沙颍河流域主要参数与自然地理特征.pdf

水利水电技术第4 7 卷2 0 1 6 年第1 2 期 沙颍河流域主要参数与自然地理特征 左其亭1 ，罗增良1 ，石永强1 ，甘容1 ，刘静1 ，陈豪3 ( 1 郑州大学水利与环境学院，河南郑州4 5 0 0 0 1 ；2 郑州大学水科学研究中心，河南郑州4 5 0 0 0 1 ； 3 华北水利水电大学水利学院，河南郑州4 5 0 0 4 5 ) 摘要：沙颍河是淮河最大的支流，同时是污染最严重的支流。沙颍河流域人口密度大，工业化程度 高，具有多闸坝、高污染、人类活动密集的典型特征。从目前的研究现状看，流域边界、面积、河流 长度等主要参数尚无系统的梳理，基于自然地理分区的流域特征研究尚属空白。基于此，从地理学的 角度，借助地理信息技术和统计学方法，结合实地调研，系统梳理流域主要参数；基于地形地貌、水 文气象、土地利用和土壤数据，运用聚类分析、叠加处理等技术方法，将流域划分为3 个一级自然地 理区和1 3 个二级自然地理亚区。在分区的基础上，对流域主要自然地理特征进行总结。研究成果对 管理部门因地制宜地实行流域差别性管理具有重要的参考价值。 关键词：沙颍河流域；流域参数；自然地理特征；自然地理分区；分区方法 d o i：1 0 1 3 9 2 8 j cI l k i啪h e 2 0 1 6 1 2 0 1 5 中图分类号：P 3 4 3 1文献标识码：A文章编号：1 0 0 0 0 8 6 0 ( 2 0 1 6 ) 1 2 0 0 6 6 0 7 M a inp a r 锄e t e r sa n dp h y s io g r a p l l icch a r a ct e r is t icso fS h a y in g h eI H V e rB a s in Z U OQ it in 9 1 ”，L U 0Z e n 甜ia n 9 1 ，S H IY o n g q ia n 9 1 ，G A NR o n 9 1 ，U UJ in 9 1 ，C H E NH a 0 3 ( 1 S ch 0 0 1o fW a t e rC o n s e r v a n cy E n v ir o n m e n t ，Z h e n g z h o uU n iv e r s it y ， Z h e n g z h o u 4 5 0 0 0 1 ，H e n a n ，C h in a ； 2 C e n t e rf o rW a t e rS cie n ceR e s e a r ch ，Z h e n g z h o uU n iv e r s it y ，Z h e n g z h o u4 5 0 0 0 1 ，H e n a n ，C h in a ； 3 s ch 0 0 lo fw a t e rco n s e r v a I l cy ，N o r t hch in aU n iv e r s 毋o fW a t e rR e s o u r ce sa n dE l e ct r ic P o w e r ，Z h e n g z h o u4 5 0 0 4 5 ，H e n a J l ，C h in a ) A b s t r a ct ：S h a y in g h ef u v e risn o to n l yt 1 1 el a l l g e s tt r ib u t a r y ， b u ts im u l t a n e o u s l ya l s ot h em o s tp o U u t e dt r ib u t a r yo fH u a ih eR iv e r S h a y in g h eR iv e rB a s inh a sas ig n m ca n tf e a t u r eo f1 a r g ep o p u l a t io nd e n s it ya n dh 培hin d u s t r ia l iz a t io nd e g r e e 访t hm o r es l u ice sa n d d a m s ， h ig hp o U u t io na n dd e n s eh u m a na ct iv it ie s H o w e v e r ， t h em a inp a r a m e t e r so fb o u n d a r y ， a r e a ， d v e rl e n 殍h ，e t co ft h e r iv e rb a s ina r en o ts y s t e m a t ica U ys o n e do u ty e tf 而mt h ea s p e cto ft h es t a t u sq u oo ft h er e l e v a n ts t u d ie s ，w h il et l l ep h y s io 聊h ic z o I l in g - b a s e ds t u d yo n 出er iv e rb a s inch a r a ct e r is t icsiss t il la l m o s tinb l a n ka sw e l l 。0 nt h eb a s iso ft h is ，t l l em a inp a r a m e t e r so f t l l er iv e rb a s ina r es y s t e m a t ica l l ys o r t e do u tb ym e a n so fg e o 铲a p h icin f o 珊a t io nt e ch n o l o g ya n ds t a t is t ica lm e t h o d sinco m b in a t io n w 汕t 王l es it ein v e s t 唔a t io nf r o mt h ev ie w p o in to fg e o 铲印h y I na cco r d a n cew it ht h ed a t ao ft o p o g r a p h y ，h y d r o I o g ya l l dm e t e o r o l o g y ， l a n du s ea n ds o il ，t h er iv e rb a s inisd iv id e din t o3cl a s sIp h y s io g r a p h icz o n e sa n d1 3cl a s sI Ip h y s io g r a p h ics u b z o n e sw it h t l l et e ch n ica lm e t h o d so fcl u s t e ra n a l y s isa n do v e r l a yp r o ce s s in 昏0 nt h eb a s iso fz o n in g ，t h em a inp h y s io 铲a p h icch a r a ct e r is t ics0 f 血ed v e rb a s ina f es u m m a r iz e d T h es t u d yr e s l I l th a sa nim p o r t a n tr e f e r e n ceV a l u ef o rt h er e l e V a n ta u t h o r it ie st oim p l e m e n tt l ed i- r e n 豳dm a n a g e m e n to ft h ed v e rb a s ina cco r d in g 出el o ca lco n d it io nco n ce m e d K e yw o r d s ：S h a y in g h e 王U v e rB a s in ；r iv e rb a s inp a r a m e t e r s ；p h y s io g m p h icch a r a ct e r is t ics ；g e o g r a p h ica lz o I l in g ；z o n in gm e t l l o d s 1研究背景 流域是指流经该区域的水流和其他物质从一个公 共的出水口排出，从而形成一个集中的排水区域o ， 是水行政主管部门实施水资源管理的重要单元，对开 收稿日期：2 0 1 6 0 9 1 2 基金项目：国家自然科学基金( 5 1 2 7 9 1 8 3 ，5 1 5 0 9 2 2 2 ) ；郑州大学重大 科技项目培育基金( 2 叭5 z D P Y 0 1 ) 。 作者简介：左其亭( 】9 6 7 一) ，男，河南固始人，教授，博士生导师。 耽甜R 口D “口埘H y d 唧o rE 馏f H 蒯吆娲f 4 7N 0 1 2 展区域水资源、生态、环境和经济社会发展研究具有 重要的支撑作用。流域参数是流域几何特征的具体表 达，从地理学的角度确定流域参数，实施流域自然地 理区划，以此为基础归纳总结流域自然地理特征对于 因地制宜地实施流域差别性管理具有重要意义。 流域自然地理区划是依据流域自然地理状况，以 地形地貌、水文气象、生态环境等因素为主导，遵循 区内相似性、区间差异性、主导性与综合性原则，将 相同或相似地理单元集中连片的重要方法，是研究流 域自然地理特征的重要基础。国外自然地理区划起始 于近代地理学创始人洪堡，随后在霍迈尔、墨里安、 道库恰耶夫等人的推动下得到了进一步的完善和发 展_ 2 。J 。高江波等人认为我国自然地理区划自2 0 世 纪9 0 年代进入新的发展阶段1 1J ，区划的学科范畴不 断扩大，方法日益趋于定量化。6J ，分区体系更多地 考虑经济、人文、生态、环境等综合方面。卜8 I 。比 如，刘闯一1 认为从农业生产服务向资源、生态、环 境转变是中国自然地理区划的重要趋势；郑度等0 。 提出了包括区划模型、等级系统等在内的自然地理区 划范式。 沙颍河流域地处河南省中部、安徽省西北部，是 河南省粮食主产区农业灌溉用水的重要保障。流域人 口密度大，人类活动强烈，中上游建有大量的水闸和 水库工程，中下游受沿河两岸工农业和城镇发展影 响，水体污染严重，是一个多闸坝、高污染、人口密 集的典型流域，具有较高的研究价值。但是，从目前 的研究情况看，关于沙颍河流域自然地理特征的专门 左其亭，等沙颍河流域主要参数与自然地理特征 T R I S 卫星数字产品，2 0 1 5 年) 和3 0m 分辨率数字高 程模型( D E M ) 数据为基础( 数据均来自地理空间数据 云平台：h t t p ：w w w g s cl o u d cn ) ，以实地调研为 手段，综合遥感、地理信息系统和统计学方法，通过 遥感影像解译、D E M 水系提取和流域参数统计，确定 出沙颍河流域主要地理参数和水系参数，包括流域范 围、面积、出口断面位置、河流长度、上中下游集水 面积等，为沙颍河流域相关研究提供基础数据支撑。 2 1 流域范围确定 沙颍河发源于河南省登封市嵩山、淮河北侧， 是淮河最大的支流。流域地跨河南和安徽两省，流 经平顶山、漯河、许昌、周口、阜阳等4 0 余县市， 于颍上县沫河口汇入淮河。选取位于颍上县沫河口 的沙颍河人淮河干流河口处( 以下简称“沙颍河入淮 口”) 为流域出口断面位置( 1 1 6 0 3 l 0 7 ”E ，3 2 。2 97 2 4 ” N ) ，以D E M 数据为基础，遵循水系完整性原则，利 用A r cG I S 的水文分析模块提取流域边界( 1 11 。5 6 4 4 ” 1 1 6 。3 17 0 7 ”E ，3 2 。2 9 2 4 ”一3 4 。5 7 7 1 5 ”N ) ( 见图1 ) 。 经统计计算得到沙颍河流域面积为3 90 7 5 3 0k m 2 ， 其中，河南省境内流域面积为3 44 6 7 0 0k m 2 ，占流 域总面积的8 8 2 1 ；安徽省境内流域面积为46 0 8 3 0 k m 2 ，占流域总面积的1 1 7 9 。 2 2 水系参数确定 沙颍河流域水系发育，河流众多，流域面积大于 l0 0 0k m 2 的河流有1 4 条，流域面积介于1 0 0 10 0 0 k m 2 的河流有1 0 0 多条。沙河与颍河为流域内最大的 两条河流，两者交汇于河南省周口市境内。关于上游 研究并不多，甚至在流域边界、 流域面积、河流长度、上游河源r j 坚旦 L L j 旦生 主 ! j 尘 等基本问题上界定模糊，用法不 一【1 1 。13 | ，从长远发展的角度， 急需系统地归纳梳理。基于此， 本文运用地理信息技术和统计学 方法，结合实地调研，系统确定 流域主要参数；进而以高程和坡 度为主导，将流域分为3 个一级 区，以土地利用类型为主导，将 流域分为1 3 个二级区，并从地 形地貌、水文气象、土地利用、 土壤等方面总结流域自然地理特 征。 以遥感影像( L a n d s a t8O u 一 水利水电技术第4 7 卷2 0 1 6 年第1 2 期 图1沙颍河流域范围示意 N N N 妒 ” 拶 左其亭，等沙颍河流域主要参数与自然地理特征 河源( 沙河或颍河) 说法不一，目前并无学者详细探 究，本文认为交汇之前，以颍河为干流，交汇后一直 到颍上县沙颍河入淮口称为沙颍河。为定量确定沙颍 河流域主要水系参数，以D E M 和2 0 1 5 年的遥感数据 为基础，借助实地调研等手段，提取沙颍河流域水 系。以贾鲁河人沙颍河交汇处( 以下简称“贾鲁河人 河处”) ( 1 1 4 0 3 8 0 7 ”E ，3 3 0 3 7 4 7 ”N ) 和阜阳闸控制断 面( 1 1 5 。5 0 1 7 ”E ，3 2 0 5 37 3 9 ”N ) 为界，把流域分为上 中下游3 段( 见图2 ) ，并分别对流域内水系干支流的 河长、集水面积、流经区域等参数进行统计，统计结 果如表1 所列。 图2 沙颍河流域上中下游分区 分析认为，以沙河为源沙颍河总长度为6 2 1 2 0 k m ，以颍河为源沙颍河总长度为5 4 3 2 1k m ，流域面 积为3 90 7 5 3 0k m 2 。本文侧重于以沙颖河为源。贾 鲁河人沙颍河交汇处以上( 含贾鲁河流域) 为沙颍河 上游区，干流河长为2 8 7 0 4k m ( 以颍河为源) ，集水 面积2 65 5 8 7 4k m 2 ，主要由颍河、沙河、贾鲁河3 大支流区组成。其中，颍河流域面积为76 2 8 7 7k m 2 ， 清溟河为其主要支流，建有白沙水库；沙河流域面积 为1 25 2 2 3 9k m 2 ，澧河和北汝河为其主要支流，建 有昭平台水库、白龟山水库和孤石滩水库3 座大型水 库和泥河洼滞洪区；贾鲁河流域面积为67 4 8 3 8k m 2 ， 双洎河为其主要支流，建有霍庄闸、陈岗闸、高集闸、 北关闸等水利工程。贾鲁河人河处一阜阳闸为沙颍河 中游区，河长1 7 0 3 8k m ，集水面积1 09 7 9 5 1k m 。， 主要支流包括新运河、新蔡河、黑茨河和汾泉河，建有 周口闸、槐店闸等节制闸。阜阳闸一沙颍河入淮口为沙 颍河下游区，河长为8 5 7 9k m ，集水面积为15 ”0 5 l ( 1 1 1 2 ，建有颍上闸。左右岸主要支流示意如图3 所示。 3 沙颍河流域自然地理分区 为充分考虑流域下垫面的空间异质性，以网格单 元划分和聚类统计为主要手段，遵循完整性、区内相 似性、区间差异性、综合性与主导性原则，选取反映 流域自然地理空间特性的参数进行自然地理分区。主 要思路为：( 1 ) 结合实地调研与数据分析，在对沙颍 河流域自然地理、水文气象等基本情况深入了解的基 础上，谋划分区要素，构建分区指标体系，确定分区 标准。即，一级分区反映流域地理格局和气象格局的 空间异质性，二级分区反映流域生态系统和水文情势 的空间异质性。( 2 ) 综合考虑流域大小、指标属性及 其对流域空间特性的主导作用，选择合适的分区方 法，确定分区原则，进行流域自然地理分区。( 3 ) 根 据分区结果对各区域分别命名。 3 1 分区指标体系 水文、气象、地形地貌、土地利用和土壤是反映 流域自然地理状况的重要因素。指标体系是保障分区 结果合理性的重要基础，需要结合流域实际，综合考 虑重要性、代表性、独立性等多个方面进行选择。沙 颍河流域地势西高东低，平原与山地的空间分异明 显，流域内种植结构、物种类别受地形地貌因素的影 响较大。气象是流域干湿程度的重要反映，对流域内 生态系统分布格局的形成和发展具有重要作用。因此， 表1沙颍河流域主要支流特征统计 河流 起源 汇人沙颍入沙颍河河长流域面积 名称河位置处坐标 k mk m 2 流经区域 鲁山县、平顶山市区、襄城县、舞阳县、漯河市、商水县、 沙河鲁山县木达岭 周口市区 11 4 。3 6 1 9 ”E 3 3 。3 8 0 2 ”N3 6 5 0 31 25 2 2 3 9 周口市 澧河方城县四里店村漯河市区 l1 4 0 0 0 5 0 ”E 3 3 。3 4 4 0 ”N1 6 2 8 127 0 7 2 2叶县、舞阳县、漯河市 北汝河嵩县跑马岭襄城县丁营乡 1 1 3 。3 5 3 4 ”E 3 3 。4 1 2 8 ”N2 6 4 3 058 4 5 6 5嵩县、汝阳县、汝州市、郏县、宝丰县、叶县、襄城县 清溟河许昌市区 西华县逍遥镇 1 1 4 0 1 7 O O ”E 3 3 0 4 6 1 9 ”N1 1 2 2 321 6 8 1 2许昌县、I 临颍县、鄢陵县、西华县 新密市、中牟县、开封市、尉氏县、扶沟县、西华县、周 贾鲁河新密市白寨周口市区 1 1 4 。3 8 0 5 ，E 3 3 。3 77 4 9 ”N2 5 6 8 867 4 8 3 8 口市区 新运河太康县淮阳县 1 1 4 。4 8 0 4 ”E 3 3 0 3 47 3 8 ”N 5 9 0 9l4 5 7 1 9太康县、扶沟县、西华县、淮阳县 新蔡河 淮阳县小林庄沈丘县新安集 l1 5 0 l l 5 2 ，E 3 30 2 I o o ”N8 9 5 0l6 6 0 9 l淮阳县、郸城县、沈丘县 汾泉河郾城县召陵岗阜阳市城北 1 1 5 。5 0 0 0 ”E 3 2 。5 4 2 7 ”N2 4 1 2 277 5 8 1 6商水县、项城市、沈丘县、界首市、I 临颍县、阜阳市 水利水电技术第4 7 卷2 0 1 6 年第1 2 期 汝 嵩阳 北 县县 汝一 ? H J 颍河 贾鲁河 l 新霍 左其亭，等沙颍河流域主要参数与自然地理特征 图3沙颍河流域主要河流概化 一级分区主要从地形地貌与气候因素的角度，反映流 域地理格局和气象格局的空间异质性，把高程和坡度 作为衡量流域地形地貌空间异质性的主要指标；以综 合反映流域降雨和蒸发相对程度的干燥度指数作为表 征流域气候因素空间分异的主要指标。自然地理的空 间异质性对流域水文过程和生态系统的影响较大。14 I 。 二级分区在一级分区的基础上，从年径流深、土地利 用与土壤类型的角度反映流域内生态系统和水文情势 的空间异质性。分区指标体系如表2 所列。 3 2 分区方法及数据处理 分区研究中通常包含两种方法，自上而下的演绎 分区方法和自下而上的归纳分区方法。自上而下的分 区方法是根据区域内分区要素的地域分异规律，按照 区内一致性和共轭性划分最高级分区单元，进而从高 到低逐级揭示空间异质性7 ，该类方法侧重对区域 宏观格局的把握，适用于大中尺度分区。自下而上的 分区方法是通过最小单元的指标分析，按照空间聚类 的方法依次合并出较高级别的空间单元，直到最高级 别，能够保证最低等级区划单元的完整性，适用于小 流域分区。聚类分析r l8 | 、主成分分析引等参数化的 统计方法是对分区指标或单元进行定量处理的常用技 术方法。为了充分体现自然地理因素的空间异质性， 本文的思路为：对一级分区指标单独分区，进而遵循 综合性与主导性原则对多幅分区图叠加处理，得到一 级分区结果。在一级分区的基础上，运用自上到下的 分区方法，分别对二级分区指标进行单独分区和叠加 处理，得到二级分区结果，叠加过程主要在A r cG I S 软件中完成。具体过程为：对于地形地貌因素，基于 3 0m 分辨率的D E M 数据进行等高线提取和坡度提 取，把流域划分为山地、丘陵和平原3 个区域；对于 气候因素，结合A r cG I s 的f is h n e t 功能把流域概化为 3 91 0 2 个边长为1k m 的正方形网格，运用修正的谢 良尼诺夫公式计算干燥度指数旧0 I ，并把计算结果离 散到格网上，通过K 均值聚类分析，得到流域气候 表2 沙颍河流域自然地理分区指标体系 级别分类指标分区标准 一级 地形地貌高程、坡度山地( 5 0 0m ， 2 0 。) 、平原( O 2 0 0m ) 、其余为丘陵 分区 气候干燥度指数湿润区( 1 0 ) 、半湿润区( 1 0 1 5 ) 、半干旱区( 1 5 4 0 ) 、干旱区( 4 O 1 6 O ) 、极端干旱区( 1 6 0 ) 1 5 二级 水文年径流深缺水区( 6 0 0m m ) 1 6 土地利用土地利用类型林地、草地、耕地、水域、城乡工矿企业用地 分区 土壤土壤类型冲积土、始成土、淋溶土、变性土、黏磐土、潜育土、钙质土等 水利水电技术第4 7 卷2 0 1 6 年第1 2 期 雹 左其亭，等沙颍河流域主要参数与自然地理特征 分区结果，聚类过程在S P S s 软件中完成。对于二级 分区指标，年径流深的分区过程与干燥度指数类似； 对于土地利用类型数据，基于遥感影像解译把流域土 地利用类型划分为林地、草地、耕地、水域和城乡工 矿企业用地5 类，遵循综合性与主导性原则对解译后 的土地利用类型进行归类合并，得到土地利用分区 图；土壤数据来源于联合国粮食及农业组织( F A O ) 和国际应用系统分析研究所( I I A S A ) 于2 0 1 2 年2 月联 合发布的H a H l l o n iz e dw o r l ds o ilD a t a b a s e ( H w s D ， 版本1 2 ) ，空间分辨率为l0 0 0m 10 0 0m ，其分 区方法与土地利用类似。此外，分区界限综合考虑了 行政区划图、水系图和子流域划分图。 修正的谢良尼诺夫公式为 K = o 1 6 1 0 P ( 1 ) 式中，K 为干燥度指数；1 0 为全年大于等于1 0 积温；P 为全年大于等于1 0 期间的降水量。 3 3 分区结果 以地形地貌为主导因素，将流域划分为3 个一级 区。按照“区位+ 地貌类型+ 自然地理区”的命名规 则，其分别命名为西部山地自然地理区( 区域I ) 、 西部丘陵自然地理区( 区域) 和东部平原自然地理 区( 区域) 见图4 ( a ) 。以土地利用类型为主导因 素，把流域划分为1 3 个二级区，其按照“行政区区 位+ 水系名称+ 主要土地利用类型+ 自然地理亚区” 的命名规则进行命名。其中，区域I 由于二级分区指 标自然地理属性差异较小，不再进一步细分，即只有 1 个二级区；区域分为2 个二级区，分别命名为登 封一颍河一耕地一自然地理亚区( 一1 ) 和鲁山南一 澧河一林地一自然地理亚区( 一2 ) ；区域分为1 0 个二级区，分别命名为中牟一贾鲁河一耕地一自然地 理亚区( 一1 ) 、尉氏一贾鲁河一耕地一自然地理亚 区( 一2 ) 、禹州一颍河一耕地一自然地理亚区( 一3 ) 、平顶山一沙河一耕地一自然地理亚区( 一 4 ) 、叶县南一澧河一耕地一自然地理亚区( 一5 ) 、 襄城东一颍河一耕地一自然地理亚区( 一6 ) 、周口 一沙颍河一耕地一自然地理亚区( 一7 ) 、上蔡东一 汾泉河一耕地一自然地理亚区( 一8 ) 、临泉一汾泉 河一耕地一自然地理亚区( 一9 ) 和颍州东一沙颍河 一耕地一自然地理亚区( 一1 0 ) 见图4 ( b ) 。 4 沙颍河流域自然地理特征 流域自然地理特征是实施流域差别性管理和研究 的基础。自然地理分区根据地形地貌、气候、水文、 7 0 1 2 。E1 1 3 。E1 1 4 。E1 1 5 。E1 1 6 。E ( a ) 2 。E1 1 3 。E1 1 4 。E1 15 。E1 1 6 。E _ 2 。E 1 1 3 。E1 1 4 = 。E1 1 5 ：E1 1 6 。E ( b ) 图4 沙颍河流域自然地理分区 3 3 。N 土地利用等要素，将流域分成了具有相同属性的地块 单元。为了便于流域管理和开展相关研究，以自然地 理分区结果为基准，重点从地理位置、水文气象、土 地利用、土壤等方面归纳梳理流域自然地理特征具有 重要的意义。 4 1 西部山地自然地理区( 区域1 ) 该区位于北汝河源头伏牛山区、沙颍河流域最西 部( 1 1 1 。5 6 4 4 ”一1 1 2 。3 47 0 0 ”E ，3 3 。3 6 3 7 ”一3 4 。0 87 4 7 ” N ) ，跨河南省洛阳市和平顶山市，面积为18 3 8 2 6 k m 2 ，占流域总面积的4 7 0 。区内气候以暖温带大 陆性季风气候为主，平均海拔高度为8 8 6 1 9m ，平 均坡度为2 0 4 3 。土地利用类型以林地为主，约占 区域面积的8 3 9 2 ，几乎没有城乡工矿企业用地。 土壤类型主要以淋溶土为主，约占区域面积的 6 6 2 0 。由于地势较高、坡度较大，不利于居住及 工农业发展，该区域相比其他区域人口密度小，人类 活动强度低，自然生态系统受到人为干扰的程度轻。 因此，从自然生态系统完整性的角度，该区域自然生 态系统保留相对完好，属于沙颍河流域的低度人类活 动区域，该区详细参数如表3 所列。 4 2 西部丘陵自然地理区( 区域) 该区位于沙颍河流域西部，伏牛山余脉，沙河与 水利水电技术第4 7 卷2 0 1 6 年第1 2 期 表3 沙颍河流域自然地理分区特征 左其亭，等沙颍河流域主要参数与自然地理特征 分区名称西部山地自然地理区I 西部丘陵自然地理区东部平原自然地理区 面积k m 23 03 6 3 3 0 ( 7 7 7 1 ) ，其中一1 一l O 分别为28 1 4 4 7 、 ( 占流域总面 18 3 8 2 6 ( 4 7 0 ) 68 7 3 5 2 ( 1 7 5 9 ) ，其中一1 和 一2 分别为58 0 6 2 9 和l0 6 6 8 3 2 眈呓、13 2 3 4 7 、25 2 6 9 r 7 、2 她9 9 、2 撒9 6 、4 燃9 8 、 积比例) 71 5 5 9 1 、25 3 5 9 9 和l9 弧7 6 沙颍河流域最西部，北汝河源头沙颍河流域西部，伏牛山余脉，沙河河南省中部和安徽省西北部广阔的平原地带，跨河南省郑 地理位置 伏牛山区，跨河南省洛阳市和平与颍河源头区，跨河南省郑州市、洛州市、平顶山市、漯河市、许昌市和周口市等地市以及安 顶山市 阳市、平顶山市、许昌市和南阳市徽省阜阳市 地形复杂多样，地势起伏较大， 平均海拔高度8 8 6 1 9m ，平均 平均海拔高度3 6 3 1 3m ，平均坡度 平均海拔高度7 7 3 2m ，平均坡度1 0 3 。，地形单一，起伏 地形地貌8 5 3 。，地形有所起伏，坡度较缓， 坡度2 0 4 3o ，属沙颍河流域的不明显，为广阔的平原，属沙颍河流域的低海拔区 高海拔区 属沙颍河流域的中低海拔区 暖温带大陆性季风气候，四季分暖温带大陆性季风气候，四季分明， 明，光热充足，降水多集中在6光热充足，降水多集中在6 9 月，暖温带半湿润季风气候，四季分明，光热充足，降水多集 水文气象 9 月，年均降水量约6 5 0m m ，年均降水量约6 1 2m m ，年平均气温中在6 9 月，年均降雨量约7 5 4I l l l n ，年平均气温约1 5 年平均气温约1 4 约1 5 左右 土地利用类型以耕地为主( 约占区域 面积的5 6 6 0 ) ，其次为林地、草 土地利用类型以耕地为主( 约占区域面积的7 6 2 4 ) ，其 土地利用类型以林地为主( 约占地和城乡工矿企业用地( 分别占区域 次为城乡工矿企业用地( 占区域面积的2 0 3 5 ) 。其中， 区域面积的8 3 9 2 ) ，有少量面积的1 8 8 2 、1 2 4 4 和1o 5 8 ) 。 土地利用一l 一l O 均以耕地为主( 分别占各自区域面积的 的耕地，几乎没有城乡工矿企业其中，一1 以耕地为主( 占区域面 6 29 8 、8 3 6 0 、7 5 2 3 、7 0 9 3 、7 & 9 7 、8 1 4 2 、 用地积的6 2 7 8 ) ；一2 以林地为主 ( 占区域面积的4 7 9 1 ) ，耕地次之 8 C L2 8 、8 3 5 8 、8 1 0 2 和7 5 9 4 ) ( 占区域面积的3 8 4 2 ) 以冲积土为主( 约占区域面积的5 5 2 7 ) ，其次为始成 以始成土为主( 约占区域面积的土、变性土、淋溶土和黏磐土( 分别占区域面积的 以淋溶土为主( 约占区域面积的 6 4 4 5 ) ，粗骨土、淋溶土和冲积土1 6 3 8 、9 1 6 、8 3 0 和6 5 5 ) 。其中，一1 、 土壤 6 6 2 0 ) ，其次为始成土( 占区 共占区域面积的3 1 ，还包括黏磐一2 、一6 一一l O 以冲积土为主( 分别占各自区域面积 土、变性土等多种土类。其中一1的5 7 3 3 、7 6 9 r 7 、弘5 6 、9 4 6 1 、5 1 7 3 、4 5 1 4 域面积的2 5 9 0 ) 和一2 均以始成土为主( 分别占各和8 5 5 6 ) ，一3 以始成土为主( 占区域面积的 自区域面积的6 8 5 4 和4 2 1 8 )6 1 5 4 ) ，一4 以淋溶土为主( 占区域面积的4 5 2 4 ) ， 一5 以黏磐土为主( 占区域面积的6 0 4 1 ) 颍河的源头区( 1 1 2 0 1 57 5 2 ”一1 1 3 0 3 8 5 3 ”E ，3 3 。2 0 3 9 ” 3 4 。4 5 5 3 ”N ) ，跨河南省郑州市、洛阳市、平顶山 市、许昌市和南阳市5 个地市，区域面积为68 7 3 5 2 k m 2 ，占流域总面积的1 7 5 9 。区内气候以暖温带 大陆性季风气候为主，平均海拔高度为3 6 3 1 3m ， 平均坡度为8 5 3 0 。土地利用类型以耕地为主，占区 域面积的5 6 6 0 ；其次分布有少量的林地、草地和 城乡工矿企业用地，分别占区域面积的1 8 8 2 、 1 2 4 4 和1 0 5 8 。土壤类型以始成土为主，约占 区域面积的6 4 4 5 。该区域位于沙颍河流域中上 游，以丘陵为主，地形起伏不大，且坡度较缓，适宜 闸坝等水利工程建设。加上沙颍河流域缺水严重，自 2 0 世纪6 0 年代以来，该区域干支流河道修建了大量 的闸坝等水利工程，对河道内外生物栖息地环境造成 了一定程度的影响。总体而言，该区人类活动强烈， 闸坝建设较多，沿河两岸城镇及工农业发展较快，区 内生态环境受人类活动影响相对较大，部分河段水质 恶化严重，水生态系统受损。该区及对应的二级区详 细参数如表3 所列。 水利水电技术第4 7 卷2 0 1 6 年第1 2 期 4 3 东部平原自然地理区( 区域) 该区位于河南省中部和安徽省西北部广阔的平原 地带( 1 1 2 0 4 0 5 9 ”1 1 6 0 3 1 0 7 ”E ，3 2 0 2 9 2 4 ”一3 4 0 5 7 7 1 5 ”N ) ，跨河南省的郑州市、平顶山市、漯河市、许 昌市、周口市等地市和安徽省的阜阳市。区域面积为 3 03 6 3 3 0k m 2 ，占流域总面积的7 7 7 1 。区内平均 海拔高度为7 7 3 2m ，不足1 0 0m ，平均坡度为 1 0 3 0 。土地利用类型以耕地为主，占区域面积的 7 6 2 4 ；其次主要为城乡工矿企业用地，占区域面 积的2 0 3 5 ；草地和林地分布相对较少。土壤类型 以冲积土为主，占区域面积的5 5 2 7 。从面积上 看，该区面积最大，占到了整个流域的7 7 以上。 由于属于广阔的平原地带，该区地势平坦，气候适 宜，区内人口密集，人类活动剧烈。尤其是工农业发 展及城镇发展对自然生态系统造成的压力较大，水系 的自然功能逐渐向社会功能转变，绝大部分河道水质 恶化严重，水生态系统严重受损。沙颍河人淮河后高 污染水体对淮河水环境造成一定程度的影响。该区及 对应的二级区详细参数如表3 所列。 7 1 左其亭，等沙颍河流域主要参数与自然地理特征 5 结语 沙颍河流域具有高污染、多闸坝、人口密度大的 典型特征，基于流域参数界定不清晰、自然地理区划 研究不足、自然地理特征总结较少的现实问题，系统 梳理流域主要参数、按区划成果总结流域自然地理特 征具有十分重要的意义。本文综合借助地理信息技术 和统计学方法确定了沙颍河流域主要参数，结合聚类 分析、叠加处理等技术方法对流域进行了分区，并依 据分区成果归纳总结了流域自然地理特征。得到的主 要结论如下：( 1 ) 通过流域边界划定，确定流域面积为 3 9cr 7 5 3 0k m 2 ，上游以沙河为源干流长6 2 1 2 0k m ，以 颍河为源干流长5 4 3 2 1k m ，本文侧重于以颍河为源。 ( 2 ) 从地理格局和气候格局的角度，把流域分为3 个一 级区，从生态系统和水文情势的角度，把流域分成1 3 个二级区。( 3 ) 西部山地自然地理区土地利用类型以林 地为主，占分区面积的8 3 9 2 ；西部丘陵自然地理区 和东部平原自然地理区土地利用类型均以耕地为主， 分别占分区面积的5 6 6 0 和7 6 2 4 。 参考文献： 2 3 4 5 姜群鸥，邓祥征，战金艳，等，锡林河流域综合管理信息系统 研发与应用 J 生态学杂志，2 0 1 0 ，2 9 ( 1 ) ：1 5 7 1 6 4 高江波，黄姣，李双成，等中国自然地理区划研究的新进展 与发展趋势 J 地理科学进展，2 0 1 0 ，2 9 ( 1 1 ) ：1 4 0 0 一1 4 0 7 黄姣，高阳，赵志强，等基于G I s 与S O F M 网络的中国综合 自然区划 J 地理研究，2 0 1 1 ，3 0 ( 9 ) ：1 6 4 8 - 1 6 5 9 D 锄m a j lAW HT l e r o I eo fv e g e t a t io na n a l y s isin1 a n dcl a s s i6 ca t io n J F o Lch m n ，1 9 6 9 ，5 5 ：1 7 5 - 1 8 2 孔艳，江洪，张秀英，等基于H o l 凶d g e 和C C A 分析的中国生 6 7 8 9 1 0 1 2 1 3 1 4 1 5 1 6 1 7 1 8 1 9 2 0 态地理分区的比较 J 生态学报，2 0 1 3 ，3 3 ( 1 2 ) ：3 8 2 5 3 8 3 6 李伟峰，毛劲乔基于地理分区及神经网络的湖泊水库富营养 化研究 J 环境科学，2 0 1 1 ，3 2 ( 1 1 ) ：3 2 0 0 一3 2 0 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