牛夏 武雪 董博 張芮 尚小平

摘 要：科學(xué)合理的河道管理對(duì)于維護(hù)良好的水生態(tài)環(huán)境具有重要作用。以甘肅省定西市境內(nèi)的一條中小河流關(guān)川河為例，采用河道分段網(wǎng)格劃分方式進(jìn)行多級(jí)單元網(wǎng)格劃分，依據(jù)岸線功能區(qū)對(duì)東河、西河交匯口—紅峴兒河段進(jìn)行了一級(jí)網(wǎng)格劃分，共劃分了11個(gè)4類岸線功能區(qū)網(wǎng)格，依據(jù)岸線控制線對(duì)巉口水文站—稱鉤河匯合口河段進(jìn)行了二級(jí)網(wǎng)格劃分，并根據(jù)臨水控制線與外緣控制線間的帶狀區(qū)域確定了二級(jí)網(wǎng)格面積，單元網(wǎng)格劃分結(jié)果與河道實(shí)際情況相符合。依據(jù)單元網(wǎng)格劃分結(jié)果進(jìn)行河道監(jiān)測(cè)設(shè)施布設(shè)可以及時(shí)掌握河道的動(dòng)態(tài)信息，為河道精細(xì)化管理提供技術(shù)支撐。

關(guān)鍵詞：多級(jí)單元網(wǎng)格劃分;岸線功能區(qū);岸線控制線;關(guān)川河

中圖分類號(hào)：TV213.4 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

doi：10.3969/j.issn.1000-1379.2022.02.032

引用格式：牛夏，武雪，董博，等.中小河流的河道多級(jí)單元網(wǎng)格劃分研究[J].人民黃河，2022，44（2）：157-160.

Abstract： Scientific and reasonable river channels management plays an important role in maintaining a good water ecological environment. Taking Guanchuan River， a small and medium-sized river in Dingxi City of Gansu Province as an example， multi-level element grids division was conducted by the river channel segmented grid division method. According to the shoreline function area， the primary grid division was carried out on the Hongxianer section located on the confluence of Donghe and Xihe， which was divided into 11 grids of 4 types of shoreline function zones. According to the shoreline control line， the section from Chankou Hydrological Station to the Chengou River confluence was divided into secondary grid， and the secondary grid area was determined according to the band-shaped area between the waterfront control line and the outer edge control line. The results of the element grids division are consistent with the actual situation of the river channels. The layout of the river monitoring facilities according to the element grids division results can grasp the dynamic information of the river channels in time and provide technical support for the fine management of the river channels.

Key words： multi-level element grids division;shoreline functional area;shoreline control line;Guanchuan River

隨著城市化與工業(yè)化建設(shè)步伐的加快，部分中小河流河道內(nèi)排污、違建、非法挖采等現(xiàn)象頻繁發(fā)生[1-2]，致使河道的自然狀態(tài)和原始功能發(fā)生改變，河道水生態(tài)環(huán)境問題愈發(fā)復(fù)雜。河道管理工作能夠保障河道的良好水事秩序，對(duì)人類社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展至關(guān)重要。然而，當(dāng)前河道管理模式較為粗放式與模糊化，無法及時(shí)準(zhǔn)確地獲取對(duì)河道產(chǎn)生影響的人為活動(dòng)信息，導(dǎo)致河道綜合治理規(guī)劃嚴(yán)重滯后，因此亟須轉(zhuǎn)變河道管理模式以對(duì)河道實(shí)施較為科學(xué)精準(zhǔn)的管理[3]。為加強(qiáng)對(duì)河道的信息化動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，結(jié)合城市網(wǎng)格化管理模式對(duì)河道進(jìn)行網(wǎng)格劃分，通過實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)單個(gè)網(wǎng)格后將監(jiān)測(cè)信息傳輸?shù)焦芾砥脚_(tái)，河道管理人員可以及時(shí)掌握河道動(dòng)態(tài)信息并采取相應(yīng)措施，進(jìn)一步提高河道管理人員發(fā)現(xiàn)問題的能力，強(qiáng)化監(jiān)督發(fā)現(xiàn)機(jī)制。目前，應(yīng)用于我國(guó)河道管理的網(wǎng)格劃分方式主要有地理網(wǎng)格劃分、結(jié)合河長(zhǎng)制實(shí)施的行政網(wǎng)格劃分和河道分段網(wǎng)格劃分，其中：地理網(wǎng)格劃分就是采用地理信息技術(shù)劃分研究區(qū)單元網(wǎng)格，各網(wǎng)格大小和形態(tài)基本一致，但劃分過程中沒有考慮河道岸線與臨水控制線，網(wǎng)格劃分結(jié)果不符合河流實(shí)際形態(tài);結(jié)合河長(zhǎng)制實(shí)施的行政網(wǎng)格劃分是按照河道所在的行政區(qū)域劃分網(wǎng)格，但劃分過程中忽略了河流的自然屬性和連續(xù)性，往往將人類活動(dòng)情況相同的河道劃入不同網(wǎng)格，網(wǎng)格模式較為固定;河道分段網(wǎng)格劃分是根據(jù)一定劃分標(biāo)準(zhǔn)對(duì)中小河流的河道進(jìn)行人為定義劃分，綜合考慮了河流的實(shí)際形態(tài)、自然屬性以及連續(xù)性等特征，劃分方式更加靈活，更有利于河道監(jiān)管業(yè)務(wù)的實(shí)施[4]。

筆者以甘肅省定西市境內(nèi)關(guān)川河為例，采用河道分段網(wǎng)格劃分方式，依據(jù)岸線功能區(qū)和岸線控制線劃分原則對(duì)河道進(jìn)行多級(jí)單元網(wǎng)格劃分，以提高河道實(shí)時(shí)信息的采集效率和準(zhǔn)確度，為河道精細(xì)化管理提供技術(shù)支持。

1 關(guān)川河河道岸線利用概況

關(guān)川河位于甘肅省中部，屬于黃河二級(jí)支流，是一條典型的黃土高原干旱區(qū)中小河流，主要由東河、西河、稱鉤河匯流而成，主河道長(zhǎng)104.00 km，安定區(qū)境內(nèi)河道長(zhǎng)80.10 km、流域面積2 755.19 km2。受人類活動(dòng)的影響，局部河道發(fā)生了改道與拓寬現(xiàn)象，目前安定區(qū)段河道渠化長(zhǎng)度11.57 km，渠化率達(dá)14.44%。河段兩側(cè)修建了人工化護(hù)岸工程，多采用干砌石、漿砌石、混凝土塊體等硬質(zhì)材料結(jié)構(gòu)以滿足岸坡穩(wěn)定和防洪安全，但護(hù)岸硬質(zhì)化阻隔了水體與土壤之間的物質(zhì)交換，減弱了岸線對(duì)生態(tài)環(huán)境的調(diào)節(jié)效果，一定程度上影響了河流的健康[5]。

2 河道網(wǎng)格劃分原則和方法

2.1 網(wǎng)格劃分總體研究

采用河道分段網(wǎng)格劃分方式對(duì)關(guān)川河部分河道進(jìn)行網(wǎng)格劃分，依據(jù)定西市劃分的岸線功能區(qū)對(duì)東河、西河交匯口—紅峴兒河段進(jìn)行一級(jí)網(wǎng)格劃分，依據(jù)岸線控制線對(duì)巉口水文站—稱鉤河匯合口河段開展二級(jí)網(wǎng)格劃分，河道多級(jí)單元網(wǎng)格劃分如圖1所示。

2.2 劃分原則

（1）保護(hù)優(yōu)先、合理利用。將岸線保護(hù)作為網(wǎng)格劃分的前提，實(shí)現(xiàn)科學(xué)有序的岸線開發(fā)利用，促進(jìn)河道岸線的可持續(xù)發(fā)展。

（2）統(tǒng)籌兼顧、科學(xué)布局。遵循河流演變的自然規(guī)律，兼顧上下游、左右岸、不同地區(qū)及不同行業(yè)的開發(fā)利用需求，科學(xué)布局河流岸線生態(tài)、生活及生產(chǎn)空間，在合理劃定岸線功能區(qū)的基礎(chǔ)上確定河道網(wǎng)格。

（3）遠(yuǎn)近結(jié)合、持續(xù)發(fā)展。既要考慮近期經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需要，節(jié)約利用岸線資源，又要充分兼顧未來經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需求，將網(wǎng)格劃分與岸線保護(hù)相結(jié)合，劃定一定范圍的保留區(qū)，為遠(yuǎn)期發(fā)展預(yù)留空間。

2.3 劃分方法

河道網(wǎng)格的劃分工作包括一級(jí)網(wǎng)格、二級(jí)網(wǎng)格的劃分以及網(wǎng)格大小的確定。

（1）一級(jí)網(wǎng)格的劃分。依據(jù)岸線功能區(qū)劃分一級(jí)網(wǎng)格，岸線功能區(qū)指根據(jù)河流岸線的自然屬性、經(jīng)濟(jì)社會(huì)屬性以及防洪安全和生態(tài)環(huán)境保護(hù)要求，將岸線資源劃分為不同類型的區(qū)段，即岸線保護(hù)區(qū)、岸線保留區(qū)、岸線控制利用區(qū)、岸線開發(fā)利用區(qū)，以確保岸線資源的有效利用和可持續(xù)發(fā)展[6-7]。其中：岸線保護(hù)區(qū)指國(guó)家或政府劃定的重要水源地或受保護(hù)不宜開發(fā)利用的岸段;岸線保留區(qū)指規(guī)劃區(qū)內(nèi)尚無具體規(guī)劃方案或不具備開發(fā)利用條件、為防洪工程和生態(tài)保護(hù)預(yù)留的岸段;岸線控制利用區(qū)指不宜再繼續(xù)開發(fā)利用或需要控制該區(qū)域岸線資源的開發(fā)利用強(qiáng)度的岸段;岸線開發(fā)利用區(qū)指河勢(shì)相對(duì)穩(wěn)定、岸線開發(fā)利用程度較低、其開發(fā)利用對(duì)供水與防洪安全影響較小且無生態(tài)保護(hù)等特定功能要求的岸段。

（2）二級(jí)網(wǎng)格的劃分。依據(jù)岸線控制線劃分二級(jí)網(wǎng)格，岸線控制線指為方便管理岸線資源而劃定的控制線，分為臨水控制線和外緣控制線[8]，2條控制線之間的帶狀區(qū)域?yàn)榘毒€，屬于河流和陸地的過渡帶。其中臨水控制線指沿河道水流方向，在靠近河道的臨水一側(cè)，為穩(wěn)定河勢(shì)、保護(hù)河道生態(tài)、保障河道行洪安全而劃定的管理控制線。不同河段因?yàn)┎坳P(guān)系不同而臨水控制線的劃定方式不同，在灘槽關(guān)系明顯的河段，把灘槽分界線作為臨水控制線;在灘槽關(guān)系不明顯的河段，把平槽水位與岸邊的交界線作為臨水控制線。外緣控制線指沿河道水流方向，在遠(yuǎn)離河道、靠近陸地的一側(cè)，為保護(hù)岸線資源的永續(xù)利用而劃定的管理控制線。不同河段因河道整治有差異而外緣控制線的劃定方式不同，對(duì)于有堤防工程的河岸，把堤防工程背水側(cè)管理范圍的外邊界線作為外緣控制線;對(duì)于沒有堤防工程的河岸，把設(shè)計(jì)洪水位與岸邊的交界線作為外緣控制線[9]。

（3）網(wǎng)格大小的確定。一級(jí)網(wǎng)格大小主要由河道岸線功能區(qū)的河段長(zhǎng)度來確定，岸線功能區(qū)的劃定可根據(jù)河道實(shí)際情況適度調(diào)整，劃定河段長(zhǎng)度越短，網(wǎng)格面積越小。二級(jí)網(wǎng)格的大小一般由臨水控制線和外緣控制線組成的區(qū)域面積確定。此外，一級(jí)網(wǎng)格的河段長(zhǎng)度也是影響二級(jí)網(wǎng)格大小的重要因素。

3 河道網(wǎng)格劃分結(jié)果

3.1 一級(jí)網(wǎng)格劃分結(jié)果

對(duì)東河、西河交匯口—紅峴兒河段進(jìn)行一級(jí)網(wǎng)格劃分，該河段全長(zhǎng)80.20 km，共劃分為1個(gè)水域帶狀網(wǎng)格和11個(gè)4類岸線功能區(qū)網(wǎng)格，具體劃分結(jié)果見表1。

（1）岸線保護(hù)網(wǎng)格。東河、西河交匯口—民主橋河段位于關(guān)川河上游，河段全長(zhǎng)0.60 km，東河、西河交匯口呈Y形，主流與支流交匯處一定范圍內(nèi)的河段為重要的水源保護(hù)地;稱鉤河匯合口—巉口康家莊河段全長(zhǎng)0.70 km，該河段包含關(guān)川河重要支流稱鉤河的匯合口，同樣是重要的水源保護(hù)地;巉口古城—紅崖下河段全長(zhǎng)0.80 km，其中巉口古城保護(hù)區(qū)是重要的岸線保護(hù)區(qū)域。

（2）岸線保留網(wǎng)格。趙家鋪張家莊—魯家溝南川村河段全長(zhǎng)7.50 km，魯家溝陰陽(yáng)河—紅峴兒河段全長(zhǎng)27.30 km，這2個(gè)河段的規(guī)劃方案均未確定且開發(fā)利用程度較低，河勢(shì)較不穩(wěn)定，均作為預(yù)留的待開發(fā)河段。

（3）岸線控制利用網(wǎng)格。民主橋—東二十里鋪村河段全長(zhǎng)8.90 km，紅崖下—稱鉤河匯合口河段全長(zhǎng)3.60 km，目前該河段河道內(nèi)存在排污、堆放垃圾、非汛期采砂等現(xiàn)象，為了加強(qiáng)河道的有序利用和可持續(xù)發(fā)展，劃定岸線控制利用網(wǎng)格，以減緩河段開發(fā)利用速度，維護(hù)河道健康。

（4）岸線開發(fā)利用網(wǎng)格。東二十里鋪村—巉口古城河段全長(zhǎng)11.80 km，巉口康家莊—趙家鋪張家莊河段全長(zhǎng)8.20 km，自1990年以來，這2個(gè)河段河道均未發(fā)生明顯變化，河勢(shì)較穩(wěn)定，岸線開發(fā)利用率較低。魯家溝南川村—魯家溝淀水河河段全長(zhǎng)4.90 km，該河段是規(guī)劃的重要采砂區(qū);魯家溝淀水河—魯家溝陰陽(yáng)河河段全長(zhǎng)5.90 km，該河段屬于有計(jì)劃的開發(fā)建設(shè)經(jīng)濟(jì)區(qū)域。這2個(gè)河段的岸線開發(fā)利用程度較低，河勢(shì)相對(duì)穩(wěn)定，岸線資源的開發(fā)利用對(duì)河道的影響較小，均具有一定的開發(fā)潛力。

3.2 二級(jí)網(wǎng)格劃分結(jié)果

巉口水文站位于東二十里鋪村與巉口古城之間，選擇巉口水文站—稱鉤河匯合口為代表性河段開展二級(jí)網(wǎng)格劃分，該河段具體分為巉口水文站—巉口古城河段、巉口古城—紅崖下河段、紅崖下—稱鉤河匯合口河段。在河道左右岸分別劃定臨水控制線和外緣控制線，由于巉口水文站—稱鉤河匯合口河段沒有灘槽，因此將平槽水位與岸邊的交界線作為臨水控制線。根據(jù)河岸護(hù)堤工程類型確定了3種外緣控制線劃定方式，分別為：河岸兩側(cè)均無護(hù)堤工程時(shí)為第一種劃定方式（見圖2（a））;河岸一側(cè)有護(hù)堤工程時(shí)為第二種劃定方式（見圖2（b））;河岸兩側(cè)均有護(hù)堤工程時(shí)為第三種劃定方式（見圖2（c））。

巉口水文站—巉口古城河段河岸兩側(cè)無護(hù)堤工程，對(duì)應(yīng)于第一種劃定方式;巉口古城—紅崖下河段河岸左側(cè)建有護(hù)堤工程，右側(cè)無護(hù)堤工程，對(duì)應(yīng)于第二種劃定方式;根據(jù)河道岸線整治情況，將紅崖下—稱鉤河匯合口河段分為紅崖下—蔡家莊河段和蔡家莊—稱鉤河匯合口河段，其中紅崖下—蔡家莊河段沒有經(jīng)過河道整治，對(duì)應(yīng)于第一種劃定方式，蔡家莊—稱鉤河匯合口河段的護(hù)堤工程現(xiàn)狀包括尚未修建完工的一側(cè)護(hù)堤工程以及兩側(cè)均建有護(hù)堤工程，同時(shí)對(duì)應(yīng)于第二種和第三種劃定方式。

3.3 二級(jí)網(wǎng)格面積的計(jì)算結(jié)果

根據(jù)二級(jí)網(wǎng)格劃分結(jié)果，對(duì)單個(gè)二級(jí)網(wǎng)格的面積進(jìn)行了計(jì)算，其結(jié)果見表2?？梢钥闯觯?個(gè)網(wǎng)格左右岸面積差異較小，第2個(gè)網(wǎng)格左岸面積大于右岸，第3個(gè)網(wǎng)格左岸面積小于右岸，這種差異是由河岸沖刷形成彎道造成的，均符合河道實(shí)際情況。根據(jù)網(wǎng)格面積可以科學(xué)合理地確定網(wǎng)格內(nèi)監(jiān)測(cè)設(shè)施的布設(shè)點(diǎn)位，從而獲取更加精準(zhǔn)的河道實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)信息。

4 結(jié) 語(yǔ)

筆者采用河道分段網(wǎng)格劃分方式對(duì)關(guān)川河部分河道進(jìn)行了多級(jí)單元網(wǎng)格劃分，以期為關(guān)川河河道的數(shù)字化管理奠定基礎(chǔ)。將來可以根據(jù)網(wǎng)格面積和河道特點(diǎn)在網(wǎng)格內(nèi)布設(shè)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)設(shè)施，將河道的實(shí)時(shí)信息準(zhǔn)確定位于網(wǎng)格中，再通過傳輸系統(tǒng)傳輸?shù)焦芾砥脚_(tái)，實(shí)現(xiàn)對(duì)河道的動(dòng)態(tài)管理，保護(hù)河道的良好環(huán)境，促進(jìn)河流的永續(xù)利用。

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【責(zé)任編輯 栗 銘】