东江上游地貌特征与水系结构关系分析-论文.pdf

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1、奄濂钭学ResourcesScience第35卷第3期2013年3月2013，35(3)：496—504％Z_35，Ⅳ门．3Mar．，2013文章编号：1007—7588(2013)03—0496—09东江上游地貌特征与水系结构关系分析张健枫，伍永秋，潘美慧，江源，康慕谊。(1．北京师范大学防沙治沙教育部X--程研究中心，100875北京；2．北京师范大学减灾与应急管理研究院，100875北京；3北京师范大学资源学院，100875北京)摘要：流域地貌和水系结构对流域的水生态功能起支撑作用。本文运用地理信息系统方法，将东江流域15m空间分辨率DEM与1：100万

2、地貌图和1：25万水系图等相结合，分析了东江流域上游地貌特征，提取了东江上游水系结构特征与流域面积一高程积分值，探讨了地貌特征与水系结构对生态系统的影响。结果显示，东江上游的地貌以200～500m高程、坡度<8。的丘陵和中小起伏山地为主；本文将东江上游地区水系划分为10级结构，河网总数目33．81万条，总长度8．12万km，沟谷密度5．29km／km，河网频度22条／km，平均分支比为3．86；东江上游面积一高程积分值为0．23，整体地貌发育阶段处于晚年期。东江上游流域整体水土流失为轻度，但局部为中度到重度。在地势比降平坦，人口密集的新丰江水库、涮江、船塘河三

3、个流域，河网密度和频度相对较小，水生态与水环境相对脆弱。关键词：东江上游；地貌特征；水系结构；水生态1引言地形图以及数字高程数据相结合提取河网】。在国内，一些学者是利用地形图矢量化方式和遥感影像河网结构是分析河流形态和功能的重要理论基础1，而流域地貌特征是水系结构特征的地理背解译方式人工获取水系数据。也有人利用GIS手段从DEM数据中自动提取河网水系的实践。景。流域地貌特征与水系结构特征决定了流域的但上述水系提取方法，仅适用于分析范围较小、级水生态与水环境基础。东江是珠江的一级支流，是别较高的河流，而不适宜于大范围、级别较低的沟深圳和香港用水的水源，但近年来因

4、城市化过程加谷系统。不同分辨率的DEM数据对数字水系提取速和人类活动加剧，导致流域内土地利用类型、植的精度影响十分明显n，即使方法适宜也需要高被状况等发生巨大变化，进而影响到东江流域的精度DEM数据支撑才能获取理想的提取结果。本水质状况乃至水系结构特征，使得地区水资源和水文将空间分辨率为15m的高精度DEM数据与数字环境风险呈扩大态势。化地形图中矢量河道数据相结合，以此方式自动生通过提取并分析有关流域的水系结构，可为利成数字化河道，从而获取信息量大、精度高、面积广用水资源、保护水环境、管理流域等提供背景资料阔的区域河道详尽信息，并在此基础上对河道地貌和第一手数

5、据，因而受到国内外相关研究领域内学特征进行辨析，以期服务于流域水生态科学管理。者们的普遍重视。例如在国外，PierreSoille等利用遥感影像，通过引入测地线距离与测地线时间概2研究区、数据与方法念，提取河网信息；BaptisteMagnier等利用旋转半2．1研究区平滑滤波方式处理图像，提取山脊和沟谷信息；研究区域为东江上游，东江发源于江西省寻乌WilliamC．Dunn；DavidKinner等人使用商业化水县桠髻钵山，流经龙川、河源，到东莞市注入狮子系提取软件得到水系结构；JobinThomas等利用洋，经虎门人海。流域属南亚热带季风气候区，年收稿日期

6、：2012一I2-31；修订日期：2013—01—20基金项目：国家水体污染控制与治理科技重大专项(编号：2012ZX07501002—004)；国家自然科学基金(编号：412711O4)。作者简介：张健枫，男，四川南充市人，硕士生，从事自然地理学研究。E—mail：zjfwhu@163．conl通讯作者：伍永秋，E—mail：yqwu@bnu．edu．cn张健枫等：东江上游地貌特征与水系结构关系分析4972013年3月均气温约21℃，年平均降雨量约1800mm阁，流域多系结构更接近实际情况[17-18。具体步骤为：①利用年平均水资源总量约330亿m】，水资源

7、十分丰东江上游DEM，生成汇水盆地像元数阈值大于一定富。流域地势南低北高，海拔为0～1500m，干流全值(本文为100万个)的主河道；②以1：25万矢量化长约560km，流域面积约3．5万km。河网为准，对主河道进行修改，利用修改后的主河东江中下游地区多为台地和冲积平原，受人为道信息增强原始DEM；③用增强后的DEM生成汇活动影响，天然河道的流向多已发生改变，因而利水盆地更小的主河道，并与矢量化河网数据对比修用DEM提取水系特征的结果与实际情况往往大相改，再次用修改后的主河道信息加强原始DEM。此径庭；汇水区边界也与现实情况差异很大口。为提取过程迭代进行，直至

8、汇水盆地像元数阈值降低分析水系结构自然