2.5 小流域問題診斷

2.5.1 水資源診斷與分析

水資源診斷與分析主要是指診斷小流域內水資源開發利用、人均水資源數量、水源涵養等方面存在的問題及其需求?？赏ㄟ^實測和查閱水文手冊的方法計算現狀和不同水平年的小流域水資源總量。

2.5.1.1 小流域水資源總量

小流域水資源總量是指流域內當地降水形成的地表和地下產水總量，即地表徑流量和降水入滲補給量之和：

W=R_s+U_p=R+U_p-R_g

式中 W——水資源總量，m³；

R_s——地表徑流量（河川徑流量與河川基流量之差）,m³；

U_p——降水入滲補給量,m³；

R——河川徑流量，即地表水資源量,m³；

R_g——河川基流量,m³。

山丘區水資源總量應根據山丘區河川徑流量、地下水總排放量和河川基流量用下式計算。

W=R+Q_總排-R_g

式中 Q_總排——山丘區地下水總排泄量，即地下水資源量。

2.5.1.2 小流域水資源可利用量

在計算小流域水資源總量的基礎上，根據相關資料分析小流域水資源可利用量?？砂吹乇硭⒌叵滤畬衫盟Y源量進行統計計算。

Q_總= Q_地表+Q_地下-Q_重復

式中 Q_總——小流域水資源可利用總量,m³；

Q_地表——小流域地表水可利用量,m³；

Q_地下——小流域地下水可利用量,m³；

Q_重復——重復計算量,m³。

2.5.1.3 小流域用水總量

統計計算流域內生活用水、生產用水、生態環境補水年用水總量，主要包括居民日常生活用水、農林牧漁灌溉用水和牲畜用水、商業餐飲等服務業用水、人為措施提供的維護生態環境的水量等。

2.5.1.4 人均水資源量

依據小流域水資源可利用量和全流域常住人口進行計算，并與國內外同類地區人均水資源量進行對比，分析小流域水資源稀缺程度。

2.5.1.5 水資源利用強度

水資源利用強度是指實際水資源利用量與水資源可利用量的比值，它反映流域內水資源開發利用的情況。

2.5.1.6 診斷結果

綜合診斷小流域水資源總量和人均水資源量，分析小流域水資源富余、稀缺程度與利用強度。

2.5.2 水生態診斷

2.5.2.1 河流地表水環境

根據調查結果，總體判別小流域主溝道水庫塘壩、河流水體水質類別及富營養化狀況，分析小流域水生態損害情況。

水質狀況對照《地表水環境質量標準》（GB 3838—2002）選取適宜的指標進行取樣調查，開展水質分類與定級，并判別是否符合水功能區劃水質要求。

對流域內的湖、庫、塘壩等靜態水體，需開展湖（庫）富營養化診斷。其營養化評價標準采用河湖藻類生長旺盛時期的相關水質指標確定評分值，如表2-7所示。綜合指數采用算數平均值，如式（2-1）所示。

式中 M——湖泊營養狀態評分指數值；

M_i——i個評價參數的評分值；

n——評價參數的個數。

同時可調查水體中的浮游植物狀況，獲取浮游植物的組成及優勢種群，并結合水質化驗成果共同判斷水體的富營養化程度。

2.5.2.2 河流水文地貌等級

河流水文地貌狀況是河流生態系統診斷的重要內容，目前沒有統一的河流水文地貌診斷方法。從北京山區實際情況出發，以反映人類活動干擾的不同程度為主要分級原則，以人類大規模活動以前的生態狀況為主要參照系，創建了北京市河流水文地貌狀況診斷方法，對北京山區河流水文地貌建立了5級分類體系，具體分級標準如表2-8和圖2-1所示（參考北京地方標準《山區河流水文地貌》評價得出）。

主河（溝）道水文地貌評價結果按全流域Ⅰ~Ⅴ級長度各占主河（溝）道比例進行計算分析。

2.5.2.3 河流生物多樣性

（1） 底棲動物多樣性。底棲動物對水體的清潔程度具有很強的指示性，評價指標有底棲動物數量、組成和多樣性等。河（溝）道內物種數量的豐富，反映了河流良好的生態狀況。同時可以根據底棲動物的耐污染程度判斷水質的劣質程度：底棲動物數量越多，表示河流水質情況越好；耐污種類出現并且數量較多，說明河流水質情況差，且受到一定程度污染。

香農—韋弗（Shannon-wiener）多樣性指數（H）和生物指數（IHB）對水質指示作用的評價標準見表2-9和表2-10。

（2）河濱植被多樣性。調查河流水陸交錯帶植物狀況，可通過植物的組成、數量和生長狀況了解溝道生態狀況的好壞。物種數量的多寡和生物多樣性指數的高低，可在一定程度上反映河流生態狀況的好壞，多物種、高生物多樣性代表了較好的生態狀況。若植物入侵種多，說明河道生態狀況較差。

2.5.2.4 診斷結果

結合上述診斷結果，綜合分析小流域水環境狀況、河（溝）道自然性、水生生物多樣性、湖庫營養狀況等，評判小流域河（溝）道物理、化學、生物完整性情況。

2.5.3 防洪安全診斷

山區小流域大多屬無水文站、無實測資料地區。根據《水利水電工程設計洪水計算規范》（SL 44—2006），無實測資料地區推求設計洪水應盡可能采用多種方法，并對各方法計算的成果進行綜合分析，合理選定采用值。北京地區常用經驗公式法、北京市政設計院的推理公式法、改進推理公式法3種方法進行分析。

2.5.3.1 經驗公式法

該法用于估算山區洪水。經驗公式系根據北京市山區240處調查歷史洪水資料，按不同重現期、自然地理條件、洪水分區分析而得，并與山區水文站實測洪峰流量分析成果及推理公式計算成果進行了協調。

經驗公式基本形式如式（2-2）所示：

式中 Q——洪峰流量，m³/s；

K——綜合系數；

N——重現期，a；

F——流域面積，km²；

m、n——指數。

2.5.3.2 推理公式法

該法適用范圍為20km²以上山區。推理公式法系根據設計暴雨推求洪峰流量的一種方法，在北京山區主要采用推理公式法計算洪峰流量。推理公式基本形式如式（2-3）所示：

式中 Q_p——洪峰流量，m³/s；

ψ——洪峰徑流系數；

F——流域面積，km²；

S——最大1h降雨量,mm；

τ——匯流歷時，h；

n——暴雨遞減系數。

2.5.3.3 改進推理公式法

該法適用范圍為小于20km²的流域。改進推理公式基本形式如式（2-4）所示：

式中 Q——洪峰流量，m³/s；

F——流域面積，km²；

H_t——設計暴雨，mm；

t——降雨歷時，h；

h_t——設計凈雨，mm；

μ——降雨損失，mm；

θ——地理參數；

m——匯流參數。

2.5.3.4 重要區段過流能力計算

結合實測資料，依據不同類型、不同規模村莊防洪標準規范，運用上述3種計算方法，分別計算小流域內重要村莊、道（鐵）路、工礦企業等區域洪峰流量。按各斷面實際調查成果，推算過流能力。

2.5.3.5 診斷結果

診斷小流域重要村莊、道（鐵）路、工礦企業等重要區域防洪達標情況，分析各重要區域設計洪峰流量、過流能力大小、防洪空間可否拓展、防洪達標限制性因素、典型暴雨洪水可能危害等情況。

2.5.4 水土流失與農業面源污染診斷

2.5.4.1 坡面土壤侵蝕強度計算

地塊的坡面土壤侵蝕強度宜采用北京山區坡面水土流失方程，即式（2-5）計算。

式中 A——多年平均年土壤流失量，t/（hm²·a）；

R——降雨侵蝕力，MJ·mm/（h·hm²·a）；R為降雨動能（E）與最大30min雨強（I₃₀）的乘積，具體應用中可以用降雨過程資料直接計算，或根據等值線圖內插，或根據當地年平均降雨量利用簡易公式計算；

K——土壤可蝕性，t·hm²·h/（MJ·hm²·mm）,K值可以通過標準小區觀測獲得，也可根據諾謨圖計算獲得；

L——坡長因子，無量綱；

S——坡度因子，無量綱；

C——生物措施因子，無量綱；

P——工程措施因子，無量綱。

2.5.4.2 農業面源污染計算

（1）化肥施用強度。按調查結果表，分析小流域各地塊種植類型化肥施用強度，與相關標準及國內外比較。

（2）農藥施用情況。在一級、二級、三級水源保護區按《農藥安全使用標準》（GB 4285—1989）規定執行情況，一級、二級區應禁用高毒、高殘留農藥。

種植業污染物產生量計算公式為

式中 E_種植業——種植業污染物產生量，t;

E_i——某流域某類型種植面積的污染物產生量，kg。

式中 K_i——某類型種植面積的污染物流失系數，kg/ha；

S_i——某流域某類型土地種植面積，ha。

畜禽養殖業污染物產生量計算公式為

式中 P_畜禽——畜禽污染物產生量，t；

N_畜禽i——i類畜禽統計基量，頭羽；畜禽i為畜禽種類，包括豬、奶牛、肉牛、雞等；

e_畜禽i——i類畜禽產污系數，kg/（頭羽·a）。

2.5.4.3 診斷結果

診斷小流域微度、輕度、中度等水力侵蝕分布區域及所占比例，泥石流危險、重力侵蝕、風力侵蝕分布區域，水土流失問題的嚴重程度。分析各污染源主要來源、數量、比例及危害等問題以及農業面源污染總體情況。

2.5.5 人居環境診斷

以鄉村人居環境為核心，從以人為本、保護環境、服務生產發展的方向為切入點，分析村莊綠化美化、廁所改造、衛生狀況、生活污水、垃圾處理情況等對人居環境的影響和維護需求。

2.5.5.1 村莊綠化率

村莊綠化率是指村莊規劃建設用地范圍內的綠地面積與規劃建設用地面積之比。

2.5.5.2 村莊污水處理率

村莊污水處理率是指處理達標的生活污水量占應處理的村莊生活污水排放總量的比例。

2.5.5.3 村莊生活垃圾無害化處理率

村莊生活垃圾無害化處理率是指經過收集并采取合理方式處理的生活垃圾量占村莊生活垃圾總量的比例。

2.5.5.4 規模養殖污水處理率

規模養殖污水處理率是指處理達標的村莊規模養殖場污水量占應處理的村莊規模養殖場污水排放總量的比例。

2.5.5.5 工業污水達標排放率

工業污水達標排放率是指處理達標的村莊工業污水量占應處理的村莊工業污水排放總量的比例。

2.5.5.6 診斷結果

診斷小流域內環境整體情況，村莊綠化、廁所、生活垃圾處理、污水處理、公共場所、休閑娛樂場所、生態景觀保護是否滿足基本要求及存在問題，分析是否采取與其功能相配套的綜合措施。

2.5.6 土地資源診斷

分析小流域土地利用現狀、土地資源空間分布狀況及土地適宜性，提出小流域生產發展方向的建議。

2.5.6.1 土地適宜性評價

通過土地適宜性評價可判斷現有土地資源的利用潛力及利用方向。當以地塊為單元進行評價時，一般選取地面坡度、土層厚度、有機質含量、土壤侵蝕強度，以及可發展趨勢等指標，通過一致性檢驗對有關指標分配權重，并對各指標的不同等級賦值。每個地塊根據不同指標值和權重進行計算而得到該地塊的綜合評價值，記為S。

S≥4.6時，則表示該地塊為易利用地；3.5≤S<4.6時，表示該地塊為較易利用地；2.5≤S<3.5時，表示該地塊為可利用地；1.5≤S<2.5時，表示該地塊為較難用地；S<1.5時，表示該地塊為極難利用地。

土地適宜性等級劃分見表2-11。

同時，統計計算現有土地利用現狀類型及其比例，將土地利用現狀圖與土地適宜性分析圖相對比，提出土地利用結構調整的需求規劃。

2.5.6.2 分析陡坡地經果林面積

統計分析小流域內25°以上坡地果樹面積、種類、分布，各經果林面積占比及產量等情況。

2.5.6.3 土地使用性質調查

土地利用性質調查主要調查流域內農用地經營使用情況，土地使用性質調查見表2-12。

2.5.6.4 診斷結果

分析小流域土地利用結構、可利用土地狀況、土地利用合理性、各用地比例、土地使用人、土地使用性質等，確定小流域土地利用發展的方向與定位。

2.5.7 植被覆蓋情況診斷

2.5.7.1 林草覆蓋率

林草覆蓋率是指以行政區域為單位，喬木林、灌木林與草地等林草植被面積之和占區域土地面積的百分比。

2.5.7.2 林草面積占宜林草面積比例

林草面積占宜林草面積比例是指通過調查得到的流域喬、灌、草等植被覆蓋面積與流域宜林宜草面積之比。

2.5.7.3 診斷結果

分析流域內喬木、灌木和草類的面積數量、分布、生長情況，評價林草植被覆蓋率、植被保護及植被生態存在的主要問題。

2.5.8 自然資源管理情況診斷

2.5.8.1 自然資源管理情況

主要分析小流域內土地資源、水資源、生物資源、礦產資源等資源的保護與利用情況，各類資源的管理責任主體是否明確，監管是否到位，各類資源的利用是否符合國家和地方法律法規。

2.5.8.2 診斷結果

評價小流域內自然資源是否得到較好的保護與利用，自然資源的可持續利用狀況如何，分析自然資源保護與利用存在的主要問題。