勒拿河流域水文地理区划与分析

2018-03-19 08:02戴长雷张晓红刘琛琛李静
水利科学与寒区工程 2018年1期
关键词:边疆区分区流域

于 淼,戴长雷,张晓红,刘琛琛,李静

(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)

勒拿河是世界大河之一,其流量位居俄罗斯第二位,长度与流域面积居俄罗斯第三位。自河源起流往西南方向,过日加洛沃村再转往流向西北方向,又在乌斯季库特转往流向东北方向,经过阿尔丹河流入后再转往流向西北方向,最后流入拉普捷夫海。入海处每年有约1.2×107t泥沙和约4.1×107t溶解物质沉积,形成俄罗斯境内最大的河口三角洲,流域面积约3.2×104km2。

勒拿河流域根据不同的划分原则有多种划分结果,而河流水系的发育情况影响着当地的地形地貌,对水文地理的研究起着重要的作用[1]。勒拿河流域水系发达,河流、湖泊众多,勒拿河与其支流组成的水网错综复杂,水量充足,具有丰富的水能资源,勒拿河具有较高的通航能力,流域内可航行河段总长超过了2.3×104km[2]。

目前对于勒拿河流域的研究已取得一定进展,相关研究主要以其自然地理特征、资源、地质勘探及地理游记等为主。对勒拿河流域水文地理区划,可为相关研究提供参考。

1 材料与方法

1.1 基础资料选择

目前,中国对于巨型寒区水文地理区划图的绘制与分析的研究资料较少,因此需要借助俄罗斯专业搜索引擎“yandex”对所需图件进行搜索。单独的勒拿河流域区的图件资料较少,但是俄罗斯图件资源丰富,主要搜集俄罗斯行政分区图、地表水分区图、地下水分区图。优先选择清晰准确,具有权威性而且比例尺相同的图件。由于比例尺问题,俄罗斯面积较大,其地表水分区图中勒拿河流域支流较多,不利于后续勒拿河流域的地表水分区,所以还需准备勒拿河流域主要支流维季姆河、阿尔丹河、维柳伊河等地表水分区图。

1.2 分区方法

行政、地表水和地下水是勒拿河流域区划的三种单因素。首先利用AutoCAD分别添加勒拿河流域行政分区图、地表水分区图和地下水分区图的底图,对每个单因素的相关数据设置相应图层后,绘制单因素区划图,通过控制图层,对任意2幅单因素分区图叠加,得到3幅双因素分区图,对3幅单因素分区图叠加最终得到勒拿河流域三因素分区图[3]。

2 结果与分析

2.1 单因素分区

行政分区根据政治、经济、人口以及地理等多种因素进行划分,往往会对其他区划体系起到引导性作用。俄罗斯是由22个自治共和国、46个州、9个边疆区、4个自治区、1个自治州、3个联邦直辖市组成的联邦共和立宪制国家。勒拿河流域行政分区分为2个共和国,分别为萨哈(雅库特)共和国和布里亚特共和国;2个州,分别是伊尔库茨克州和阿穆尔州;3个边疆区,分别为克拉斯诺亚尔斯克边疆区、哈巴罗夫斯克边疆区和外贝加尔边疆区,见图1。

图1 勒拿河流域行政分区图

地球上的生物都离不开水,地表水分区的研究对当地水资源的评价、规划、开发利用以及管理都有着重要的意义。勒拿河从河源开始主要的支流有:维柳伊河、阿尔丹河、维季姆河等[4](图2)。

其中流域面积最大的支流是阿尔丹河,河长2242 km,流域面积7.0×105km2。发源于斯塔诺夫山脉北坡,流向东北,至埃利季坎转向西北注入雅库茨克以北的勒拿河。维柳伊河是勒拿河最长的一条支流,源自中西伯利亚维柳伊高原,曲折东流经中西伯利亚高原和中雅库特平原,在乌斯季维柳伊斯科耶附近注入干流。全长2435 km,流域面积4.9×105km2。维柳伊河的补给主要来自融雪。

图2 勒拿河流域地表水分区图

地下水是主要的饮用水源之一,最常见的地下水表现形式为井水和泉水。地下水也可开发利用,作为工业用水、生活用水和农田灌溉用水的水源。地下水具有污染少、给水量稳定等优点[5]。根据孔隙水、岩溶水、裂隙水和裂隙孔隙水四种类型将勒拿河流域划分为29个区域(图3)。

2.2 双因素分区

行政与地表水两种因素的分区图叠加,得到勒拿河流域行政-地表水分区图,将勒拿河流域分为21个区域(图4)。得知维柳伊河、纽亚河、奥廖克马河与阿尔丹河主要分布在萨哈(雅库特)共和国境内,大波托姆河与基廉加河主要分布在伊尔库茨克州境内,维季姆河主要分布在布里亚特共和国境内。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[6]。

地下水作为地球上重要的水体,具有供水稳定,水质良好等优点,从而为人类生产及生活提供重要水资源。行政与地下水两种因素分区图叠加,得到勒拿河流域行政-地下水分区图(图5)。发现萨哈(雅库特)共和国地下水资源最为丰富,而克拉斯诺亚尔斯克边疆区地下水资源类型最为单一,以裂隙水为主。伊尔库茨克州主要赋存岩溶水,阿穆尔州、布里亚特共和国、哈巴罗夫斯克边疆区和外贝加尔边疆区主要赋存裂隙水。

地下水和地表水是互相联系的一个整体。地表水在地表主要以河流、湖泊等形式存在[7]。而地下水在地表之下主要以稳定流存在,有裂隙水、孔隙水、岩溶水、裂隙孔隙水[8]。为保持水资源的一种均衡,地表水与地下水在不同的时空条件会相互补给。为研究分析二者的区别与联系,地表水与地下水两种因素分区图叠加,得到勒拿河流域地表水-地下水分区图(图6)。得知孔隙水大量赋存于阿尔丹河和维柳伊河流域,岩溶水主要赋存于基廉加河、奥廖克马河、阿尔丹河、纽亚河、维柳伊河流域,裂隙水仅有少量赋存于纽亚河流域,裂隙孔隙水大部分赋存于奥廖克马河、阿尔丹河、维柳伊河流域。

图3 勒拿河流域地下水分区图

图4 勒拿河流域行政-地表水分区图

图6 勒拿河流域地表水-地下水分区图

2.3 三因素分区

通过对勒拿河流域的行政分区图、地表水分区图与地下水分区图三者叠加耦合,得到勒拿河流域行政-地表水-地下水分区图(如图7)。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。

图7 勒拿河流域行政-地表水-地下水分区图

3 结 论

根据行政,地表水与地下水三因素分区原则,对勒拿河流域进行区域划分,按照行政分区分为萨哈(雅库特)共和国、布里亚特共和国、伊尔库茨克州、阿穆尔州、克拉斯诺亚尔斯克边疆区、哈巴罗夫斯克边疆区和外贝加尔边疆区。按照地表水分区分为基廉加河流域、维季姆河流域、大波托姆河流域、奥廖克马河流域、阿尔丹河流域、纽亚河流域、维柳伊河流域。根据孔隙水、岩溶水、裂隙水和裂隙孔隙水四种类型将勒拿河流域划分为29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,得到双因素及三因素分区图。根据不同的因素对勒拿河流域进行分区,可以为相关研究提供参考。

[1] 郑度,欧阳,周成虎. 对自然地理区划方法的认识与思考[J]. 地理学报,2008(6):563-573.

[2] 小乐,萨哈人.勒拿河.中文百科在线[EB/OL].(2011-7-30)[2017-12-18]. http://www.zwbk.org/MyLemmaShow.aspx?lid=135437

[3] 李洋,戴长雷,于淼,等. 阿拉斯加育空地区水文地理区划分析[J]. 黑龙江水利,2017,3(10):33-37.

[4] 胡杰.勒拿河揽胜[J].中国地名,2012(8):42-43.

[5] 姚铭富.地下水污染与防治[J].黑龙江水利科技,2013,41(11):178-180.

[6] 项丽媛.地下水无序开采对水库供水的影响分析[J].中国科技信息,2013(24):28-29.

[7] 缪韧.水文学原理[M].北京:中国水利水电出版社,2017.

[8] 戴长雷,李治军,于成刚,等.寒区水科学概论[M].哈尔滨: 黑龙江教育出版社,2014.

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