延庆县2004—2012年水土流失动态监测结果初步分析

2014-02-20李志梅

海河水利 2014年3期

关键词：土壤侵蚀水土保持全县

李志梅

（延庆县水土保持试验站，北京102100）

延庆县2004—2012年水土流失动态监测结果初步分析

李志梅

（延庆县水土保持试验站，北京102100）

延庆县位于北京市西北部，是北京市的生态屏障和重要水源地。由于地形破碎，相对高差大，水土流失比较严重。为更好地治理水土流失、保护水源和为经济发展提供服务，在延庆县境内开展了水土流失动态监测工作，采用土壤侵蚀普查、坡地径流场、沟道卡口站以及雨量站观测等相结合的监测方法定量评价全县水土流失状况及水土保持效益。通过对2004-2012年监测资料的分析，认为延庆县通过多年建设已经形成了区域遥感监测、小流域水沙观测、地面定点观测的数据采集体系，发现了水土保持措施在保持水土、减少污染物方面的作用。

延庆县；水土流失；动态监测；结果分析

1 概况

延庆县总面积1 993.75 km2，其中山区面积1 451.41 km2、平原面积522.34 km2、水面面积20 km2，位于北京市西北部，水资源丰富，水质优良。延庆县地处永定河、潮白河水系上游，有4级以上河流18条、3级河流2条（分别为妫水河和白河），妫水河是全境最大的河流。延庆县距北京市区74 km，三面环山一面临水，是首都西北部重要的生态屏障，由于自然、历史原因影响，水土流失特别严重。为此，延庆县积极开展了水土流失监测工作。通过监测，明晰了全县植被覆盖度、土地利用率、坡度等自然情况，掌握了全县水土流失面积、水土流失程度与强度、水土流失量和污染物流失量等准确数据。同时，通过监测山洪、泥石流等，及时发现了重大水土流失危害隐患；通过监测水土流失发生发展情况及治理效益情况，减少了人为水土流失；通过监测水土流失动态和治理措施分布以及保水减沙效益，有效保护和及时恢复了生态环境；通过发布次灾害性降水的水土流失监测简报和年水土流失监测公报，方便了水土保持的监督管理和公众监督。

2 监测内容及主要监测方法

2.1 监测内容

根据监测目的和指标，监测内容分为以下几类。

（1）水土流失影响因子监测。反映水土流失发生、发展的内在原因，如降雨、地形地貌、地面组成物质及其结构、植被类型及植被覆盖度、水土保持措施的数量等。

（2）水土流失状况监测。提供水土流失动态变化数据，主要以土壤侵蚀类型、强度、程度、分布和流失量等反映水土流失类型和特征。

（3）水土流失危害监测。反映水土流失灾害地域分布和危害特性，检验水土保持治理效果。

（4）水土保持效益监测。表达水土保持的重要性和必要性，通过计算和分析为减少水土流失、恢复生态、促进经济发展和社会进步提供参考依据。

（5）水土保持措施监测。反映水土保持治理进度和地区差异以及治理质量和水平，主要对水土保持工程措施、林草措施、耕作措施以及其他治理措施进行监测。

（6）生产建设项目监测。生产建设项目的开发易造成较严重的人为水土流失，监测重点为开发建设、生态修复、城市水土保持建设等。

2.2 主要监测方法

采用遥感技术、地面调查、定位观测、小型气象站观测等相结合的方法。

（1）土壤侵蚀调查。在全县范围内通过遥感信息解译与抽样调查相结合的方法，监测土壤侵蚀的类型、强度、分布以及水土流失防治措施与效果。以2000年TM卫星影像为主，通过野外调查建立影像解译标志，收集电子地图、土壤、地质等资料，提取土地利用、植被覆盖度、坡度等信息，利用GIS系统，按照土壤侵蚀强度面蚀分级指标，将采集的空间数据和其他数据建立起各种层次的数据库并进行分析研究，获得全县土壤侵蚀结果数据。

（2）坡面定位观测。在上辛庄不同类型区的代表性地形设置坡地径流场，根据坡位、坡向、坡度、不同植被类型和植被覆盖度、不同坡长、不同水土保持治理措施布设径流小区共23个，监测水土流失及污染物流失状况，见表1。

表1 延庆县坡地径流观测小区布设情况

（3）小流域观测。在小流域出口处设置沟道卡口站观测断面及观测设施，观测小流域的水土流失及污染物流失状况。延庆县沟道卡口站位于N40° 26′55″、E116°3′55″，上游集水面积12.46 hm2，在站口处建设薄壁等宽量水堰，堰侧建有观测室，室内设有竖井与堰内连通，并安装有水位传感仪、浮子式水位计及自动采样设备。

为了加大对生态清洁小流域的监测力度，对已开展水质水量监测试点的海字口、西沟里2条生态清洁小流域布设12个监测点，至2011年已连续进行6年跟踪监测；总结和完善监测方案，流域内地表水监测指标从以前的3项调整到现在的6项、地下水从以前的3项增加到现在的4项、污水从以前的3项增加到现在的6项。同时，为确保生态清洁小流域内各种水指标的全面性、准确度，2010年增加中德合作生态清洁小流域监测项目，监测期限为2010—2013年。其中，上水沟小流域为新增监测小流域，西沟里小流域为多年观测代表性小流域。

（4）雨量观测点观测。在全县设雨量观测点18处，用以观测雨量的时空分布情况。

3 监测结果分析

3.1 土壤侵蚀监测

根据北京市第一次水务普查（2010—2012年）土壤侵蚀调查结果，全县土壤侵蚀面积340.78 km2。其中，轻度侵蚀261.88 km2，中度侵蚀63.01 km2，强烈侵蚀13.98 km2，极强烈侵蚀1.59 km2，剧烈侵蚀0.32 km2。

3.2 坡地水土流失及污染物流失量监测

通过监测与分析计算，延庆县2004-2012年地表径流量、坡地水土流失量及污染物流失量见表2。

表2 延庆县2004-2012年坡地土壤流失量及污染物流失量

（1）地表径流及降雨监测结果。通过2004—2012年监测，发现全县地表径流2004年最高达到11 059万m3，2006年最低为5 313万m3，2012年达到9 300万m3接近2004年水平。总体趋势是开始高，中间低，之后逐年增加。

全县降雨年内分配不均，主要集中在汛期，极易造成水土流失。通过2012年上辛庄监测点观测，降雨量为379.8 mm，其中6—9月汛期降雨量302.9 mm，占全年总量的90.6%。

（2）坡地土壤流失量监测结果。从表2可以看出，坡地土壤流失量与地表径流量有一定的对应关系。2004年地表径流量最大，土壤流失量为58.35万t，为最高年份。随着年份的增加，土壤流失量有逐年降低的趋势，这说明随着水土保持措施的逐年增加，水土保持对土壤流失起到一定的控制作用。

在水土保持三区中，由于水土保持措施及下垫面的差异，土壤流失量也不尽相同。以2012年为例，全县共产生地表径流9 300万m3，土壤流失43.77万t，其中重点预防保护区地表径流量3 380万m3，土壤流失量5.8万t；重点监督区地表径流量934万m3，土壤流失量4.7万t；重点治理区地表径流量2370万m3，土壤流失量11.38万t。

（3）坡地污染物流失量监测结果。从表2可以看出，污染物流失量与地表径流量的对应关系不是十分紧密。2004—2012年，全县污染物流失量呈高-底-高-低-高发展趋势，到2012年相对比较高，这可能与当年降雨季节、降雨强度以及耕作方式等因素有关，还需要进一步分析。

3.3 水土流失治理措施监测

经过监测，截至2011年全县水土保持措施面积为876 km2，呈逐年增加趋势，尤其2010年增加最快。其中，基本农田24 200 hm2（梯田2 902.5 hm2，其他基本农田21 297.5 hm2），造林45 144.7 hm2（乔木林33 470.8hm2，经济林11 673.9 hm2），种草23 hm2，封禁治理18 232.2 hm2，其他水土保持工程措施182 km2。

3.4 蓄水保土及减少污染物流失效益监测

通过监测与分析计算，延庆县2004—2012年水土保持措施蓄水保土及减少污染物流失效益计算结果见表3。

表3 延庆县2004—2012年水土保持措施蓄水保土及减少污染物流失效益计算结果

从表3可以看出，随着水土保持措施的增加，2004—2012年各项工程措施的保水量、减少水土流失量总体趋势是开始高、中间低、之后逐年在增加，这说明水土保持措施对保持水土具有重要作用。但是，水土保持措施在减少流失总磷、总氮、CODMn方面虽然基本上呈增加趋势，但关系不是十分紧密，这说明除了水土保持措施因素影响外，还与当年的降雨季节、耕作方式、肥料施用等有关系，尚需进一步研究。

据监测分析，2012年全县各项水土保持工程措施共保水997.13万m3，其中水平条126.48万m3、鱼鳞坑660.65万m3、梯田210万m3；减少土壤流失19.06万t，其中水平条1.50万t、鱼鳞坑3.07万t、梯田14.49万t。同时，各项水土保持工程措施共减少流失总氮36.82 t、总磷4.63 t、CODMn82.95 t。