黑龍江省小流域特征分析

［關鍵詞］ 水土保持；小流域；特征；密度；變異系數；黑龍江省

［摘要］ 按照小流域劃分技術標準與相關技術要求，基于DEM數據，結合黑龍江省行政區劃、河湖分布和地物實際，進行空間分析建模和水文分析，提取集水區，劃分小流域，并分析其特征。經分析：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全省小流域數量呈“一區一帶”的集中分布特征；密度呈“三線”線性分布特征；大興安嶺地區、黑河市、綏化市、伊春市和牡丹江市5個市（地）小流域面積呈弱變異性，其他8個市呈中等變異性；大慶市小流域平均坡度呈弱變異性，其他12個市（地）呈中等變異性。③平原及漫川漫崗區小流域的平均面積大于山地丘陵區的，平原及漫川漫崗區小流域的平均密度、平均坡度均小于山地丘陵區的。

［中圖分類號］ S157[文獻標識碼] ADOI：10.3969/j.issn.1000-0941.2024.04.007

［引用格式］ 李超，孫和強，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施細則》中就已明確“山區、丘陵區治理水土流失應以小流域為單元”，后2017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。為補齊短板，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月通過了專家技術審查。開展省域范圍小流域劃分是貫徹落實中共中央辦公廳、國務院辦公廳《關于加強新時代水土保持工作的意見》，水利部、農業農村部、國家林業和草原局、國家鄉村振興局《關于加快推進生態清潔小流域建設的指導意見》，以及黑龍江省委、省政府全面推進新時代水土保持工作的一項基礎性工作，對科學推進黑龍江省侵蝕溝[2]、小流域綜合治理和生態清潔小流域提質增效，以水土流失防治為抓手高質量助力鄉村振興和生態文明建設等具有積極意義[3-4]。

1劃分方法

1.1技術路線小流域劃分技術路線為：①利用空間分析模塊建模，完成DEM的填洼，以及流向、流量、河網鏈接、集水區等的提取；②結合行政區邊界、水系分布和地物實際，初步提取小流域邊界；③結合行政區和流域隸屬，對矢量數據進行屬性賦值；④檢查小流域間、小流域與行政區邊界間的拓撲關系，消除拓撲錯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的完整，可對多個集水單元進行合并。②為便于行政管理，小流域跨越縣界時采用縣界分割，避免小流域邊界穿越村莊或居民點，以保證村莊或居民點完整。③小流域邊界與各級流域邊界須無縫銜接。④小流域面積原則上宜小于50 km2；統籌考慮管護和治理時，在湖泊、水庫和地形變化不明顯的平原區，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劃分，列入相鄰小流域。

1.3數據來源除大興安嶺地區采用空間分辨率為12.5 m的DEM數據外，其他行政區采用空間分辨率為5 m的DEM數據。采用《中華人民共和國行政區劃簡冊2020》進行行政區賦名。

1.4數據處理①數據質量和處理方法須符合《數字測繪成果質量要求》（GB/T 17941—2008）、《遙感影像平面圖制作規范》（GB/T 15968—2008）、《數字地形圖產品基本要求》（GB/T 17278—2009）及《基礎地理信息數字產品1∶10 0001∶50 000生產技術規程 第2部分：數字高程模型（DEM）》（CH/T 1015.2—2007）等的要求。②基礎數據完整，空間參照系、位置配準、屬性格式須一致。③設置數據處理范圍時，須考慮相鄰區域的流域完整性和銜接關系。④矢量數據須無空間拓撲錯誤，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時，分別對屬性表中兩個字段進行匯總處理，生成Count_*字段，值為0時代表無重復。⑤小流域邊界確定后，才可提取小流域基本面積、平均坡度等形態屬性。

2統計指標①小流域級別。按照小流域面積S進行級別劃分，3 km2lt;S≤30 km2為Ⅰ級，30 km2＜S≤50 km2為Ⅱ級，S＞50 km2為Ⅲ級。②小流域密度可反映單位面積小流域數量，將區域小流域數量與區域總面積的比值作為小流域密度。③變異系數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%表示呈強變異性。

3結果分析

3.1行政區小流域特征1）黑龍江省各行政區小流域統計指標及形態屬性見表1。表1表明：①黑龍江省共有小流域20 424條，其中Ⅰ級小流域15 902條、占77.86%，Ⅱ級小流域3 263條、占15.98%，Ⅲ級小流域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黑龍江省各行政區小流域統計指標及形態屬性行政區小流域數量/條小計Ⅰ級Ⅱ級Ⅲ級小流域數量最多（占全省的19.44%），七臺河市最少（占全省的1.29%）；除大興安嶺地區外，其他12個市Ⅰ級、Ⅱ級和Ⅲ級小流域數量比約為10∶2∶1。④大興安嶺地區小流域密度最大（0.061 1條/km2），小流域平均面積最小（16.38 km2）；雞西市小流域密度最小（0.039 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°），大慶市最小（1.14°）。2）黑龍江省各行政區小流域面積和平均坡度的變異系數見圖1。圖1表明：①大興安嶺地區、黑河市、綏化市、伊春市和牡丹江市5個市（地）的小流域面積變異系數CVlt;10%，呈弱變異性；其他8個市的小流域面積變異系數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CVlt;10%，呈弱變異性，其他12個市（地）的小流域平均坡度變異系數CV在10%～70%之間，呈中等變異性。

3.2水土保持分區小流域特征黑龍江省各水土保持分區小流域統計指標及形態屬性見表2。表2表明：①小流域數量。中部漫川漫崗土壤保持區最多，占全省的26.24%；西部低山丘陵土壤保持區最少，占全省的2.14%。全省小流域數量的63.95%集中分布在“一區一帶”區域，其中“一區”指中部漫川漫崗土壤保持區，“一帶”指大興安嶺山地水源涵養生態維護區和小興安嶺山地丘陵生態維護保土區。②小流域密度。西部低山丘陵土壤保持區最大（0.083 6條/km2），西部平原防沙農田防護區最小（0.030 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維護保土區（0.043 8條/km2）至東南部山地水源涵養減災區（0.042 7條/km2）再至三江興凱平原生態維護農田防護區（0.041 1條/km2）“一線”，從西部低山丘陵土壤保持區（0.083 6條/km2）至中部漫川漫崗土壤保持區（0.042 9條/km2）再至西部平原防沙農田防護區（0.030 6條/km2）“一線”，從大興安嶺山地水源涵養生態維護區（0.061 1條/km2）至小興安嶺山地丘陵生態維護保土區（0.042 0條/km2）“一線”，小流域密度呈遞減趨勢。③小流域平均面積。三江興凱平原生態維護農田防護區最大（24.45 km2），大興安嶺山地水源涵養生態維護區最小（16.38 km2）。④小流域平均坡度。東南部山地水源涵養減災區最大（7.99°），西部平原防沙農田防護區最小（1.31°）。

4結束語1）黑龍江省小流域級別以Ⅰ級為主，全省小流域數量呈“一區一帶”的集中分布特征，密度呈“三線”線性分布特征。大興安嶺地區、黑河市、綏化市、伊春市和牡丹江市5個市（地）小流域面積呈弱變異性，其他8個市呈中等變異性；大慶市小流域平均坡度呈弱變異性，其他12個市（地）呈中等變異性。2）通過對黑龍江省小流域的劃分，摸清了省域小流域底數，掌握了行政區和水土保持區劃層面小流域分布特征，為國家和省級水土流失重點預防區、重點治理區的劃定提供了數據基礎。3）今后可進一步研究小流域范圍內侵蝕溝、土壤類型、土地利用類型和土壤侵蝕強度等水土流失關鍵要素的分布特征，建立基于小流域的水土保持空間管控單元，為政府開展分區施策的水土流失綜合防治提供技術支撐。

[參考文獻]

［1］ 李超，周寧.黑龍江省國家水土保持重點治理工程建設成效與經驗總結[J].水利科學與寒區工程，2019，2（6）：137-139.

［2］ 周寧，李超，呂志學，等.黑龍江省侵蝕溝水土流失治理規劃及措施[J].水利科學與寒區工程，2020，3（6）：158-161.

［3］ 周寧，孫和強，李超，等.2011—2021年黑龍江省水土流失變化特征[J].中國水土保持，2023（10）：48-51.

［4］ 周寧，李超，李鐵男，等.黑龍江省水土保持規劃實施效果評價[J].中國水土保持，2021（6）：51-54.

［5］ "周寧，李超，琚存勇，等.黑龍江省土壤可蝕性K值特征分析[J].農業工程學報，2015，31（10）：182-189.