北京市山区面积10417.5km2,占全市总面积的62%,其中水土流失面积6474km2。山区现存土壤面积为7362.9km2,仅占山区面积的73%,其中土层厚度小于30cm的薄土层及粗骨土,占山地土壤面积的47.3%。严重的水土流失导致土地资源的破坏,严重地影响了山区的经济发展和人民生活水平。
1986年至1988年,北京大学任伏虎作为软件负责人,与北京市水利局、北京市水土保持试验站合作,在北京市水土流失详查的基础上,研制了在微型计算机支持下的北京市水土流失信息系统,对43个乡171条小流域的72项基础数据和综合因子地块图进行系统管理、统计分析和水土流失综合评价,为开展小流域横向对比,规划治理方案提供了丰富的决策信息和科学依据。生产部门使用后认为该系统具有以下优点:
(1)节省人力物力,与常规方法相比,数据处理效率可提高120倍,改变了过去数据汇总周期长、速度慢、差错多的状况;
(2)本系统结构简单,使用方便,可为不同层次、不同部门的人员使用,还可为县(区)和流域管理系统移植数据;
(3)对水土流失数据进行统计、成因分析和综合评价,可为小流域治理规划提供依据。
一、系统总体结构与工作流程
北京市水土流失详查采用1∶1.8万航片和1∶2.5万地形图,结合专题地图、定位观测数据和社会经济统计数据,以5至30km2的闭合小流域为流域单位,将影响水土流失的地质、地貌、地形、土壤、植被、土地利用现状、水土流失程度及强度等要素相同或相似的区域,划分为0.1—0.2km2的地块,绘制小流域水土流失综合因子地块图、小流域沟系图和包括与地块图编号一致的水土流失概况调查等四种表。
以上述基础图件和水土流失因子数据为基本数据源,建立因子数据库系统和图形管理系统。因子数据库包括四个子库:
BST1——水土流失概况数据库;
BST2——水利水保工程数据库;
BST3——水土保持林牧业措施数据库;
BST4——土地利用现状数据库。
以上四个数据库共录入89项因子数据,包括了行政区、地理区、环境状况、水土流失状况和治理措施等信息。各子库通过地块编号作为关键码建立联系进行统一管理。
图形管理系统采用矢量格式录入编辑数据,采用游程长度编码的栅格格式进行管理、操作和显示输出。逻辑图象操作通过地块编号实现因子和图形数据的联结。
二、系统应用
1.水土流失单因子分析:由系统提取特定数据对沟错河流域水土流失因子相关性,进行了空间统计分析,取得了多种定量的水土流失因子相关关系和相关程度指标。
在坡度25°—35°的林业用地上,植被覆盖率(R)、土壤侵蚀程度(S)的回归方程式为:
S=0.9R 0.23相关系数0.89
式中
R=1, 表示覆盖率≥80%;
R=2, 表示覆盖率50%—80%;
R=3, 表示覆盖率<50%;
在沟道两侧或坡脚土层厚度>50cm的农业用地上,坡度(M)与水土流失强度T的回归关系式为:
T=0.77M-0.59相关系数0.86
式中
M=1, 表示坡度为0°—3°;
M=2, 表示坡度为3°—7°;
M=3, 表示坡度为7°—15°。
植被覆盖率是自然因素中对防止水土流失起积极作用的因素,具有涵养水分、调节地面径流、固结土壤等功能,对防止林地上鳞片状面蚀的作用十分显著;地面坡度是决定径流冲刷能力的基本因素之一,坡度越大,径流速度越大,水土流失量越大。相关分析表明,坡度在0°—3°的农业用地流失强度趋于恢复,大于3°则趋于发展。
2.流域水土资源调查和对比分析:北京市水土流失信息系统可以迅速地可靠地提供各种统计表,为水土资源调查和综合治理规划提供科学依据。
本文标题:北京市水土流失信息系统
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