山東省山地河流特征分析研究

蔡振華，丁吉龍，李清林

（1.山東省水文局，山東 濟南 250002；2.聊城市水文局，山東 聊城 252000）

山東省山地河流特征分析研究

蔡振華1，丁吉龍1，李清林2

（1.山東省水文局，山東 濟南 250002；2.聊城市水文局，山東 聊城 252000）

介紹了河流特征清查的有關(guān)指標和流域邊界、河長的提取方法，統(tǒng)計山地河流不同集水面積閥值的河流數(shù)量，并重點分析山地河流河長、面積及其相關(guān)關(guān)系，探求一般規(guī)律。

河湖普查；河長；集水面積；分析

河流指陸地表面上宣泄水流的通道，是溪、川、江、河的總稱。在全國第一次河流湖泊基本情況普查（以下簡稱河湖普查）中，為方便開展河湖普查工作，按流域邊界是否能清晰界定劃分將河流分為山地河流、平原河流、混合河流3類。

1 河流特征清查指標

河流特征包括基本特征、流域水系自然特征、水文特征3方面。基本特征包括河流名稱、河流編碼、上一級河流編碼、河流長度、流域面積、跨界類型、河流類型、流經(jīng)，當河流流域面積大于50km2時，需填報此8項；流域水系自然特征包括河源地理坐標和位置描述、河口地理坐標和位置描述、河流平均比降，當河流流域面積大于100km2時，需填報此3項；水文特征包括多年平均年降水深、多年平均年徑流深、水文站和水位站、實測和調(diào)查最大洪水，當河流流域面積大于100km2時，需填報此4項。因平原型河流流域邊界難以界定，而河湖普查跨界類型指的是流域跨界，故平原型河流沒有流域面積、跨界類型指標、平均比降指標及4個水文特征指標。

2 河流關(guān)鍵指標提取

2.1 流域邊界提取

流域邊界的提取主要根據(jù)25m間距的數(shù)字高程網(wǎng)格數(shù)據(jù)，由GIS軟件來實現(xiàn)，以提高流域邊界劃分的工作效率和成果精度，克服人工勾繪流域邊界的可能誤差。數(shù)字流域邊界是由25m為基本單位的折線組成的封閉多邊形。

2.2 河流提取

為方便計算流域內(nèi)任意一點的集水面積，本次普查根據(jù)25m間距的數(shù)字高程網(wǎng)格數(shù)據(jù)，由GIS軟件提取數(shù)字河流。為提高數(shù)字河流的精度，先把1∶50000 DLG的水系與數(shù)字高程網(wǎng)格數(shù)據(jù)進行融合，然后再用GIS軟件提取數(shù)字河流，并提取數(shù)字河流任一斷面的集水面積、河流比降等要素。數(shù)字河流也是由25m為基本單位的折線組成的線。

3 山地河流河長和流域面積關(guān)系分析

3.1 山地河流不同集水面積閥值統(tǒng)計

除平原水網(wǎng)區(qū)河流不統(tǒng)計集水面積外，山地型河流及混合河流都進行了面積量計算工作，山東省標準以上山地型河流656條。按照普查成果，集水面積50km2及以上的河流655條；100km2及以上的河流329條；200km2及以上的河流166條；1000km2及以上的河流39條；2000km2及以上的河流21條；10000km2及以上的河流4條；50km2以下的河流1條（為分沂入沭水道）。可以看出，給定標準以上河流數(shù)量隨河流集水面積閾值增加1倍，其相應(yīng)河流數(shù)量相應(yīng)減少約1倍。

3.2 山地河流河長和面積關(guān)系分析

按照集水面積將山地型河流劃分為1000km2及以上、1000km2以下和全部3個系列，分別計算集水面積與河流長度的相關(guān)系數(shù)。因黃河河長、集水面積遠遠超出其他河流相應(yīng)指標，對關(guān)系線的擬合影響較大，故在關(guān)系計算中將黃河的相應(yīng)指標剔除。

從計算結(jié)果可以看出：1）山地河流河長與集水面積大體呈同變化趨勢關(guān)系，即河流長度越長，集水面積越大；2）1000km2及以上河流采用乘冪相關(guān)擬合較好，相關(guān)系數(shù)為0.729；3）1000km2以下河流采

用直線相關(guān)擬合較好，相關(guān)系數(shù)為0.870；4）全部河流采用乘冪相關(guān)擬合較好，相關(guān)系數(shù)為0.897。

為進一步研究河長與面積的關(guān)系，從大汶河水系、沂沭泗水系、山東半島諸河水系中選擇有代表性的河流，分別計算集水面積與河流長度相關(guān)關(guān)系，如表1示。可以看出：1）19條河流集水面積與河長直線關(guān)系擬合較好，絕大多數(shù)河流相關(guān)系數(shù)在0.90以上；2）所選代表河流的干流參與相關(guān)關(guān)系擬合與否，對相關(guān)系數(shù)有一定的影響，總的趨勢是考慮干流的集水面積與河長的相關(guān)系數(shù)大于不考慮干流的相關(guān)系數(shù)；3）純山地型河流的集水面積與河長的相關(guān)系數(shù)較偏平原地區(qū)的河流的相關(guān)系數(shù)大，即直線相關(guān)關(guān)系好。

表1 山東省山地型河流集水面積與河長擬合關(guān)系表

4 結(jié) 語

由分析可知，河流長度與集水面積大體呈同變化趨勢關(guān)系，即河流長度越長，沿途匯入的支流越多，從而集水面積越大，且其相關(guān)性較好。其中，河流的河長指河口到河源之間河流中泓線的長度，集水面積一般指河口斷面以上的集水面積，但對多數(shù)混合河流，由于其平原段流域邊界無法清晰界定，集水面積難以準確計算；對于有些入海河流，由于河口斷面遠離陸地，因此本次普查少數(shù)河流計算河長的河口位置和計算集水面積的斷面并不一致。

（責任編輯崔春梅）

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1009-6159（2013）-08-0021-02

蔡振華（1981—），男，工程師