張凱文,戴長雷*,叢大鈞
(1.黑龍江大學(xué)寒區(qū)地下水研究所,黑龍江 哈爾濱 150080;2.黑龍江大學(xué)水利電力學(xué)院,黑龍江 哈爾濱 150080;3.黑龍江大學(xué)中俄寒區(qū)水文和水利工程聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室,黑龍江 哈爾濱 150080)
目前,國際上對(duì)黑龍江(阿穆爾河)中國境內(nèi)流域的研究較為全面,但從全流域的角度對(duì)其進(jìn)行水文地理特征的研究相對(duì)較少,因此有必要從全流域的角度探討黑龍江(阿穆爾河)流域水文地理特征。黑龍江大學(xué)寒區(qū)地下水研究所,通過收集現(xiàn)有資料、查閱文獻(xiàn)等途徑獲取黑龍江(阿穆爾河)流域特征信息,根據(jù)相關(guān)資料將黑龍江(阿穆爾河)流域劃分為八個(gè)水系分區(qū),包括黑龍江干流區(qū)、額爾古納河區(qū)、石勒喀河區(qū)、結(jié)雅河區(qū)、布列亞河區(qū)、阿姆貢河區(qū)、松花江區(qū)以及烏蘇里江區(qū)。為研究河流的流域特征,選擇河段長度、流域面積、河口多年平均流量三個(gè)參數(shù)進(jìn)行分析。分別以5條國際界河、亞洲14條大型河流、寒區(qū)7條大型河流為背景,通過比較黑龍江(阿穆爾河)流域與其它河流流域特征參數(shù)、平均數(shù),分析黑龍江(阿穆爾河)的流域特征。
黑龍江(阿穆爾河)流域位于亞歐大陸的東北部,黑龍江在俄羅斯被稱為阿穆爾河(Amur River)。黑龍江(阿穆爾河)有南北兩源,南源為額爾古納河位于內(nèi)蒙古自治區(qū)境內(nèi),北源為石勒喀河發(fā)源于外興安嶺,以額爾古納河的上源克魯倫河為源頭,長5 498 km,居世界第六位[1-3]。黑龍江(阿穆爾河)流域?yàn)榫扌土饔?,西面為雅布洛諾夫山脈,北面為外興安嶺,東面為錫霍特山,南面為長白山,總面積為184.3萬km2,比長江流域面積(180.9萬km2)還要大,居世界第十位,流域涉及中國、俄羅斯、蒙古國,3個(gè)國家的14個(gè)一級(jí)行政區(qū),其中中國部分包括黑龍江省、吉林省、遼寧省和內(nèi)蒙古自治區(qū),面積約為75.4萬km2,占總面積的40.69%;俄羅斯部分包括濱海邊疆區(qū)、哈巴羅夫斯克邊疆區(qū)、阿穆爾州、猶太自治州以及外貝加爾邊疆區(qū),面積約為85.7萬km2,占流域總面積的46.20%,蒙古部分中央省、肯特省、東方省、東戈壁省、蘇赫巴特爾省,面積約為23.2萬km2,占流域總面積的13.10%。黑龍江(阿穆爾河)同時(shí)還是世界第一界河,中國與俄羅斯的界河長度約4 000 km[5-6]。
黑龍江(阿穆爾河)流域河流水系發(fā)達(dá),擁有大小支流1萬余條、湖泊6萬余個(gè),流域位于寒溫帶與溫帶,季風(fēng)氣候明顯,多年平均降水量500 mm左右,其中6—8月占全年降水總量的60%~70%,每年的10月末至次年5月初為河流封凍期。流域內(nèi)中國側(cè)共建有水庫150余座,其中最大支流松花江建有140座,流域內(nèi)已開發(fā)水能資源主要集中在松花江流域;黑龍江(阿穆爾河)水系是全國三大通航水系之一,總通航里程約為7 500 km,聯(lián)通中國東北地區(qū)的55個(gè)縣(旗)及俄羅斯遠(yuǎn)東地區(qū)[5-6]。
領(lǐng)土面積為500萬km2以上的國家有俄羅斯、加拿大、中國、美國、巴西、澳大利亞,龐大的領(lǐng)土面積,所存在的界河為國際知名界河。以中國及美國為背景選取高緯度界河,分別為中俄界河黑龍江(阿穆爾河)、中朝界河鴨綠江、圖們江(下游段為俄朝界河),美加界河圣勞倫斯河、美墨界河格蘭德河,河流流域參數(shù)見表1。以5條國際界河作為背景,其中南美洲巴西與阿根廷的拉普拉塔河-巴拉那河緯度較低,不作為參考對(duì)象[9-10]。
表1 國際界河流域特征
黑龍江(阿穆爾河)作為中國東北地區(qū)與俄羅斯的國際界河,包含額爾古納河段、黑龍江干流段、烏蘇里江段,3段總長約4 000 km,而同為中國東北地區(qū)的圖們江、鴨綠江兩條國際界河,界河長度不及黑龍江(阿穆爾河)界河長度的1/5,黑龍江(阿穆爾河)河段長、流域面積、河口流量3個(gè)基本流域特征參數(shù)遠(yuǎn)大于圖們江及鴨綠江,黑龍江(阿穆爾河)在我國東北地區(qū)占有不可忽視的國際界河地位。
與美國界河對(duì)比,美國與加拿大的圣勞倫斯河界河長度約300 km,不及黑龍江(阿穆爾河)界河長度的1/10,河流長度及流域面積不及黑龍江(阿穆爾河)的1/4,但河口平均流量略大于黑龍江(阿穆爾河)的河口平均流量,美國與墨西哥的格蘭德河界河長度約2 000 km,約為黑龍江(阿穆爾河)界河長度的1/2,格蘭德河的河流長度、流域面積兩個(gè)流域特征參數(shù)均小于黑龍江(阿穆爾河)的流域特征參數(shù)。在世界知名界河背景下,黑龍江(阿穆爾河)為世界第一界河。
寒區(qū)河流緯度較高,固體降水較多,具有較長的冰凍期。選取緯度在40°以上,且流域面積大于80萬km2的大型河流,分別為亞洲的黑龍江(阿穆爾河)、葉尼塞河、額爾齊斯河-鄂畢河、勒拿河,北美洲的馬更些河、育空河,以及歐洲的伏爾加河。以河流長度、流域面積、河口流量為主要流域特征參數(shù),添加流域緯度范圍、流向、入海海域3個(gè)參數(shù)(表2)[11-13]。
表2 寒區(qū)大河流域特征
葉尼塞河、額爾齊斯河-鄂畢河、勒拿河、馬更些河均為自南向北流入北冰洋,流域面積巨大,流域緯度較高。伏爾加河位于俄羅斯西南部,自北向南流入里海,流域內(nèi)人口約6 450萬人,約占俄羅斯人口的43%,為俄羅斯母親河[14-15]。黑龍江(阿穆爾河)自西向東流入太平洋鄂霍次克海,流域人口密度平均為35人/km2。在所選寒區(qū)大型河流中,黑龍江(阿穆爾河)流域緯度最低,流域內(nèi)人口適中,氣候條件更適宜經(jīng)濟(jì)發(fā)展及河流開發(fā)。
流入北冰洋4條寒區(qū)河流,均為自南向北流向,低緯度流向高緯度,更易發(fā)生凌汛災(zāi)害[16-17]。伏爾加河自北向南流向,高緯度流向低緯度,不易發(fā)生凌汛災(zāi)害。由于冬季冰凍期較長,葉尼塞河、勒拿河可發(fā)展冬季冰上運(yùn)輸,交通形式多樣。黑龍江(阿穆爾河)及育空河為東西流向河流,介于北冰洋流域河流與伏爾加河之間,冬季封凍期有利于交通運(yùn)輸,同時(shí)不易發(fā)生大規(guī)模凌汛災(zāi)害,更有利于黑龍江(阿穆爾河)流域整體的開發(fā)利用。黑龍江(阿穆爾河)流域面積在亞洲寒區(qū)大型河流中排名第4位,略小于流域平均值200萬km2,屬于巨型河流流域(見圖2)。
圖2 寒區(qū)大型河流流域面積
亞洲大陸三面環(huán)海,分別為北冰洋、太平洋、印度洋,選取3個(gè)大洋流域的10條亞洲大型河流作為黑龍江(阿穆爾河)流域特征的參照對(duì)象,目前低緯度河流研究較多,而北側(cè)高緯度河流的相關(guān)研究較少。以河段長度、流域面積、河口多年平均流量為主要參數(shù)進(jìn)行比較分析。亞洲14條大型河流流域,其中塔里木河內(nèi)流區(qū)、伊犁河-巴爾喀什湖內(nèi)流區(qū)、咸海-(阿姆河+錫爾河)均為內(nèi)陸流域,與入海河流具有一定差別,故不作為參照對(duì)象,因此參照對(duì)象選取太平洋流域的黑龍江(阿穆爾河)、黃河、長江、瀾滄江-湄公河,北冰洋流域的額爾齊斯河-鄂畢河、葉尼塞河、勒拿河,印度洋流域的雅魯藏布江-布拉馬普特拉河、恒河、獅泉河(森格藏布)-印度河、(幼發(fā)拉底河+底格里斯河)-阿拉伯河共11條河流,各流域特征參數(shù)詳見表3[18-21]。
表3 亞洲大型河流流域特征
黑龍江(阿穆爾河)河長為5 498 km,流域面積184.3萬km2,河口多年平均流量12 500 m3/s,11條亞洲大型河流平均長度4 467 km,平均流域面積155萬km2,黑龍江(阿穆爾河)河長、流域面積大于平均值,亞洲11條巨型河流中,按河長排名,黑龍江(阿穆爾河)居第3位,按流域面積排名,居第4位,亞洲11條大型河流流域面積統(tǒng)計(jì)見圖3[21-23]。
圖3 亞洲大型河流流域面積
分別以國際界河、寒區(qū)大型河流、亞洲大型河流為背景,比較分析黑龍江(阿穆爾河)流域特征,結(jié)果表明:
中國東北地區(qū)中俄界河黑龍江(阿穆爾河),包含額爾古納河段、黑龍江干流段,以及其支流烏蘇里江段,界河總長約4 000 km,遠(yuǎn)大于中國東北地區(qū)著名國際界河圖們江、鴨綠江界河長度;另外,美國與加拿大界河圣勞倫斯河及美國與墨西哥界河格蘭德河,河段長、流域面積、界河長度均不及黑龍江(阿穆爾河),黑龍江(阿穆爾河)為世界第一界河。
黑龍江(阿穆爾河)自西向東流向,緯度偏差較低,流域內(nèi)人口數(shù)量適宜,更有利于河流的開發(fā)與利用;流入北冰洋的河流均為自南向北流向,低緯度流向高緯度,易發(fā)生凌汛災(zāi)害,流域內(nèi)人口數(shù)量較少,不利于河流的開發(fā)利用。
亞洲大型河流流域,黑龍江(阿穆爾河)河長、流域面積,均大于平均值,河口流量略小于平均值;按河流長度排名,黑龍江(阿穆爾河)居亞洲大型河流第3位,按流域面積排名,居第4位,在亞洲眾河流中屬巨型河流流域。