個(gè)水文監(jiān)測斷面，區(qū)縣水務(wù)局管理的水位站47個(gè)，共計(jì)108個(gè)水文站/水位站。

清查全市境內(nèi)刊入水文年鑒內(nèi)的國家級(jí)雨量站網(wǎng)的雨量站140個(gè)，局屬管理單位管理的水文站75個(gè)，區(qū)縣水務(wù)局管理的雨量站278個(gè)，共計(jì)493個(gè)雨量站。

清查長年有水和干涸的泉共計(jì)887眼。

三、河湖普查特點(diǎn)

1.內(nèi)業(yè)與外業(yè)相結(jié)合

本次普查采用內(nèi)業(yè)與外業(yè)相結(jié)合的普查方式。內(nèi)業(yè)要為野外實(shí)地調(diào)查作業(yè)（即外業(yè)）提供基礎(chǔ)信息和盡可能多的技術(shù)支撐，但內(nèi)業(yè)不能完成、不能準(zhǔn)確確定或存在疑問的內(nèi)容必須通過外業(yè)確定，如河流源頭、河口位置，平原區(qū)的流域邊界及主要河流等。

2.統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、要求、方法和手段

北京市河湖基本情況普查統(tǒng)一使用 1∶10 000、1∶2 000 的基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)、2009年遙感影像、2010年行政區(qū)劃、2007年數(shù)字高程模型、2007年國土二調(diào)成果等基礎(chǔ)資料，采取統(tǒng)一的技術(shù)路線和多數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)同化、提取方法，通過內(nèi)業(yè)資料分析和數(shù)據(jù)提取與外業(yè)調(diào)查比對(duì)相互多次交匯的方法開展普查工作，真正做到統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、統(tǒng)一要求、統(tǒng)一方法和統(tǒng)一手段。

3.充分利用3S技術(shù)提高普查效率和質(zhì)量

3S高新技術(shù)支撐河流湖泊面積、流域邊界等河流湖泊自然特征的普查，可大大提高工作效率和保證成果質(zhì)量。如近期高分辨率遙感影像提供最新下墊面信息，為湖泊水面面積的提取和內(nèi)業(yè)結(jié)果核對(duì)等工作服務(wù)；GPS設(shè)備為提供野外普查點(diǎn)、線、面對(duì)象高精度的經(jīng)緯度坐標(biāo)服務(wù)，為湖泊水深和容積外業(yè)普查提供關(guān)鍵技術(shù)服務(wù)；GIS為流域邊界和數(shù)字水系的自動(dòng)提取提供關(guān)鍵技術(shù)平臺(tái)。

4.繼承和應(yīng)用現(xiàn)有成果

河流湖泊基本情況普查要充分利用已有成果，如大比例尺地形圖資料、近期的高分辨率遙感影像資料、其他有關(guān)專題普查資料、水文地質(zhì)資料、土地利用資料、土壤及屬性資料、地貌和植被資料、水利工程資料、各地方史志等。

5.科學(xué)性、實(shí)用性和前瞻性相兼顧

河湖基本情況是一項(xiàng)基本國情資料，又是與生產(chǎn)應(yīng)用關(guān)系密切的基礎(chǔ)水信息資料，因此應(yīng)做到全面、系統(tǒng)和科學(xué)，并具有一定的前瞻性。

如平原區(qū)地形平緩，變化小，利用DEM數(shù)據(jù)不能清晰地反映其匯水關(guān)系，在進(jìn)行流域邊界提取、劃分時(shí)，主要參考地下排水管網(wǎng)數(shù)據(jù)，按其地下水流流向、匯水關(guān)系確定其平原區(qū)河流的流域邊界。

四、成果應(yīng)用

“7·21”特大暴雨災(zāi)害后，北京市河湖基本情況將425條6 400 km河流的初步成果進(jìn)行了分區(qū)縣、分水系的匯總分析，為編制《關(guān)于加快推進(jìn)中小河道水利工程建設(shè)提高防洪能力的實(shí)施意見（2012—2015年）》提供了可靠的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，首次將普查成果應(yīng)用于水務(wù)管理實(shí)際，推動(dòng)了全市中小河道治理工作。

[1]國務(wù)院第一次全國水利普查領(lǐng)導(dǎo)小組辦公室.第一次全國水利普查培訓(xùn)教材之二——河湖基本情況普查[M].北京：中國水利水電出版社，2010.

[2]北京市第一次水務(wù)普查領(lǐng)導(dǎo)小組辦公室.北京市第一次水務(wù)普查實(shí)施方案[R].2011.