论文《水文地理区划成果研究》-仁创编译转载

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　　摘要:文章以辽宁省为例提出水文地理分区指标体系，创新性的采用多因子综合地类分区模型，实现区域水文地类区划。结果表明:该方法可实现地类的综合分区，解决传统水文分区未能定量区划下垫面情况的局限，使得水文分区更为合理。

　　关键词:水文地理分区指标体系;综合地类分区模型;水文分区;辽宁省

　　水文分区是设计暴雨洪水基础的前提，水利工程设计迫切需要更精细化的水文地理分区，从而提高设计暴雨洪水计算精度，使得水利工程投资更加合理[1]。在山洪灾害调查与评价项目中，调查和评价的区域大都位于无资料区域，需要进行合理的水文地理资料移用，迫切需要水文地理区划成果来作为水文地理资料移用的依据[2]。此外，在水土流失规划、农业区划等项目中都迫切需要水文地理区划成果作为其规划的基础数据支撑。可见，水文地理区划成果在水利工程设计投资合理性以及水利工程设计、无资料地区设计暴雨洪水计算、水土保持规划以及农业区划数据支撑中体现重要的实用价值[3]。水文地理区划成果也将提高社会公众对暴雨洪水的认识，在当前互联网时代，成果也可以为互联网模式下的数据库服务提供重要的数据支撑平台[4]。近年来，许多学者对水文分区研究取得一定的成果[5-9]，但对于下垫面情况未能进行综合分类，大都采用定性描述为主的方式，而地类对于水文分区十分重要[10]。20世纪初期，美国学者提出了SCS模型，该模型结合区域下垫面情况，结合CN值对地类进行综合分类，在一些区域得到应用[11-15]，效果较好，但是在水文地理区划中还未得到应用，为此本文创新结合综合地类分区模型，以辽宁省为例，对其水文地理区划进行分析，研究成果对于其他省份水文分区具有参考和借鉴价值。

　　1研究方法

　　1.1水文地理分区指标体系

　　水文地理区划首先进行地理分区，分为地理一级、二级区，其中地理一级区以地理位置及地形为分区指标，见表1，在一级分区的基础上，进行地理二级分区，二级区以土地利用、土壤质地为分区指标，见表2，得到地理二级分区。在地理分区的基础上，进行水文地理区划研究，在地理一级区内结合水文要素指标，见表3，进行水文地理一级区划，在水文地理一级区划的基础上，结合地理二级分区以及暴雨洪水、径流量指标进行水文地理二级区划。

　　1.2综合地类分区模型

　　美国SCS模型将前期土壤湿度、土地利用方式和土壤类型状况等因素综合在一起，以CN值定量表示，根据不同土地利用、土壤类型设定CN值，其CN值设定结果详见参考文献[15]，综合考虑地形影响，SCS模型采用坡度修正方程对其进行修正计算。

　　2水文地理区划成果

　　2.1研究区域概况

　　辽宁省土地总面积为14.59万km2，地势基本上是自北向南，由东、西两侧向中部倾斜，丘陵和山地大致分列于东西两侧，约占全省面积的2/3。中部为东北-西南走向缓倾的长方形平原，约占全省面积的1/3。大部分河流自东、西、北三个方向往中南部汇集注入海洋。

　　2.2辽宁省干湿分区

　　根据辽宁省年降水量、干燥指数的空间分布特征，结合已有干湿区划分指标和方法，确定了适合辽宁省干湿区划分指标和原则，见表4。利用年干燥指数结合年降水量指标，并考虑区域一致性，将辽宁省分成三个干湿区，分别为湿润区、半湿润区和干旱半干旱区。

　　2.3辽宁省综合地类分区

　　2.3.1坡度分区本文以辽宁省数字地形图栅格图为主要数据源，利用地类信息软件中的空间分析模块，提取出坡度，并对其进行重分类，得到坡度分级图，然后对该数据层的属性数据进行统计和分析。经分析可知，各子单元平均坡度在0°～16.5°之间，中部地区平均坡度最小，小于0.5°;其次为东南部地区，平均坡度略大，以2°左右居多;而西部和东部平均坡度要明显高于以上两个地区，其中东部平均坡度要大于西部，且坡度在5°～15°之间，呈现明显的区域性;西部则有所不同，平均坡度分布又存在差异，约在0.5°～12°之间。2.3.2土壤分区根据已有的中国土壤质地数据集，利用地理信息软件中空间分析工具，提取辽宁省各子单元各层土壤砂粒、粉粒、粘粒含量。将辽宁省土壤剖面按深度分成4个层次，分别为0～16.6cm，16.6～28.9cm，28.9～49.3cm，49.3～82.9cm。分析结果见表5。2.3.3土地利用分区利用遥感和地理信息系统技术，对2017年辽宁省卫星影像的解译、分析、处理，根据土地利用情况，分成8种土地利用类型，分别为耕地、林地、草地、灌丛、湿地、水体、建筑用地和裸地。根据不同土地利用类型所占面积比重，得到辽宁省2010年主要土地利用结构图，分区结果如图1所示。从图1中可看出，耕地面积所占比重最大，达到全省研究区面积的48.7%，其次为林地面积，占28.4%，再次为草地面积，占14.2%，建筑面积所占比重为6.5%，水体面积占1.8%，而湿地、裸地面积很小，面积不到1%。2.3.4综合地类分区结合坡度、土地利用、土壤质地的分布结果，将流域划分成不同单元，结合SCS模型确定不同单位的CN值，对其进行综合地类分区。从图1中可看出，东部地类值较低为41～70之间，主要是这一区域的坡度影响所致。CN值90～95的主要分布在辽南地区，主要和区域的土地利用有关，这一区域土地利用为耕地的比例较高，使得其CN相对较高。从图中还可看出，辽宁西部地区总体CN值在80～90之间，但部分CN值在70～80之间，这部分主要原因在于其土壤为粘土所致。

　　2.4辽宁省水文地理区划成果

　　综合辽宁省气象、水资源量、地类、暴雨洪水特征，各区域分布情况如图2所示。从图2中可看出，辽宁省水文地理划分为11个区，分别为1区中部半湿润平原耕地壤粘土少水暴雨较易发区;2区中部半湿润平原耕地壤土平水暴雨较易发区;3区北部半干旱丘陵耕地壤砂土少水暴雨少发区;4区东部湿润山地森林壤土丰水暴雨极易发区，5区东部湿润山地森林壤土多水暴雨易发区，6区半岛半湿润丘陵耕地壤土多水暴雨较易发区，7区西部半干旱丘陵耕地壤土少水暴雨少发区，8区西部半干旱丘陵草地壤土少水暴雨少发区，9区西部干旱丘陵耕地壤土少水暴雨少发区，10区西部半湿润丘陵耕地平水暴雨较易发区，11区西部半湿润丘陵耕地壤土多水暴雨易发区。

　　3结论

　　(1)在进行综合地类分区时，应结合近期的土地利用数据进行分区，从而提高综合地类分区的精度，CN值一定要结合本区域的坡度进行修正。(2)辽宁省可以分为9个综合地类分区，分别为:山地林地壤土区，丘陵耕地壤土区;平原耕地壤土区，平原耕地壤砂土区，平原耕地壤质粘土区，丘陵耕地壤砂土区;丘陵耕地壤土区，丘陵草地壤土区，丘陵耕地壤土区。本文分区未考虑洪水要素的影响，在以后的研究中还需要结合洪水要素进行综合分区的研究。

　　作者：庄玉峰 单位：辽宁省阜新水文局

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