黑龍江省小流域特征分析

［關(guān)鍵詞］ 水土保持；小流域；特征；密度；變異系數(shù)；黑龍江省

［摘要］ 按照小流域劃分技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與相關(guān)技術(shù)要求，基于DEM數(shù)據(jù)，結(jié)合黑龍江省行政區(qū)劃、河湖分布和地物實(shí)際，進(jìn)行空間分析建模和水文分析，提取集水區(qū)，劃分小流域，并分析其特征。經(jīng)分析：①黑龍江省共有小流域20 424條，密度為0.045 1條/km2，平均面積為21.84 km2，平均坡度為4.31°。②全省小流域數(shù)量呈“一區(qū)一帶”的集中分布特征；密度呈“三線”線性分布特征；大興安嶺地區(qū)、黑河市、綏化市、伊春市和牡丹江市5個(gè)市（地）小流域面積呈弱變異性，其他8個(gè)市呈中等變異性；大慶市小流域平均坡度呈弱變異性，其他12個(gè)市（地）呈中等變異性。③平原及漫川漫崗區(qū)小流域的平均面積大于山地丘陵區(qū)的，平原及漫川漫崗區(qū)小流域的平均密度、平均坡度均小于山地丘陵區(qū)的。

［中圖分類號(hào)］ S157[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] ADOI：10.3969/j.issn.1000-0941.2024.04.007

［引用格式］ 李超，孫和強(qiáng)，侯淑艷，等.黑龍江省小流域特征分析[J].中國水土保持，2024（4）：24-26.

多年來，黑龍江省堅(jiān)持將小流域作為水土流失綜合防治的基本單元，早在1985年頒布的《黑龍江省水土保持工作實(shí)施細(xì)則》中就已明確“山區(qū)、丘陵區(qū)治理水土流失應(yīng)以小流域?yàn)閱卧?，?017年公布的《黑龍江省水土保持條例》也明確了開展小流域綜合治理的要求。黑龍江省圍繞山水林田路綜合治理，探索出了“三道防線”的水土流失治理模式，取得了顯著成效[1]。然而，黑龍江省缺少全境小流域劃分的底數(shù)。為補(bǔ)齊短板，2022年12月，省水利廳組織開展了全省小流域劃分工作，其成果于2023年7月通過了專家技術(shù)審查。開展省域范圍小流域劃分是貫徹落實(shí)中共中央辦公廳、國務(wù)院辦公廳《關(guān)于加強(qiáng)新時(shí)代水土保持工作的意見》，水利部、農(nóng)業(yè)農(nóng)村部、國家林業(yè)和草原局、國家鄉(xiāng)村振興局《關(guān)于加快推進(jìn)生態(tài)清潔小流域建設(shè)的指導(dǎo)意見》，以及黑龍江省委、省政府全面推進(jìn)新時(shí)代水土保持工作的一項(xiàng)基礎(chǔ)性工作，對(duì)科學(xué)推進(jìn)黑龍江省侵蝕溝[2]、小流域綜合治理和生態(tài)清潔小流域提質(zhì)增效，以水土流失防治為抓手高質(zhì)量助力鄉(xiāng)村振興和生態(tài)文明建設(shè)等具有積極意義[3-4]。

1劃分方法

1.1技術(shù)路線小流域劃分技術(shù)路線為：①利用空間分析模塊建模，完成DEM的填洼，以及流向、流量、河網(wǎng)鏈接、集水區(qū)等的提?。虎诮Y(jié)合行政區(qū)邊界、水系分布和地物實(shí)際，初步提取小流域邊界；③結(jié)合行政區(qū)和流域隸屬，對(duì)矢量數(shù)據(jù)進(jìn)行屬性賦值；④檢查小流域間、小流域與行政區(qū)邊界間的拓?fù)潢P(guān)系，消除拓?fù)溴e(cuò)誤后完成小流域劃分。

1.2劃分原則①小流域劃分須保證自然集水區(qū)的完整，可對(duì)多個(gè)集水單元進(jìn)行合并。②為便于行政管理，小流域跨越縣界時(shí)采用縣界分割，避免小流域邊界穿越村莊或居民點(diǎn)，以保證村莊或居民點(diǎn)完整。③小流域邊界與各級(jí)流域邊界須無縫銜接。④小流域面積原則上宜小于50 km2；統(tǒng)籌考慮管護(hù)和治理時(shí)，在湖泊、水庫和地形變化不明顯的平原區(qū)，小流域面積可大于50 km2；面積小于3 km2的小流域原則上不再單獨(dú)劃分，列入相鄰小流域。

1.3數(shù)據(jù)來源除大興安嶺地區(qū)采用空間分辨率為12.5 m的DEM數(shù)據(jù)外，其他行政區(qū)采用空間分辨率為5 m的DEM數(shù)據(jù)。采用《中華人民共和國行政區(qū)劃簡(jiǎn)冊(cè)2020》進(jìn)行行政區(qū)賦名。

1.4數(shù)據(jù)處理①數(shù)據(jù)質(zhì)量和處理方法須符合《數(shù)字測(cè)繪成果質(zhì)量要求》（GB/T 17941—2008）、《遙感影像平面圖制作規(guī)范》（GB/T 15968—2008）、《數(shù)字地形圖產(chǎn)品基本要求》（GB/T 17278—2009）及《基礎(chǔ)地理信息數(shù)字產(chǎn)品1∶10 0001∶50 000生產(chǎn)技術(shù)規(guī)程 第2部分：數(shù)字高程模型（DEM）》（CH/T 1015.2—2007）等的要求。②基礎(chǔ)數(shù)據(jù)完整，空間參照系、位置配準(zhǔn)、屬性格式須一致。③設(shè)置數(shù)據(jù)處理范圍時(shí)，須考慮相鄰區(qū)域的流域完整性和銜接關(guān)系。④矢量數(shù)據(jù)須無空間拓?fù)溴e(cuò)誤，并通過一致性和唯一性檢查。檢查小流域名稱及代碼是否重復(fù)時(shí)，分別對(duì)屬性表中兩個(gè)字段進(jìn)行匯總處理，生成Count_*字段，值為0時(shí)代表無重復(fù)。⑤小流域邊界確定后，才可提取小流域基本面積、平均坡度等形態(tài)屬性。

2統(tǒng)計(jì)指標(biāo)①小流域級(jí)別。按照小流域面積S進(jìn)行級(jí)別劃分，3 km2lt;S≤30 km2為Ⅰ級(jí)，30 km2＜S≤50 km2為Ⅱ級(jí)，S＞50 km2為Ⅲ級(jí)。②小流域密度可反映單位面積小流域數(shù)量，將區(qū)域小流域數(shù)量與區(qū)域總面積的比值作為小流域密度。③變異系數(shù)CV可描述小流域面積和小流域平均坡度的變異程度[5]，其中CVlt;10%表示呈弱變異性，10%≤CV≤100%表示呈中等變異性，CV＞100%表示呈強(qiáng)變異性。

3結(jié)果分析

3.1行政區(qū)小流域特征1）黑龍江省各行政區(qū)小流域統(tǒng)計(jì)指標(biāo)及形態(tài)屬性見表1。表1表明：①黑龍江省共有小流域20 424條，其中Ⅰ級(jí)小流域15 902條、占77.86%，Ⅱ級(jí)小流域3 263條、占15.98%，Ⅲ級(jí)小流域1 259條、占6.16%。②全省小流域密度為0.045 1條/km2，平均面積為21.84 km2，平均坡度為4.31°。③大興安嶺地區(qū)小流 李超等：黑龍江省小流域特征分析表1黑龍江省各行政區(qū)小流域統(tǒng)計(jì)指標(biāo)及形態(tài)屬性行政區(qū)小流域數(shù)量/條小計(jì)Ⅰ級(jí)Ⅱ級(jí)Ⅲ級(jí)小流域數(shù)量最多（占全省的19.44%），七臺(tái)河市最少（占全省的1.29%）；除大興安嶺地區(qū)外，其他12個(gè)市Ⅰ級(jí)、Ⅱ級(jí)和Ⅲ級(jí)小流域數(shù)量比約為10∶2∶1。④大興安嶺地區(qū)小流域密度最大（0.061 1條/km2），小流域平均面積最?。?6.38 km2）；雞西市小流域密度最?。?.039 1條/km2），小流域平均面積最大（25.00 km2）。⑤牡丹江市小流域平均坡度最大（8.91°），大慶市最?。?.14°）。2）黑龍江省各行政區(qū)小流域面積和平均坡度的變異系數(shù)見圖1。圖1表明：①大興安嶺地區(qū)、黑河市、綏化市、伊春市和牡丹江市5個(gè)市（地）的小流域面積變異系數(shù)CVlt;10%，呈弱變異性；其他8個(gè)市的小流域面積變異系數(shù)CV在10%～50%之間，呈中等變異性。②大慶市小流域平均坡度變異系數(shù)CVlt;10%，呈弱變異性，其他12個(gè)市（地）的小流域平均坡度變異系數(shù)CV在10%～70%之間，呈中等變異性。

3.2水土保持分區(qū)小流域特征黑龍江省各水土保持分區(qū)小流域統(tǒng)計(jì)指標(biāo)及形態(tài)屬性見表2。表2表明：①小流域數(shù)量。中部漫川漫崗?fù)寥辣３謪^(qū)最多，占全省的26.24%；西部低山丘陵土壤保持區(qū)最少，占全省的2.14%。全省小流域數(shù)量的63.95%集中分布在“一區(qū)一帶”區(qū)域，其中“一區(qū)”指中部漫川漫崗?fù)寥辣３謪^(qū)，“一帶”指大興安嶺山地水源涵養(yǎng)生態(tài)維護(hù)區(qū)和小興安嶺山地丘陵生態(tài)維護(hù)保土區(qū)。②小流域密度。西部低山丘陵土壤保持區(qū)最大（0.083 6條/km2），西部平原防沙農(nóng)田防護(hù)區(qū)最?。?.030 6條/km2）。小流域密度呈“三線”線性分布特征（見圖2），即從東南部山地丘陵水質(zhì)維護(hù)保土區(qū)（0.043 8條/km2）至東南部山地水源涵養(yǎng)減災(zāi)區(qū)（0.042 7條/km2）再至三江興凱平原生態(tài)維護(hù)農(nóng)田防護(hù)區(qū)（0.041 1條/km2）“一線”，從西部低山丘陵土壤保持區(qū)（0.083 6條/km2）至中部漫川漫崗?fù)寥辣３謪^(qū)（0.042 9條/km2）再至西部平原防沙農(nóng)田防護(hù)區(qū)（0.030 6條/km2）“一線”，從大興安嶺山地水源涵養(yǎng)生態(tài)維護(hù)區(qū)（0.061 1條/km2）至小興安嶺山地丘陵生態(tài)維護(hù)保土區(qū)（0.042 0條/km2）“一線”，小流域密度呈遞減趨勢(shì)。③小流域平均面積。三江興凱平原生態(tài)維護(hù)農(nóng)田防護(hù)區(qū)最大（24.45 km2），大興安嶺山地水源涵養(yǎng)生態(tài)維護(hù)區(qū)最?。?6.38 km2）。④小流域平均坡度。東南部山地水源涵養(yǎng)減災(zāi)區(qū)最大（7.99°），西部平原防沙農(nóng)田防護(hù)區(qū)最?。?.31°）。

4結(jié)束語1）黑龍江省小流域級(jí)別以Ⅰ級(jí)為主，全省小流域數(shù)量呈“一區(qū)一帶”的集中分布特征，密度呈“三線”線性分布特征。大興安嶺地區(qū)、黑河市、綏化市、伊春市和牡丹江市5個(gè)市（地）小流域面積呈弱變異性，其他8個(gè)市呈中等變異性；大慶市小流域平均坡度呈弱變異性，其他12個(gè)市（地）呈中等變異性。2）通過對(duì)黑龍江省小流域的劃分，摸清了省域小流域底數(shù)，掌握了行政區(qū)和水土保持區(qū)劃層面小流域分布特征，為國家和省級(jí)水土流失重點(diǎn)預(yù)防區(qū)、重點(diǎn)治理區(qū)的劃定提供了數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。3）今后可進(jìn)一步研究小流域范圍內(nèi)侵蝕溝、土壤類型、土地利用類型和土壤侵蝕強(qiáng)度等水土流失關(guān)鍵要素的分布特征，建立基于小流域的水土保持空間管控單元，為政府開展分區(qū)施策的水土流失綜合防治提供技術(shù)支撐。

[參考文獻(xiàn)]

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