【科技论文】北京市平原区水土保持监测站点选择初探
来源：海河水利 2023 年第 12 期
作者：李璐 ，女，高级工程师，北京圣海林生态环境科技股份有限公司，主要从事水土保持、小流域规划设计等方面工作。
摘要：
监测是水土保持工作的重要组成和基础，通过对北京市水土保持监测站点现状及存在的主要问题汇总分析，结合北京市自然概况及水土保持功能区划，初步形成以测管融合、服务管理为城市平原区水土保持监测站点的功能定位，从5个方面阐述了监测点选择原则，并对监测点位置选择进行了初探，提出可选择位于北运河流城的宋庄蓄滞洪区作为平原区监测点建设的思路。
按照《水利部关于加强水土保持监测工作的通知》要求，开展不同功能和类型区典型监测点的水士流失观测，同时结合卫星遥感、无人机监测，构建天空地一体化的水土保持感知网，可以及时精准掌握区域水土流失状况，实现水土保持监测全盖，有效服务于各级行政主管部门，为水土保持生态文明建设、安全预警和目标责任考核等提供基础支撑。
监测是水土保持工作的重要组成和基础，2019年全国水土保持现场工作会明确了充分梳理水土保持监测点现状，摸清存在问题和成因，在此基础上对监测站点进行完善和优化，健全监测网络。随着全国水土保持信息化、智慧化的推进，监测站点建设的技术水平和数据成果转化需要结合现代化高科技手段实现，发挥好监测站点服务于政府决策、水土流失预警、科研科普等作用。
北京市现有的常规监测站点全部集中于山区，平原区水土流失监测内容尚未形成完善的监测体系，不能全面反映水土流失情况；传统水土保持监测要素主要集中于径流、泥沙和水质等方面，缺少生态建设、效益评价及生态性指标方面的需求；监测点的监测内容及标准不统一，监测仪器设施和技术手段主要靠人工操作，监测数据的准确性和实效性有待提高，建设过程监测数据缺少深加工和大数据分析，作用没有得到充分发挥。
《北京市水土保持规划》中明确提出加强监测网络建设，健全水土保持监测网络。平原区水土保持监测点的建设，填补了平原区水土保持监测点的空白；完善健全监测指标体系，为科学评价水土保持生态建设效益提供支撑；做好水土保持监测点典型设计，服务于城市水土保持建设；推动监测方法完善优化，带动监测设备研发和提升，实现水土保持信息化，充分发挥监测点作用；做好试点，培养锻炼监测队伍，为各级水土保持部门做好服务。
1 项目区概况
1.1 自然概况
北京市总面积16410km2，其中山区占总面积的62%、平原区占总面积的38%，整体地势西北高东南低。平原区地处山前冲洪积扇发育区，主要由永定河冲洪积扇群和潮白河冲洪积扇组成，自西北向东南缓缓倾斜。土壤以褐土、潮土为主。
北京市属温带大陆性季风气候，春季干旱多风，夏季多雨，秋季凉爽少雨，冬季寒冷。年平均降水量585mm，降水年内分配不均，约85%集中在6-9月。年平均风速3.1m/s，大风日数36d，主要风向为西北风、北风。年平均气温10~12℃，其中西北部山区年平均气温 10.8℃，无霜期150d左右；东南部平原区年平均气温 11.3℃，无霜期190~200d。
1.2 流域概况
北京市位于海河流域北部，从西到东有大清河，永定河、北运河、潮白河、蓟运河五大流域大清河发源于河北省涞源县北石佛乡红泉村，河流总长度238km，流城总面积4938km。北京市境内大清河流城面积2177km2，其中1级河流1条，为拒马河。拒马河从北京市房山区十渡镇平峪村人境，于房山区张坊镇张坊村出境，主河道长43.98km。永定河发源于山西省左云县马道头乡潘家窑村，于天津市滨海新区人渤海，东临潮白河水系、北运河水系，西临黄河流域，南为大清河水系，北为内陆河，河流长度869km，流城总面积47401km2。北京市境内永定河流城面积3152km2。永定河从北京市门头沟区斋堂镇向阳口村(北京市与河北省交界处，怀来县幽州村)人境，流经门头沟、石景山、丰台、大兴和房山5个区，于大兴区榆垡镇崔指挥营村出境，主河道长172.16km。
北运河发源于北京市昌平区流村镇禾子润村，河流总长度244km，流域总面积4247km2。北京市境内包括北运河段、温榆河,其中温榆河河源为昌平区流村镇禾子涧村，河口为通州区永顺地区新建村(北关拦河闸)，河长为97.50km，流城面积2518km2 ，北运河段始于通州区永顺地区新建村(北关拦河闸)，河口为通州区西集镇牛牧屯村(出境)，河长为40.49km，流域面积1729km2。
潮白河发源于河北省沽源县小河子乡碾盘沟村，河流总长度414km，流域总面积17312km2。北京市境内潮白河流城面积5552km2。潮白河从北京市延庆区香营乡白河堡水库人境，流经庆、怀柔、密云、顺义和通州5个区，于通州区西集镇大沙务村出境，主河道长259.50 km。流城内山区占流域总面积的85.68%，平原占14.32%，人口密度大，建筑物多且密集。
蓟运河发源于河北省兴隆县兴隆镇双林村大沟，河流总长度176 km，流域总面积1767 km2。北京市境内蓟运河流城面积1282 km2，其主干流从北京市平谷区金海湖地区罗汉石村人境，于平谷区东高村镇南宅村出境，主河道长54.15km。
1.3 水土保持功能区划
根据全国水土保持三级区划，结合北京市主体功能区特点，将全市划分为地表水源涵养区、地下水源涵养区、城市径流控制区及土壤侵蚀控制区4个功能区。
地表水源涵养区位于北京市北部和西部山区面积6322 km2，存在问题主要是水土流失和农业面源污染。
地下水源涵养区位于北京市山前冲积扇和中心城外围平原区，面积3714 km2，存在问题主要是农村污水、生活垃圾、农业面源污染及畜禽养殖等，其中永定河、潮白河等流域存在风蚀、沙化土地，水土流失危险大。
城市径流控制区主要分布在北京市平原中心地区，面积2845 km2。区域内人为活动频繁，原地貌破坏严重，硬化面积大，城市面源污染严重，防洪排涝能力有待提高。
土壤侵蚀控制区位于北京市西部及东北部山区，面积3529km。区城内分布有崩塌、滑坡及泥石流易发区，存在裸露废弃矿山、人为活动造成的水土流失及面源污染。
北京市城市平原区主要位于城市径流控制区和地下水源涵养区2个功能区，面积分别约为2748和3652 km2。
2 监测点功能定位
水土保持监测点建设是将监测技术与综合管理相结合，为管理部门提供技术支持。根据全国水土保持监测新形势、新任务、新要求，高效、精确、有代表性的监测是推进水土保持新发展的重要引擎。按照“补短板、强监管”的要求，建立定位准确、类型齐全、布局科学的平原区水土保持监测点，提高平原区水土保持监测水平，实现全覆盖监测，提供及时准确的监测数据，是水土保持高质量发展的必然要求。
根据功能定位，综合考虑典型性、代表性、经济可行性等要素，合理确定监测点内容，实现水土流失情况全过程监测，进一步推算平原区水土流失面积和强度变化情况，不仅为北京市水土保持公报的编制提供数据支撑，还为水土流失生态安全预警、水土保持功能评价及效益评估、规划编制等提供依据和支撑，监测点的观测设施也为水土保持和生态文明建设提供户外科普教育基地。
3.监测点选择原则
3.1根据北京市水土流失类型区和水土保持规划，确定监测点位置
监测点位置应充分考虑水土流失类型、流域、行政区划和水土保持功能分区等因素，监测点具有典型性和代表性。
3.2 以流域为单元统一规划，与相关生态研究网站相结合
突出流城特点，结合水土保持功能区划，可以弥补行政区划对生态区域的割裂，容易协调各级政府的管理工作。加强与水文、林草等部门、高校和科研院所的合作，对数据深加工和分析，研究区城水土流失规律，增加监测数据应用出口，促进监测数据有效转化，提高社会关注度四。
3.3土地的可获取与可用性
监测点建设涉及前期的规划设计及后期的运行维护，所使用土地的所有权或使用权状况决定了监测点的使用年限，直接影响到监测数据连贯性及成果积累，且需要具有进行长期监测的人员、技术、设施设备和经费等条件，以保障水土保持监测工作顺利开展。
3.4 监测内容、监测设施设备齐全，满足开展监测工作的要求
监测仪器设备是监测点开展监测工作的基础，基础设施的完备程度、监测设备的自动化程度都会影响监测结果的精度，从而确保水土流失评价结果的准确可靠。
3.5 运行管理机构与机制完善，工作基础好
监测点的运行管理以及监测结果的使用需要相关部门支持，选取管理制度相对健全、人员配置相对合理、设施设备相对完善、运行情况相对良好的管理机构，确保监测点的维护、设施管理以及监测结果的归档，发挥出监测点的最大作用。
4.监测点位置选择
水土流失观测是开展水土保持监测的基础工作，观测点是水土流失及其防治效果数据的直接来源。因此，水土保持监测点建设要遵循布局科学合理、代表性强、功能完善的原则。一方面，对水土流失造成的自然因素和人为扰动能够进行准确的监测，并对水土流失情况及其防治效果作出准确评价；另一方面，为水土保持综合治理工程布局、措施设计等提供技术支撑。
根据北京市平原区水土保持功能区划分，结合流域特征、土壤特性及平原区水土流失特点，选择典型监测，持续开展水土流失定位观测，为综合研究区域水土流失规律、防治效益等提供信息。
在掌握北京市平原区土地类型、植被、气候、土壤、水土流失状况等基本情况的基础上，具体位置的确定需要考虑监测的典型性和有效性以及对局部有较好的代表性，应以能够进行多要素，多对象观测的综合性监测点为主，增加自然原型监测，减少控制性试验观测，提高监测点的类型代表和自然原型模拟性，保证水土流失预测预报的精度和效率。
北京市平原区面积6236km，其中北运河流城面积3426km，占比达到55%。北运河流城是北京市人口最多、产业最聚集、城市化水平最高的流域包含海淀、昌平、顺义、朝阳、通州、怀柔、延庆和门头沟8个区级行政区，承担着全市80%以上的CDP96%的城区雨洪、87%的通州雨洪以及全市80%以上的污水排放任务，年度出境水量7亿m3,日常径流量300万m/d，是京津冀重要的防洪及排涝通道、引水灌溉水源、绿色生态廊道及运河文化传承地，也是保障北京市农副产品供应的重要基地，是北京市农业系统的重要支柱，对北京市的经济发展有着非常重要的作用。
2016年通州区被确定为全国第二批海绵城市建设试点，也是本市唯一的平原试点区。试点总面积19.36km，包含正在建设中的城市副中心行政办公区，在此范围内的住宅小区、公共建筑、公园绿地市政道路、河道都进行相关改造。《通州区总体规划》中提出，在北京城市副中心外围打通生态养环,构建“一片、两带、三区”湿地生态保护格局，宋庄蓄滞洪区湿地正位于城北湿地功能区内，是湿地生态保护格局中的关键一点。
宋庄蓄滞洪区工程建设涉及温榆河宋庄蓄洪区分洪控制工程、蓄滞洪区工程、退洪控制工程、管理房工程、生态修复工程、景观绿化工程及智慧水务工程，可以实现区城生态恢复的目标，推进水务基础设施和公共服务一体化，与温榆河绿色生态走廊、东郊森林公园、温榆河健康绿道、通州城北水网等周边环境融为一体，建成北京城市副中心的绿色安全屏障。
因此，从区城位置、工程特性、土地使用及管理特性等方面综合考虑，宋庄蓄滞洪区建设区域符合监测点建设的功能定位和基本原则，可利用现有设施设备开展监测工作，减少土地的开发利用，节约投资成本。
5 小结
随着京津冀协同发展、雄安新区和北京城市副中心建设等国家战略加速实施，生态环境备受关注，对水土保持监测工作提出了更高要求。水土保持监测站点作为水土保持监测工作的重要组成和基础，需加强监测点建设，健全完善监测网络。通过分析水土保持监测的新要求和北京市监测站点的现状，对城市平原区监测点功能定位和位置选择进行了初探，为北京市水土保持工作发展和生态文明建设做好服务。
