中山市平原河網(wǎng)區(qū)水土流失易發(fā)區(qū)劃分研究

姚成平， 鄭國權(quán)， 張曉遠(yuǎn)， 楊憲杰， 鄧飛

(廣東省水利電力勘測設(shè)計研究院， 廣東 廣州510635)

新修訂的《中華人民共和國水土保持法》要求：“在山區(qū)、丘陵區(qū)、風(fēng)沙區(qū)以及水土保持規(guī)劃確定的容易發(fā)生水土流失的其他區(qū)域開辦可能造成水土流失的生產(chǎn)建設(shè)項目，生產(chǎn)建設(shè)單位應(yīng)當(dāng)編制水土保持方案，報縣級以上人民政府水行政主管部門審批，并按照經(jīng)批準(zhǔn)的水土保持方案，采取水土流失預(yù)防和治理措施”[1-3]。上述要求闡明了水土保持規(guī)劃在水土流失和水土保持工作中起著統(tǒng)局、長遠(yuǎn)預(yù)謀的先導(dǎo)作用[4]，同時明確了水土保持規(guī)劃須對山區(qū)、丘陵區(qū)和風(fēng)沙區(qū)以外容易發(fā)生水土流失的其他區(qū)域予以確定[5-7]。中山市平原區(qū)河網(wǎng)密布、水系發(fā)達(dá)，降水多、強(qiáng)度大且年內(nèi)分布不均，特殊的自然地理條件加上人類高強(qiáng)度的經(jīng)濟(jì)活動影響，造成了區(qū)內(nèi)水土流失易發(fā)、面廣的特點(diǎn)[8]。近年來盡管中山市的水土保持工作取得了一定的成果，但水土流失問題依然突出，全市范圍內(nèi)特別是平原河網(wǎng)區(qū)各種成因的水土流失危害依然普遍存在。在此背景下，為更好地貫徹《水土保持法》，落實中山市水土保持規(guī)劃確定的防治任務(wù)和措施，保護(hù)寶貴的水土資源，亟需開展境內(nèi)平原河網(wǎng)區(qū)水土流失易發(fā)區(qū)的劃分研究工作。本次劃分研究以GIS和RS技術(shù)為支撐，在分析平原河網(wǎng)區(qū)水土流失易發(fā)區(qū)特征的基礎(chǔ)上，根據(jù)確定的劃分原則，制定了相對完善的水土流失易發(fā)區(qū)劃分指標(biāo)體系，劃分出了容易發(fā)生水土流失的其他區(qū)域，一方面可為水行政主管部門依法行政和實施生產(chǎn)建設(shè)項目水土保持管理提供依據(jù)，另一方面可為編制市縣級水土保規(guī)劃提供科學(xué)依據(jù)。

1 研究區(qū)概況

中山市位于廣東省中南部，地處東經(jīng)113°09′21″—113°35′43″，北緯22°11′26″—22°46′35″之間，陸地總面積約1 783.67 km2，地形以平原為主，境內(nèi)河網(wǎng)區(qū)水系發(fā)達(dá)，平均河網(wǎng)密度達(dá)1.22 km/km2，陸域斑塊破碎不規(guī)整[9]。截止2017年末，中山市共有24個鎮(zhèn)級行政區(qū)，常住人口323萬人。區(qū)域?qū)賮啛釒Ъ撅L(fēng)氣候，地帶性森林植被類型為季風(fēng)常綠闊葉林，森林覆蓋率28.86%；土壤類型以紅壤、赤紅壤為主；年平均氣溫22.5 ℃，年均降雨量為1 886.1 mm，降雨主要集中在每年4—9月，占全年降水量的85%左右。

2 研究方法

2.1 技術(shù)路線

首先，搜集與水土流失易發(fā)區(qū)劃分相關(guān)的自然、社會經(jīng)濟(jì)、水土流失等基礎(chǔ)資料；其次，根據(jù)廣東省和中山市水土保持區(qū)劃情況，界定待劃分易發(fā)區(qū)范圍。再次，建立易發(fā)區(qū)劃分的定量和定性技術(shù)指標(biāo)體系；最后，按照劃分指標(biāo)體系，以鎮(zhèn)級行政區(qū)為劃分單元，根據(jù)平原河網(wǎng)區(qū)易發(fā)區(qū)特性及區(qū)域水土流失防治需求，確定劃分標(biāo)準(zhǔn)，由此劃定中山市平原河網(wǎng)區(qū)水土流失易發(fā)區(qū)。劃定技術(shù)路線如圖1所示。

2.2 劃分方法

2.2.1 劃分原則 水土流失易發(fā)區(qū)的劃分既要考慮劃分方法的科學(xué)性、合理性，又要考慮實際的可操作性[10]。結(jié)合中山市平原河網(wǎng)區(qū)的社會、自然特征，水土流失易發(fā)區(qū)劃分應(yīng)遵循以下原則。第一，定性分析與定量分析相結(jié)合原則，通過定量分析確定區(qū)域范圍和邊界，通過定性分析協(xié)調(diào)，把握全局，對定量結(jié)果進(jìn)行增刪[11]；第二，自然因素和人為因素兼顧[12]原則，以平原河網(wǎng)區(qū)自然、社會情況為基礎(chǔ)，立足于技術(shù)經(jīng)濟(jì)的合理性和可行性，兼顧社會經(jīng)濟(jì)、自然特點(diǎn)，統(tǒng)籌考慮區(qū)域內(nèi)水土流失潛在危險程度，劃分容易發(fā)生水土流失區(qū)域；第三，與區(qū)域生態(tài)格局和功能定位相適應(yīng)原則，充分借鑒全國及廣東省水土保持規(guī)劃等成果，在遵循國家國土空間開發(fā)格局和功能定位的基礎(chǔ)上，確定劃分的方向；第四，集中連片原則，水土流失易發(fā)區(qū)劃分應(yīng)集中連片，具有與對應(yīng)防治區(qū)級別相適應(yīng)的規(guī)模[13]。

2.2.2 劃分范圍界定 以鎮(zhèn)級行政區(qū)為劃分單元，劃分中山市水土保持分區(qū)。根據(jù)《中山市水土保持規(guī)劃》，中山市被劃分為兩個水土保持區(qū)，分別為北部平原水質(zhì)維護(hù)和人居環(huán)境維護(hù)區(qū)以及南部低山丘陵水源涵養(yǎng)和生態(tài)維護(hù)區(qū)，其中前者屬于山地丘陵區(qū)，不在本次易發(fā)區(qū)劃分范圍內(nèi)；北部平原水質(zhì)維護(hù)和人居環(huán)境維護(hù)區(qū)屬平原區(qū)，將其界定為中山市平原河網(wǎng)區(qū)的范圍，包括石岐區(qū)街道、西區(qū)街道等15個鎮(zhèn)區(qū)，土地面積951.56 km2，占全市土地總面積的53.34%。

圖1 中山市平原河網(wǎng)區(qū)水土流失易發(fā)區(qū)界定技術(shù)路線圖

2.2.3 劃分指標(biāo)體系建立 本次研究水土流失易發(fā)區(qū)劃分指標(biāo)包括定量指標(biāo)和定性指標(biāo)。

(1) 定量指標(biāo)。水土流失潛在危險度是在各種人為不可控制的自然因素的驅(qū)動下，水土流失發(fā)展可能達(dá)到的程度，其大小取決于驅(qū)動力的大小[14-15]，其大小及分布特點(diǎn)反應(yīng)出區(qū)域水土流失易發(fā)程度，因此本研究將其作為平原河網(wǎng)區(qū)水土流失易發(fā)區(qū)劃分的定量分析指標(biāo)。

通常情況下，其主要由地形地貌、土壤、地質(zhì)、降雨4個指標(biāo)組成，但考慮到區(qū)域河網(wǎng)密集、水系發(fā)達(dá)，不同地類水土流失潛在易發(fā)程度差異較大等獨(dú)特的地域特點(diǎn)，本研究新增土地利用因子作為判斷水土流失潛在危險度的指標(biāo)之一。各指標(biāo)權(quán)重主要參照《廣東省水土保持規(guī)劃》中水土流失潛在危險度各因子權(quán)重，并依據(jù)專家打分法確定，構(gòu)成及權(quán)重如表1所示。

(1)

式中：E——侵蝕潛在危險性指數(shù)(0～1)；ωi——潛在危險因子權(quán)重值；pi——水土流失潛在危險因子。

根據(jù)公式(1)計算，在ArcGIS中對各圖層依據(jù)權(quán)重進(jìn)行疊加分析，得出平原河網(wǎng)區(qū)水土流失潛在危險度分級圖。分析結(jié)果顯示，區(qū)域內(nèi)E值在0～0.389 3之間，參照《中國水土流失防治與生態(tài)安全—南方紅壤區(qū)卷》中水土流失潛在危險區(qū)域分級標(biāo)準(zhǔn)[16]，結(jié)合E值在研究區(qū)域占的比例，將其分為兩級，即E<0.20，為低水土流失潛在危險性區(qū)；E≥0.20，為高水土流失潛在危險性區(qū)。參照上位規(guī)劃分級標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合中山市劃分易發(fā)區(qū)的行政需求，將鎮(zhèn)街區(qū)內(nèi)高水土流失潛在危險度面積占比大于50%的區(qū)域，劃定為重險型水土流失潛在危險區(qū)域，反之則劃定為輕險型水土流失潛在危險區(qū)域。

表1 中山市水土流失潛在危險因子構(gòu)成

(2) 定性指標(biāo)。定性指標(biāo)主要依據(jù)全國水土保持規(guī)劃中界定水土流失易發(fā)區(qū)的特征來選取，主要為是否涉及水土流失敏感、潛在危險較大區(qū)域。

水土流失易發(fā)區(qū)定性指標(biāo)為： ①地形地貌，主要判斷所屬鎮(zhèn)級區(qū)內(nèi)是否涉及地形高差大于50 m且具有一定規(guī)模的區(qū)域； ②重要水土保持生態(tài)區(qū)，主要判定是否涉及濕地保護(hù)區(qū)、風(fēng)景名勝區(qū)、自然保護(hù)區(qū)、飲用水源保護(hù)區(qū)及其他生態(tài)紅線區(qū)等[3]，將其界定為具備容易發(fā)生水土流失的生態(tài)敏感性條件； ③重要經(jīng)濟(jì)區(qū)域，將是否存在一定規(guī)模的礦產(chǎn)資源集中開發(fā)區(qū)和經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)作為界定易發(fā)區(qū)的社會經(jīng)濟(jì)條件[3]。 ④河道岸線功能區(qū)，主要為河流兩側(cè)一定范圍，具有岸線保護(hù)功能的區(qū)域[3]，判定是否涉及主要河道兩側(cè)100 m范圍內(nèi)具有岸線保護(hù)功能的區(qū)域； ⑤特定水土保持功能區(qū)，本研究將境內(nèi)是否存在水質(zhì)維護(hù)或人居環(huán)境維護(hù)功能的重要區(qū)域作為判斷水土流失易發(fā)區(qū)的水土保持功能條件。劃分技術(shù)指標(biāo)體系詳見表2。

表2 容易發(fā)生水土流失的其他區(qū)域劃分指標(biāo)體系

2.2.4 易發(fā)區(qū)劃分標(biāo)準(zhǔn) 水土流失易發(fā)區(qū)劃分以鎮(zhèn)區(qū)為劃分單元，根據(jù)中山市平原河網(wǎng)區(qū)易發(fā)區(qū)特性及水土流失防治需求，其劃分標(biāo)準(zhǔn)為： ①定量指標(biāo)符合，定性指標(biāo)滿足其中之一的鎮(zhèn)區(qū)； ②定量指標(biāo)基本符合(定量指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)控制在10%以內(nèi))，滿足兩項以上定性指標(biāo)的區(qū)域。符合上述條件之一者，即可劃定為中山市平原河網(wǎng)區(qū)容易發(fā)生水土流失的其他區(qū)域。

3 結(jié)果及分析

3.1 劃分結(jié)果

根據(jù)水土流失易發(fā)區(qū)劃分指標(biāo)體系及劃分標(biāo)準(zhǔn)，將小欖、黃圃、民眾、東升、古鎮(zhèn)、港口、三角、橫欄和大涌鎮(zhèn)等9個鎮(zhèn)街劃定為中山市平原河網(wǎng)區(qū)容易發(fā)生水土流失的其他區(qū)域，劃定區(qū)域位于中山市東北部和西北部，土地面積666.92 km2，占全市土地總面積的37.39%，劃分成果如附圖3所示。

3.2 結(jié)果分析

從劃分的結(jié)果來看，所劃定平原河網(wǎng)區(qū)水土流失易發(fā)區(qū)在社會經(jīng)濟(jì)、自然特性、水土流失及其特征等方面存在較明顯的易發(fā)區(qū)應(yīng)具有的特性，具體表現(xiàn)為：

(1) 社會經(jīng)濟(jì)方面。區(qū)內(nèi)經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)，人口密度高達(dá)1 575人/km2，人類社會活動強(qiáng)，土地開發(fā)程度高，開發(fā)區(qū)建設(shè)、架橋修路等城市化建設(shè)活動十分頻繁，此類生產(chǎn)建設(shè)活動形成局部微地貌，使得施工擾動區(qū)域仍然具備發(fā)生較大水土流失的地形條件，極易造成較大水土流失。

(2) 自然條件方面。一是區(qū)內(nèi)降水充沛、雨量集中，暴雨頻次多，降雨強(qiáng)度大，侵蝕自然驅(qū)動力強(qiáng)，水土流失強(qiáng)度大；二是區(qū)內(nèi)河網(wǎng)密布、河流縱橫交錯，區(qū)域內(nèi)地勢雖平坦，但境內(nèi)河網(wǎng)眾多，陸地分割，土壤一旦發(fā)生侵蝕，將直接影響河道，水土流失危害極大；三是區(qū)域總體地形平坦，但仍存在高低起伏的微地貌，仍然具備發(fā)生水土流失的地形條件。四是林草植被覆蓋率相對較大，但土壤抗蝕性弱、易風(fēng)化。

(3) 水土流失及其特性上。區(qū)域內(nèi)中度以上水土流失面積12.13 km2，占全市水土流失面積的13.83%，總體上水土流失面積相對較小，但侵蝕類型以人為流失為主，且基本都在中度以上；劃定區(qū)域內(nèi)水土流失潛在危險程度較高，集中在0.10～0.30之間，其中小欖、黃圃等鎮(zhèn)區(qū)屬重險型水土流失潛在危險區(qū)域；區(qū)域內(nèi)河網(wǎng)密集，約有70%的區(qū)域在重要水土保持生態(tài)功能區(qū)、河流岸線保護(hù)區(qū)及水質(zhì)維護(hù)或人居環(huán)境維護(hù)功能的范圍內(nèi)，一旦發(fā)生水土流失，造成影響極大。

(4) 劃分區(qū)域分布上。劃分區(qū)域主要分布在北部平原河網(wǎng)區(qū)，劃分成果明確了中山市水土保持規(guī)劃中的水土流失潛在危險區(qū)域，可作為規(guī)劃的重要構(gòu)成部分，對各類生產(chǎn)建設(shè)項目實行分區(qū)防治戰(zhàn)略和分類指導(dǎo)，為生產(chǎn)建設(shè)項目水土保持管理提供依據(jù)。

4 結(jié) 論

(1) 提出了合理的技術(shù)路線，明確了劃分原則。提出了合理的劃分思路和技術(shù)路線，同時明確了水土流失易發(fā)區(qū)劃分應(yīng)采用定性分析與定量技術(shù)結(jié)合、自然及人為因素兼顧以及與區(qū)域生態(tài)格局和功能定位相適應(yīng)等原則。

(2) 對影響水土流失易發(fā)構(gòu)成的各要素進(jìn)行了分析評估。通過對平原河網(wǎng)區(qū)水土流失易發(fā)區(qū)的深入分析，可對動態(tài)變化的容易發(fā)生水土流失的各要素進(jìn)行評估分析，研究其動態(tài)變化特點(diǎn)，為水土流失易發(fā)區(qū)指標(biāo)選取提供理論支撐。

(3) 確立了完善的水土流失易發(fā)區(qū)劃分指標(biāo)體系。以GIS和RS技術(shù)為基礎(chǔ)，根據(jù)劃分原則，在分析平原河網(wǎng)區(qū)社會經(jīng)濟(jì)、自然條件等特點(diǎn)基礎(chǔ)上，提出了相對完善的水土流失易發(fā)區(qū)劃分指標(biāo)體系。

(4) 明確了劃分成果的應(yīng)用價值。劃分成果是構(gòu)建以及完善中山市水土保持規(guī)劃體系的需要，可為編制地市級水土保規(guī)劃和制定規(guī)章制度提供科學(xué)依據(jù)，同時能夠很有效地規(guī)范各類生產(chǎn)建設(shè)項目的行為，為中山市人民政府依法行政、實施生產(chǎn)建設(shè)項目水土保持管理提供依據(jù)。