中山市平原河網區水土流失易發區劃分研究

姚成平， 鄭國權， 張曉遠， 楊憲杰， 鄧飛

(廣東省水利電力勘測設計研究院， 廣東 廣州510635)

新修訂的《中華人民共和國水土保持法》要求：“在山區、丘陵區、風沙區以及水土保持規劃確定的容易發生水土流失的其他區域開辦可能造成水土流失的生產建設項目，生產建設單位應當編制水土保持方案，報縣級以上人民政府水行政主管部門審批，并按照經批準的水土保持方案，采取水土流失預防和治理措施”[1-3]。上述要求闡明了水土保持規劃在水土流失和水土保持工作中起著統局、長遠預謀的先導作用[4]，同時明確了水土保持規劃須對山區、丘陵區和風沙區以外容易發生水土流失的其他區域予以確定[5-7]。中山市平原區河網密布、水系發達，降水多、強度大且年內分布不均，特殊的自然地理條件加上人類高強度的經濟活動影響，造成了區內水土流失易發、面廣的特點[8]。近年來盡管中山市的水土保持工作取得了一定的成果，但水土流失問題依然突出，全市范圍內特別是平原河網區各種成因的水土流失危害依然普遍存在。在此背景下，為更好地貫徹《水土保持法》，落實中山市水土保持規劃確定的防治任務和措施，保護寶貴的水土資源，亟需開展境內平原河網區水土流失易發區的劃分研究工作。本次劃分研究以GIS和RS技術為支撐，在分析平原河網區水土流失易發區特征的基礎上，根據確定的劃分原則，制定了相對完善的水土流失易發區劃分指標體系，劃分出了容易發生水土流失的其他區域，一方面可為水行政主管部門依法行政和實施生產建設項目水土保持管理提供依據，另一方面可為編制市縣級水土保規劃提供科學依據。

1 研究區概況

中山市位于廣東省中南部，地處東經113°09′21″—113°35′43″，北緯22°11′26″—22°46′35″之間，陸地總面積約1 783.67 km2，地形以平原為主，境內河網區水系發達，平均河網密度達1.22 km/km2，陸域斑塊破碎不規整[9]。截止2017年末，中山市共有24個鎮級行政區，常住人口323萬人。區域屬亞熱帶季風氣候，地帶性森林植被類型為季風常綠闊葉林，森林覆蓋率28.86%；土壤類型以紅壤、赤紅壤為主；年平均氣溫22.5 ℃，年均降雨量為1 886.1 mm，降雨主要集中在每年4—9月，占全年降水量的85%左右。

2 研究方法

2.1 技術路線

首先，搜集與水土流失易發區劃分相關的自然、社會經濟、水土流失等基礎資料；其次，根據廣東省和中山市水土保持區劃情況，界定待劃分易發區范圍。再次，建立易發區劃分的定量和定性技術指標體系；最后，按照劃分指標體系，以鎮級行政區為劃分單元，根據平原河網區易發區特性及區域水土流失防治需求，確定劃分標準，由此劃定中山市平原河網區水土流失易發區。劃定技術路線如圖1所示。

2.2 劃分方法

2.2.1 劃分原則 水土流失易發區的劃分既要考慮劃分方法的科學性、合理性，又要考慮實際的可操作性[10]。結合中山市平原河網區的社會、自然特征，水土流失易發區劃分應遵循以下原則。第一，定性分析與定量分析相結合原則，通過定量分析確定區域范圍和邊界，通過定性分析協調，把握全局，對定量結果進行增刪[11]；第二，自然因素和人為因素兼顧[12]原則，以平原河網區自然、社會情況為基礎，立足于技術經濟的合理性和可行性，兼顧社會經濟、自然特點，統籌考慮區域內水土流失潛在危險程度，劃分容易發生水土流失區域；第三，與區域生態格局和功能定位相適應原則，充分借鑒全國及廣東省水土保持規劃等成果，在遵循國家國土空間開發格局和功能定位的基礎上，確定劃分的方向；第四，集中連片原則，水土流失易發區劃分應集中連片，具有與對應防治區級別相適應的規模[13]。

2.2.2 劃分范圍界定 以鎮級行政區為劃分單元，劃分中山市水土保持分區。根據《中山市水土保持規劃》，中山市被劃分為兩個水土保持區，分別為北部平原水質維護和人居環境維護區以及南部低山丘陵水源涵養和生態維護區，其中前者屬于山地丘陵區，不在本次易發區劃分范圍內；北部平原水質維護和人居環境維護區屬平原區，將其界定為中山市平原河網區的范圍，包括石岐區街道、西區街道等15個鎮區，土地面積951.56 km2，占全市土地總面積的53.34%。

圖1 中山市平原河網區水土流失易發區界定技術路線圖

2.2.3 劃分指標體系建立 本次研究水土流失易發區劃分指標包括定量指標和定性指標。

(1) 定量指標。水土流失潛在危險度是在各種人為不可控制的自然因素的驅動下，水土流失發展可能達到的程度，其大小取決于驅動力的大小[14-15]，其大小及分布特點反應出區域水土流失易發程度，因此本研究將其作為平原河網區水土流失易發區劃分的定量分析指標。

通常情況下，其主要由地形地貌、土壤、地質、降雨4個指標組成，但考慮到區域河網密集、水系發達，不同地類水土流失潛在易發程度差異較大等獨特的地域特點，本研究新增土地利用因子作為判斷水土流失潛在危險度的指標之一。各指標權重主要參照《廣東省水土保持規劃》中水土流失潛在危險度各因子權重，并依據專家打分法確定，構成及權重如表1所示。

(1)

式中：E——侵蝕潛在危險性指數(0～1)；ωi——潛在危險因子權重值；pi——水土流失潛在危險因子。

根據公式(1)計算，在ArcGIS中對各圖層依據權重進行疊加分析，得出平原河網區水土流失潛在危險度分級圖。分析結果顯示，區域內E值在0～0.389 3之間，參照《中國水土流失防治與生態安全—南方紅壤區卷》中水土流失潛在危險區域分級標準[16]，結合E值在研究區域占的比例，將其分為兩級，即E<0.20，為低水土流失潛在危險性區；E≥0.20，為高水土流失潛在危險性區。參照上位規劃分級標準，結合中山市劃分易發區的行政需求，將鎮街區內高水土流失潛在危險度面積占比大于50%的區域，劃定為重險型水土流失潛在危險區域，反之則劃定為輕險型水土流失潛在危險區域。

表1 中山市水土流失潛在危險因子構成

(2) 定性指標。定性指標主要依據全國水土保持規劃中界定水土流失易發區的特征來選取，主要為是否涉及水土流失敏感、潛在危險較大區域。

水土流失易發區定性指標為： ①地形地貌，主要判斷所屬鎮級區內是否涉及地形高差大于50 m且具有一定規模的區域； ②重要水土保持生態區，主要判定是否涉及濕地保護區、風景名勝區、自然保護區、飲用水源保護區及其他生態紅線區等[3]，將其界定為具備容易發生水土流失的生態敏感性條件； ③重要經濟區域，將是否存在一定規模的礦產資源集中開發區和經濟開發區作為界定易發區的社會經濟條件[3]。 ④河道岸線功能區，主要為河流兩側一定范圍，具有岸線保護功能的區域[3]，判定是否涉及主要河道兩側100 m范圍內具有岸線保護功能的區域； ⑤特定水土保持功能區，本研究將境內是否存在水質維護或人居環境維護功能的重要區域作為判斷水土流失易發區的水土保持功能條件。劃分技術指標體系詳見表2。

表2 容易發生水土流失的其他區域劃分指標體系

2.2.4 易發區劃分標準 水土流失易發區劃分以鎮區為劃分單元，根據中山市平原河網區易發區特性及水土流失防治需求，其劃分標準為： ①定量指標符合，定性指標滿足其中之一的鎮區； ②定量指標基本符合(定量指標標準控制在10%以內)，滿足兩項以上定性指標的區域。符合上述條件之一者，即可劃定為中山市平原河網區容易發生水土流失的其他區域。

3 結果及分析

3.1 劃分結果

根據水土流失易發區劃分指標體系及劃分標準，將小欖、黃圃、民眾、東升、古鎮、港口、三角、橫欄和大涌鎮等9個鎮街劃定為中山市平原河網區容易發生水土流失的其他區域，劃定區域位于中山市東北部和西北部，土地面積666.92 km2，占全市土地總面積的37.39%，劃分成果如附圖3所示。

3.2 結果分析

從劃分的結果來看，所劃定平原河網區水土流失易發區在社會經濟、自然特性、水土流失及其特征等方面存在較明顯的易發區應具有的特性，具體表現為：

(1) 社會經濟方面。區內經濟發達，人口密度高達1 575人/km2，人類社會活動強，土地開發程度高，開發區建設、架橋修路等城市化建設活動十分頻繁，此類生產建設活動形成局部微地貌，使得施工擾動區域仍然具備發生較大水土流失的地形條件，極易造成較大水土流失。

(2) 自然條件方面。一是區內降水充沛、雨量集中，暴雨頻次多，降雨強度大，侵蝕自然驅動力強，水土流失強度大；二是區內河網密布、河流縱橫交錯，區域內地勢雖平坦，但境內河網眾多，陸地分割，土壤一旦發生侵蝕，將直接影響河道，水土流失危害極大；三是區域總體地形平坦，但仍存在高低起伏的微地貌，仍然具備發生水土流失的地形條件。四是林草植被覆蓋率相對較大，但土壤抗蝕性弱、易風化。

(3) 水土流失及其特性上。區域內中度以上水土流失面積12.13 km2，占全市水土流失面積的13.83%，總體上水土流失面積相對較小，但侵蝕類型以人為流失為主，且基本都在中度以上；劃定區域內水土流失潛在危險程度較高，集中在0.10～0.30之間，其中小欖、黃圃等鎮區屬重險型水土流失潛在危險區域；區域內河網密集，約有70%的區域在重要水土保持生態功能區、河流岸線保護區及水質維護或人居環境維護功能的范圍內，一旦發生水土流失，造成影響極大。

(4) 劃分區域分布上。劃分區域主要分布在北部平原河網區，劃分成果明確了中山市水土保持規劃中的水土流失潛在危險區域，可作為規劃的重要構成部分，對各類生產建設項目實行分區防治戰略和分類指導，為生產建設項目水土保持管理提供依據。

4 結 論

(1) 提出了合理的技術路線，明確了劃分原則。提出了合理的劃分思路和技術路線，同時明確了水土流失易發區劃分應采用定性分析與定量技術結合、自然及人為因素兼顧以及與區域生態格局和功能定位相適應等原則。

(2) 對影響水土流失易發構成的各要素進行了分析評估。通過對平原河網區水土流失易發區的深入分析，可對動態變化的容易發生水土流失的各要素進行評估分析，研究其動態變化特點，為水土流失易發區指標選取提供理論支撐。

(3) 確立了完善的水土流失易發區劃分指標體系。以GIS和RS技術為基礎，根據劃分原則，在分析平原河網區社會經濟、自然條件等特點基礎上，提出了相對完善的水土流失易發區劃分指標體系。

(4) 明確了劃分成果的應用價值。劃分成果是構建以及完善中山市水土保持規劃體系的需要，可為編制地市級水土保規劃和制定規章制度提供科學依據，同時能夠很有效地規范各類生產建設項目的行為，為中山市人民政府依法行政、實施生產建設項目水土保持管理提供依據。