黑龙江流域水文地理耦合区划与分析

丛大钧，戴长雷，李 洋，赵伟静，王思聪

(1.黑龙江大学寒区地下水研究所，黑龙江 哈尔滨 150080；2.黑龙江大学 水利电力学院，黑龙江 哈尔滨 150080；3.北京师范大学 水科学研究院，北京 100875；4.哈尔滨市磨盘山水库，黑龙江 哈尔滨 150001)

1 问题的提出

黑龙江流域地跨高纬度区，位于北纬42°00′～55°00′、东经108°20′～141°20′范围内，流域面积185.5万km2。西部属于内蒙古自治区，占流域面积的35%；南部属吉林省，占流域面积的14%；东北部属黑龙江省，占流域面积的51%。

因划分原则的不同，黑龙江流域有多种划分结果，地形地貌受当地河流水系发育程度的影响是水文地理耦合区划的参照基础。黑龙江流域水系发达，主要支流有额尔古纳河、石勒喀河、嫩江、松花江、结雅河、布列亚河和乌苏里江[1]。流域是汇集地表水和地下水的区域，黑龙江流域是以黑龙江为主要水系的河流汇水区。

近100余年来黑龙江多次发生洪水，据调查、实测和有关资料记载，1872、1897、1958、1984年等年份均发生过大洪水。2013年汛期，黑龙江发生了罕见的流域性大洪水。目前对于黑龙江流域的研究已取得一定进展，分别以行政管理、地表水与地下水三种区划因素对黑龙江流域进行研究划分，可为该流域的水资源评价、水权管理和防洪等方面的工作提供一定的参考。

2 区划的原则与方法

2.1 区划原则

区划的原则以三个因素为主要划分依据(地表水因素，地下水因素，行政管理因素)，在尽可能保证区域内各水系完整的前提下先进行单因素区划，再进行多因素区划。同时，对研究区的人口密度按行政管理区划的原则进行统计对比与分析。

2.2 区划方法

搜集研究区相关的行政区划图、水系图、水文地质分区图。优先选择清晰准确的基础图件。首先利用Auto CAD 软件按照黑龙江水系分区原则填充底图数据，再利用搜集到的其余底图资料以及相关基础数据资料描绘出不同分区原则下的黑龙江流域的相关分区，最后与绘制的黑龙江流域图进行叠加分析，得到黑龙江流域水文地理区划图，为相关研究提供参考。区划的方法如图1所示。

图1黑龙江流域水文地理区划方法

首先对黑龙江流域进行单因素区划，这三种单因素分别为行政、地表水和地下水。随后，在单因素区划的基础上对其进行双因素和三因素区划。

3 单因素区划

3.1 基于地表水的水文地理区划

根据黑龙江流域的地貌特征参照亚洲地形图，以分水岭作为其内部流域分区的依据，进行流域分区。其中，额尔古纳河与石勒喀河的分水岭是加集木尔山；松花江与额尔古纳河的分水岭是大兴安岭；松花江与黑龙江干流的分水岭是小兴安岭；乌苏里江隔完达山与黑龙江干流相邻，隔长白山与松花江相邻。结雅河与布列亚河的分水岭是图拉那山；布列亚河和阿姆贡河的分水岭是布列亚山。

根据黑龙江流域绘制的地表水系分区图将黑龙江流域共分为8个区，分别是：黑龙江干流区、松花江区、额尔古纳河区、石勒喀河区、结雅河区、布列亚河区、阿姆贡河区和乌苏里江区。

地表水分区在确保流域的完整性的前提下，遵循综合性与主导性、相似性与差异性原则，反应出河流水系的空间分异规律。地表水分区对评价、规划、开发和利用水资源都有重要意义[2]。

3.2 基于地下水的水文地理区划

进行地下水区划时，考虑到形成地下水和影响其分布的水文因素，对其进行地下水区划不仅能揭示出水文地质规律，同时还能揭示地下水与地质、地貌、构造、水文、气候等各种自然因素的关系[3]。

根据黑龙江流域绘制的地下水系分区图将黑龙江流域共分为9个区，分别是：蒙古高原干旱气候带水文地质分区、西北山区冻层带水文地质分区、外兴安岭冻层带水文地质分区、阿姆贡河平原海洋气候带水文地质分区、布列亚河湿润气候带水文地质分区、结雅河湿润气候带水文地质分区、松嫩平原湿润气候带水文地质分区、中下游平原海洋气候带水文地质分区、长白山湿润气候带水文地质分区[4]。

3.3 基于行政管理的水文地理区划

在综合考虑政治、经济和人口诸多因素的前提下进行行政区划，往往会对其他区划体系起到引导性作用[5-6]。该流域的中国部分(黑龙江省、内蒙古自治区、吉林省和辽宁省)人口密度远高于流域整体的平均水平，剩余地区则均在平均值以下，见图2。

图2 黑龙江流域各行政区人口密度对比

行政区一般按照地域进行划分，同时兼顾政治、经济、文化、民族、地理、人口等多方面的因素。行政区一般是为了实现某一单项职能的管理而划分的区域，以便于管理且适合现阶段的经济发展。根据现阶段的资料，黑龙江流域涵盖了8个省、3个边疆区、1个自治州、1个自治区，共14个区域。

4 多因素区划与分析

4.1 双因素区划与分析

地表水与地下水是密切相关的，地表水主要以河流和湖泊等形式存在[7]。地下水主要的存在形式为裂隙水、孔隙水和岩溶水等[8]。在不同的时空条件下二者相互补给从而保持水资源均衡。将地表水分区图和地下水分区图叠加分析其区别与联系，得到黑龙江流域地表水-地下水耦合分区图。综合考虑地表水与地下水因素，根据黑龙江流域绘制的地表水-地下水耦合分区图将黑龙江流域共分为21个区。

依据水资源的自然、经济和社会属性，将流域分区与行政分区有机结合[9]。适当开发利用地表水资源，既可促进区域经济发展，又可改善生态环境[10]。将地表水与行政两种因素的分区图叠加，得到黑龙江流域地表水-行政管理耦合分区图，将该流域分为26个区域。

地下水作为地球上重要的水体，具有供水稳定、分布广泛、水质良好等优点，是人类生产生活及农业灌溉的重要水源[11-12]。地下水与行政两种因素分区图叠加，根据黑龙江流域绘制的地下水-行政管理耦合分区图将黑龙江流域共分为29个区。

4.2 三因素区划与分析

通过对黑龙江流域的行政分区图、地表水分区图与地下水分区图三者叠加耦合，得到黑龙江流域地表水-地下水-行政管理耦合分区图，见图3。根据三因素分区图可以清晰地了解各区域的水资源概况，有利于各区域对水资源的开发与利用。综合考虑地表水、地下水与行政管理因素，根据黑龙江流域绘制的地表水-地下水-行政管理耦合分区图将黑龙江流域共分为42个区，以EE1 zy为例，EE表示地表水分区中的额尔古纳河区，zy表示行政分区中的中央省，1表示地下水分区中的蒙古高原干旱气候带水文地质分区。按此方法对三因素耦合分区图进行标注，见表1。

图3 黑龙江流域地表水-地下水-行政管理耦合区划示意图

序号分区名称分区编号1额尔古纳河-蒙古高原干旱气候带-中央省EE1 zy2额尔古纳河-蒙古高原干旱气候带-东戈壁省EE1 dg3额尔古纳河-蒙古高原干旱气候带-肯特省EE1 kt4额尔古纳河-蒙古高原干旱气候带-苏赫巴特尔省EE1 sh5额尔古纳河-蒙古高原干旱气候带-东方省EE1 df6额尔古纳河-蒙古高原干旱气候带-内蒙古自治区EE1 nm7额尔古纳河-西北山区冻层带-外贝加尔边疆区EE2 wb8额尔古纳河-西北山区冻层带-内蒙古自治区EE2 nm9石勒喀河-西北山区冻层带-肯特省SL2 kt10石勒喀河-西北山区冻层带-东方省SL2 df11石勒喀河-西北山区冻层带-外贝加尔边疆区SL2 wb12黑龙江干流-西北山区冻层带-外贝加尔边疆区HG2 wb13黑龙江干流-西北山区冻层带-内蒙古自治区HG2 nm15黑龙江干流-外兴安岭冻层带-阿穆尔州HG3 am16黑龙江干流-外兴安岭冻层带-黑龙江省HG3 hl17黑龙江干流-结雅河湿润气候带-阿穆尔州HG6 am18黑龙江干流-结雅河湿润气候带-黑龙江省HG6 hl19黑龙江干流-中下游平原海洋气候带-黑龙江省HG8 hl20黑龙江干流-中下游平原海洋气候带-犹太自治州HG8 yt21黑龙江干流-阿姆贡河平原海洋气候带-哈巴罗夫斯克边疆区HG4 hb22黑龙江干流-布列亚河湿润气候带-哈巴罗夫斯克边疆区HG5 hb23黑龙江干流-中下游平原海洋气候带-哈巴罗夫斯克边疆区HG8 hb24松花江-西北山区冻层带-内蒙古自治区SH2 nm25松花江-西北山区冻层带-黑龙江省SH2 hl26松花江-松嫩平原湿润气候带-内蒙古自治区SH7 nm27松花江-松嫩平原湿润气候带-黑龙江省SH7 hl28松花江-中下游平原海洋气候带-黑龙江省SH8 hl29松花江-长白山湿润气候带-黑龙江省SH9 hl30松花江-松嫩平原湿润气候带-吉林省SH7 jl31松花江-松嫩平原湿润气候带-辽宁省SH7 ln32松花江-长白山湿润气候带-吉林省SH9 jl32松花江-长白山湿润气候带-辽宁省SH9 ln33结雅河-外兴安岭冻层带-阿穆尔州JY3 am34结雅河-布列亚河湿润气候带-阿穆尔州JY5 am35结雅河-结雅河湿润气候带-阿穆尔州JY6 am36布列亚河-湿润气候带-阿穆尔州BL5 am37布列亚河-结雅河湿润气候带-阿穆尔州BL6 am38阿姆贡河-阿姆贡河平原海洋气候带-哈巴罗夫斯克边疆区AM4 hb39阿姆贡河-布列亚河湿润气候带-哈巴罗夫斯克边疆区AM5 hb40乌苏里江-中下游平原海洋气候带-哈巴罗夫斯克边疆区WS8 hb41乌苏里江-中下游平原海洋气候带-黑龙江省WS8 hl42乌苏里江-中下游平原海洋气候带-滨海边疆区WS8 bh

5 结 论

根据行政、地表水与地下水三因素分区原则，对黑龙江流域进行区域划分，按照行政分区分为14个区域，按照地表水分区分为8个区域。水系经过简化，只显示了黑龙江流域的主要水系。根据孔隙水、岩溶水、裂隙水等将黑龙江流域划分为9个区域。将行政分区图、地表水分区图与地下水分区图三者叠加耦合，得到双因素以及包含42个区块的三因素耦合分区。

目前，在黑龙江流域还未展开全面系统的研究，按水文地理条件进行区划可基本反映水资源的地区差别，可为合理开发利用水资源和水资源规划提供基础。