北京市河湖基本情况普查技术路线及特点分析

王亚娟 ，李 涛 ，杨大杰 ，郝 铮 ，刘 波

（1.北京市水文总站，100089，北京；2.中国灌溉排水发展中心，100054，北京；3.北京市官厅水库管理处，100028，北京；4.北京市水科学技术研究院，100044，北京）

河流特征信息是北京市水资源信息的重要内容，2010年11月，北京市水普办首先启动了河流特征的普查。由于水利工程专项中的水闸、堤防对象，河湖开发治理专项中的河湖取水口、排污口对象，水土保持专项中的小流域需要与河流、流域建立空间关联关系，所以河湖基本情况普查是其他几个专项普查的基础。

一、普查对象和内容

河湖基本情况的普查对象为：北京市境内给定标准以上的河流、湖泊、水文站/水位站、雨量站、泉。

河湖基本情况普查的标准和具体内容为：普查流域面积为10 km2及以上河流的名称、位置、流域面积和数量，常年水面面积在0.1 km2及以上湖泊的名称、位置、常年水面面积和数量，并普查流域面积为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积在0.1 km2及以上湖泊的形态特征，全市国家级水文站网包含的站点及区县水务局、局属管理单位管理的水文站/水位站，全市国家级雨量站网包含的站点及市防汛办、区县水务局、局属管理单位管理的雨量站，全市有水和已干涸的泉。

二、普查技术路线

普查技术路线见图1。

1.河流、流域提取划分

由于山区与平原区水系网络、流域边界提取方法不同，北京市根据当地实际情况及现有资料，采用1∶10 000、1∶2 000 基础地形图（高程）、0.5 m分辨率影像图、地下管线数据作为参考底图，山区决定基于DEM数据在GIS软件中自动提取水系网络、流域边界，平原区依据地下排水管网提取平原区河流水系网络及流域边界。具体路线如下：

图1 北京市河湖基本情况普查技术路线图

第一步：根据DEM、基础地形图、水务资料等提取流域面积约10 km2以上水系中轴线，对提取图形进行连接、拓扑处理、山区平原接边；按照“唯远唯长、水量唯大”原则，根据河流汇流关系确定河流级别、上下级关系、各级河流的河源河口；根据编码规则对每条河流进行唯一编码，根据河流地标及基础地形图确定河流名称，根据河流汇流关系确定河流岸别，根据河流与行政区划界线确定河流的跨界类型。

第二步：参照DEM、地形图中的高程、地下管线的流向、村庄边界、道路等数据，由高级到低级逐一划分河流的流域边界；对各级流域边界进行拓扑处理，保证低级河流流域边界完全包含在高级流域边界内，并且保证低级流域边界与高级流域边界完全重合；根据河流与流域对应关系，将河流编码与名称录入流域属性。

第三步：依据国普办给出的河流比降计算公式编写程序，基于DEM数据计算每条河流的比降；根据北京市原有降水、径流曲线插值生成北京市降水、径流栅格数据，基于河流流域边界计算每条河流的多年平均降水深、多年平均径流深数据；根据2005—2009年1 m分辨率影像数据量取每条河的有水河长，计算每条河流5年有水河长的平均值作为河流的多年平均有水河长；根据水系网络、流域边界填写其他特征信息。

第四步：进行专家咨询、修改、评审。

全市共计划分0～6级河流425条。

2.湖泊提取划分

第一步：提取面积0.1km2以上湖泊，从1∶2000基本比例尺地形图数据库中提取湖盆面积0.1km2以上的湖泊。

第二步：矢量化有水水面，根据历年影像信息，分别矢量化2006—2009年各湖泊有水部分；提取当年已经干涸的湖泊，生成干涸湖泊层；查找湖泊其他无水原因并记录。

第三步：计算有水湖泊面积，逐年计算湖泊有水水域面积。

第四步：计算5年平均水面面积，计其中值作为平均水面面积，并记录中值年份，总年数为奇数取中间值年份，总年数偶数取中间两年平均值。

全市共计提取41个湖泊 （含特殊湖泊）。

3.水文站、雨量站、泉对象获取

清查全市境内刊入水文年鉴内的国家级水文站网的水文站61个，共计137个水文监测断面，区县水务局管理的水位站47个，共计108个水文站/水位站。

清查全市境内刊入水文年鉴内的国家级雨量站网的雨量站140个，局属管理单位管理的水文站75个，区县水务局管理的雨量站278个，共计493个雨量站。

清查长年有水和干涸的泉共计887眼。

三、河湖普查特点

1.内业与外业相结合

本次普查采用内业与外业相结合的普查方式。内业要为野外实地调查作业（即外业）提供基础信息和尽可能多的技术支撑，但内业不能完成、不能准确确定或存在疑问的内容必须通过外业确定，如河流源头、河口位置，平原区的流域边界及主要河流等。

2.统一标准、要求、方法和手段

北京市河湖基本情况普查统一使用 1∶10 000、1∶2 000 的基础地理数据、2009年遥感影像、2010年行政区划、2007年数字高程模型、2007年国土二调成果等基础资料，采取统一的技术路线和多数据源的数据同化、提取方法，通过内业资料分析和数据提取与外业调查比对相互多次交汇的方法开展普查工作，真正做到统一标准、统一要求、统一方法和统一手段。

3.充分利用3S技术提高普查效率和质量

3S高新技术支撑河流湖泊面积、流域边界等河流湖泊自然特征的普查，可大大提高工作效率和保证成果质量。如近期高分辨率遥感影像提供最新下垫面信息，为湖泊水面面积的提取和内业结果核对等工作服务；GPS设备为提供野外普查点、线、面对象高精度的经纬度坐标服务，为湖泊水深和容积外业普查提供关键技术服务；GIS为流域边界和数字水系的自动提取提供关键技术平台。

4.继承和应用现有成果

河流湖泊基本情况普查要充分利用已有成果，如大比例尺地形图资料、近期的高分辨率遥感影像资料、其他有关专题普查资料、水文地质资料、土地利用资料、土壤及属性资料、地貌和植被资料、水利工程资料、各地方史志等。

5.科学性、实用性和前瞻性相兼顾

河湖基本情况是一项基本国情资料，又是与生产应用关系密切的基础水信息资料，因此应做到全面、系统和科学，并具有一定的前瞻性。

如平原区地形平缓，变化小，利用DEM数据不能清晰地反映其汇水关系，在进行流域边界提取、划分时，主要参考地下排水管网数据，按其地下水流流向、汇水关系确定其平原区河流的流域边界。

四、成果应用

“7·21”特大暴雨灾害后，北京市河湖基本情况将425条6 400 km河流的初步成果进行了分区县、分水系的汇总分析，为编制《关于加快推进中小河道水利工程建设提高防洪能力的实施意见（2012—2015年）》提供了可靠的基础数据，首次将普查成果应用于水务管理实际，推动了全市中小河道治理工作。

[1]国务院第一次全国水利普查领导小组办公室.第一次全国水利普查培训教材之二——河湖基本情况普查[M].北京：中国水利水电出版社，2010.

[2]北京市第一次水务普查领导小组办公室.北京市第一次水务普查实施方案[R].2011.