中小河流的河道多级单元网格划分研究

牛夏 武雪 董博 张芮 尚小平

摘 要：科学合理的河道管理对于维护良好的水生态环境具有重要作用。以甘肃省定西市境内的一条中小河流关川河为例，采用河道分段网格划分方式进行多级单元网格划分，依据岸线功能区对东河、西河交汇口—红岘儿河段进行了一级网格划分，共划分了11个4类岸线功能区网格，依据岸线控制线对巉口水文站—称钩河汇合口河段进行了二级网格划分，并根据临水控制线与外缘控制线间的带状区域确定了二级网格面积，单元网格划分结果与河道实际情况相符合。依据单元网格划分结果进行河道监测设施布设可以及时掌握河道的动态信息，为河道精细化管理提供技术支撑。

关键词：多级单元网格划分;岸线功能区;岸线控制线;关川河

中图分类号：TV213.4 文献标志码：A

doi：10.3969/j.issn.1000-1379.2022.02.032

引用格式：牛夏，武雪，董博，等.中小河流的河道多级单元网格划分研究[J].人民黄河，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

隨着城市化与工业化建设步伐的加快，部分中小河流河道内排污、违建、非法挖采等现象频繁发生[1-2]，致使河道的自然状态和原始功能发生改变，河道水生态环境问题愈发复杂。河道管理工作能够保障河道的良好水事秩序，对人类社会的可持续发展至关重要。然而，当前河道管理模式较为粗放式与模糊化，无法及时准确地获取对河道产生影响的人为活动信息，导致河道综合治理规划严重滞后，因此亟须转变河道管理模式以对河道实施较为科学精准的管理[3]。为加强对河道的信息化动态监测，结合城市网格化管理模式对河道进行网格划分，通过实时监测单个网格后将监测信息传输到管理平台，河道管理人员可以及时掌握河道动态信息并采取相应措施，进一步提高河道管理人员发现问题的能力，强化监督发现机制。目前，应用于我国河道管理的网格划分方式主要有地理网格划分、结合河长制实施的行政网格划分和河道分段网格划分，其中：地理网格划分就是采用地理信息技术划分研究区单元网格，各网格大小和形态基本一致，但划分过程中没有考虑河道岸线与临水控制线，网格划分结果不符合河流实际形态;结合河长制实施的行政网格划分是按照河道所在的行政区域划分网格，但划分过程中忽略了河流的自然属性和连续性，往往将人类活动情况相同的河道划入不同网格，网格模式较为固定;河道分段网格划分是根据一定划分标准对中小河流的河道进行人为定义划分，综合考虑了河流的实际形态、自然属性以及连续性等特征，划分方式更加灵活，更有利于河道监管业务的实施[4]。

笔者以甘肃省定西市境内关川河为例，采用河道分段网格划分方式，依据岸线功能区和岸线控制线划分原则对河道进行多级单元网格划分，以提高河道实时信息的采集效率和准确度，为河道精细化管理提供技术支持。

1 关川河河道岸线利用概况

关川河位于甘肃省中部，属于黄河二级支流，是一条典型的黄土高原干旱区中小河流，主要由东河、西河、称钩河汇流而成，主河道长104.00 km，安定区境内河道长80.10 km、流域面积2 755.19 km2。受人类活动的影响，局部河道发生了改道与拓宽现象，目前安定区段河道渠化长度11.57 km，渠化率达14.44%。河段两侧修建了人工化护岸工程，多采用干砌石、浆砌石、混凝土块体等硬质材料结构以满足岸坡稳定和防洪安全，但护岸硬质化阻隔了水体与土壤之间的物质交换，减弱了岸线对生态环境的调节效果，一定程度上影响了河流的健康[5]。

2 河道网格划分原则和方法

2.1 网格划分总体研究

采用河道分段网格划分方式对关川河部分河道进行网格划分，依据定西市划分的岸线功能区对东河、西河交汇口—红岘儿河段进行一级网格划分，依据岸线控制线对巉口水文站—称钩河汇合口河段开展二级网格划分，河道多级单元网格划分如图1所示。

2.2 划分原则

（1）保护优先、合理利用。将岸线保护作为网格划分的前提，实现科学有序的岸线开发利用，促进河道岸线的可持续发展。

（2）统筹兼顾、科学布局。遵循河流演变的自然规律，兼顾上下游、左右岸、不同地区及不同行业的开发利用需求，科学布局河流岸线生态、生活及生产空间，在合理划定岸线功能区的基础上确定河道网格。

（3）远近结合、持续发展。既要考虑近期经济社会发展需要，节约利用岸线资源，又要充分兼顾未来经济社会发展需求，将网格划分与岸线保护相结合，划定一定范围的保留区，为远期发展预留空间。

2.3 划分方法

河道网格的划分工作包括一级网格、二级网格的划分以及网格大小的确定。

（1）一级网格的划分。依据岸线功能区划分一级网格，岸线功能区指根据河流岸线的自然属性、经济社会属性以及防洪安全和生态环境保护要求，将岸线资源划分为不同类型的区段，即岸线保护区、岸线保留区、岸线控制利用区、岸线开发利用区，以确保岸线资源的有效利用和可持续发展[6-7]。其中：岸线保护区指国家或政府划定的重要水源地或受保护不宜开发利用的岸段;岸线保留区指规划区内尚无具体规划方案或不具备开发利用条件、为防洪工程和生态保护预留的岸段;岸线控制利用区指不宜再继续开发利用或需要控制该区域岸线资源的开发利用强度的岸段;岸线开发利用区指河势相对稳定、岸線开发利用程度较低、其开发利用对供水与防洪安全影响较小且无生态保护等特定功能要求的岸段。

（2）二级网格的划分。依据岸线控制线划分二级网格，岸线控制线指为方便管理岸线资源而划定的控制线，分为临水控制线和外缘控制线[8]，2条控制线之间的带状区域为岸线，属于河流和陆地的过渡带。其中临水控制线指沿河道水流方向，在靠近河道的临水一侧，为稳定河势、保护河道生态、保障河道行洪安全而划定的管理控制线。不同河段因滩槽关系不同而临水控制线的划定方式不同，在滩槽关系明显的河段，把滩槽分界线作为临水控制线;在滩槽关系不明显的河段，把平槽水位与岸边的交界线作为临水控制线。外缘控制线指沿河道水流方向，在远离河道、靠近陆地的一侧，为保护岸线资源的永续利用而划定的管理控制线。不同河段因河道整治有差异而外缘控制线的划定方式不同，对于有堤防工程的河岸，把堤防工程背水侧管理范围的外边界线作为外缘控制线;对于没有堤防工程的河岸，把设计洪水位与岸边的交界线作为外缘控制线[9]。

（3）网格大小的确定。一级网格大小主要由河道岸线功能区的河段长度来确定，岸线功能区的划定可根据河道实际情况适度调整，划定河段长度越短，网格面积越小。二级网格的大小一般由临水控制线和外缘控制线组成的区域面积确定。此外，一级网格的河段长度也是影响二级网格大小的重要因素。

3 河道网格划分结果

3.1 一级网格划分结果

对东河、西河交汇口—红岘儿河段进行一级网格划分，该河段全长80.20 km，共划分为1个水域带状网格和11个4类岸线功能区网格，具体划分结果见表1。

（1）岸线保护网格。东河、西河交汇口—民主桥河段位于关川河上游，河段全长0.60 km，东河、西河交汇口呈Y形，主流与支流交汇处一定范围内的河段为重要的水源保护地;称钩河汇合口—巉口康家庄河段全长0.70 km，该河段包含关川河重要支流称钩河的汇合口，同样是重要的水源保护地;巉口古城—红崖下河段全长0.80 km，其中巉口古城保护区是重要的岸线保护区域。

（2）岸线保留网格。赵家铺张家庄—鲁家沟南川村河段全长7.50 km，鲁家沟阴阳河—红岘儿河段全长27.30 km，这2个河段的规划方案均未确定且开发利用程度较低，河势较不稳定，均作为预留的待开发河段。

（3）岸线控制利用网格。民主桥—东二十里铺村河段全长8.90 km，红崖下—称钩河汇合口河段全长3.60 km，目前该河段河道内存在排污、堆放垃圾、非汛期采砂等现象，为了加强河道的有序利用和可持续发展，划定岸线控制利用网格，以减缓河段开发利用速度，维护河道健康。

（4）岸线开发利用网格。东二十里铺村—巉口古城河段全长11.80 km，巉口康家庄—赵家铺张家庄河段全长8.20 km，自1990年以来，这2个河段河道均未发生明显变化，河势较稳定，岸线开发利用率较低。鲁家沟南川村—鲁家沟淀水河河段全长4.90 km，该河段是规划的重要采砂区;鲁家沟淀水河—鲁家沟阴阳河河段全长5.90 km，该河段属于有计划的开发建设经济区域。这2个河段的岸线开发利用程度较低，河势相对稳定，岸线资源的开发利用对河道的影响较小，均具有一定的开发潜力。

3.2 二级网格划分结果

巉口水文站位于东二十里铺村与巉口古城之间，选择巉口水文站—称钩河汇合口为代表性河段开展二级网格划分，该河段具体分为巉口水文站—巉口古城河段、巉口古城—红崖下河段、红崖下—称钩河汇合口河段。在河道左右岸分别划定临水控制线和外缘控制线，由于巉口水文站—称钩河汇合口河段没有滩槽，因此将平槽水位与岸边的交界线作为临水控制线。根据河岸护堤工程类型确定了3种外缘控制线划定方式，分别为：河岸两侧均无护堤工程时为第一种划定方式（见图2（a））;河岸一侧有护堤工程时为第二种划定方式（见图2（b））;河岸两侧均有护堤工程时为第三种划定方式（见图2（c））。

巉口水文站—巉口古城河段河岸两侧无护堤工程，对应于第一种划定方式;巉口古城—紅崖下河段河岸左侧建有护堤工程，右侧无护堤工程，对应于第二种划定方式;根据河道岸线整治情况，将红崖下—称钩河汇合口河段分为红崖下—蔡家庄河段和蔡家庄—称钩河汇合口河段，其中红崖下—蔡家庄河段没有经过河道整治，对应于第一种划定方式，蔡家庄—称钩河汇合口河段的护堤工程现状包括尚未修建完工的一侧护堤工程以及两侧均建有护堤工程，同时对应于第二种和第三种划定方式。

3.3 二级网格面积的计算结果

根据二级网格划分结果，对单个二级网格的面积进行了计算，其结果见表2。可以看出，第1个网格左右岸面积差异较小，第2个网格左岸面积大于右岸，第3个网格左岸面积小于右岸，这种差异是由河岸冲刷形成弯道造成的，均符合河道实际情况。根据网格面积可以科学合理地确定网格内监测设施的布设点位，从而获取更加精准的河道实时监测信息。

4 结 语

笔者采用河道分段网格划分方式对关川河部分河道进行了多级单元网格划分，以期为关川河河道的数字化管理奠定基础。将来可以根据网格面积和河道特点在网格内布设实时监测设施，将河道的实时信息准确定位于网格中，再通过传输系统传输到管理平台，实现对河道的动态管理，保护河道的良好环境，促进河流的永续利用。

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【责任编辑 栗 铭】