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基于生态安全的北京蒲洼小流域水土保持措施空间配置研究

邢亚蕾  
【摘要】:北京山区资源富集,是保障首都宜居城市的重要生态屏障,因此在水土流失治理中必须把保护和修复摆在重中之重的突出位置。科学的水土保持措施配置是进行水土流失综合防治的依据和前提,运用新技术新手段和数学方法已成为科学合理配置水土保持措施的重要手段。本研究提出了基础生态安全的北京山区小流域水土保持措施配置的方法,依据生态安全评价结果,将各种措施的空间定位落实到地块上,最终绘制出小流域水土保持措施配置规划方案,并对配置结果的进行分析和调整。运用ArcGIS10.2软件分析蒲洼小流域水土流失现状,为措施配置体系提供决策依据。利用ArcGIS软件的水文分析模块划分子流域并提取河网,子流域的划分是小流域坡面径流资源计算以及水土保持措施配置的重要基础。通过小流域生态安全评价等级和自然条件建立小流域分层治理区划,同时拟定了水土保持措施配置方案进行空间优化的原则,以小流域区划和土地适宜性评价结果为约束条件,以不同措施大雨雨强下减流减沙效益为决策条件,获得措施的最佳分配,从而在数量、空间、时间上优化水土保持措施配置过程,逐步形成小流域治理理论。结果表明:(1)小流域宜农地中,中等以上只占流域面积的5.48%,流域内基本农田地的利用具有一定的限制;高度宜林地占流域总面积的12.53%,中等占流域总面积的33.71%,可以在流域内大力营造水土保持林;中等以上宜牧地占到80%以上,应当因地制宜对于不适宜造林的土地应当积极开发为牧业用地,同时也要积极采取封禁措施促使天然草场得到良好的自然恢复。(2)对小流域进行生态安全评价,评价结果安全、较安全、一般、较危险、危险五个等级的面积比例分别为0.05%、22.72%、62.31%、14.83%、0.11%,处于一般安全面积最大,占到一半以上。(3)小流域次降雨大雨雨强下小流域产流产沙量较大,在位于上游、汇水面积较大的子流域中5号、3号、14号径流累计贡献率最大,其贡献率分别为13.06%、9.94%、11.46%,小流域出口处水量为65627.46m3;蒲洼小流域平均侵蚀模数为502.91t/km2,子流域中土壤侵蚀模数最高的为11号子流域和1号子流域,分别为738.03t/km2、713.10t/km2,表明大雨雨强对小流域土壤的分离、破坏作用很大。(4)不同生态安全等级土壤侵蚀模数具有显著性差异,特别是生态安全等级最低的区域土壤侵蚀量最大。(5)以不同水土保持措施的空间配置为输入,选取的两个配置方案中,从减水减沙效益来看方案一较好,从减水效益来看,小流域出口处水量分别为51213.06m3、56344.68m3;从减沙效益来看,除了10、13、15号子流域相差较大外其余相差不大,说明林草的配置比例对水土流失有一定影响。通过水土保持措施的综合配置,可以很大程度减少小流域水土流失程度,不同措施配置比例对水土流失影响较大,对于某一地块来说具体哪种措施可以使得整体生态状况达到最佳化,需要不断演算变动方案直到得到最优解。


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