节水灌溉规划分区方法

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1、节水灌溉规划分区方法韩栋 1，周世峰1，史群 2，吴涤非1（1.北京工业大学分部,北京 100022;2.中国灌溉排水发展中心,北京 100054） 摘要：对于大中型节水灌溉工程，区划分区是规划工作中的一个重要步骤。正确的 分区是保证规划成果科学、先进的前提。关键词：节水灌溉 ；区划分区 节水灌溉规划分区的方法很多。当前常用的方法有经验法、指标法、类型法、重叠法、 聚类法、模糊聚类法等。本文结合攀枝花节水灌溉发展规划谈谈这些方法在实际工程规划中 的一些应用。1分区的基本方法1.1 经验法 经验法是在原有资料和成果的基础上，融合区划技术人员的专业知识和实践工作经验， 对计算单元进行相似归类，得出

2、区划结果。经验法需要占有大量的资料和成果，分区结果的 可靠性依赖于区划技术人员的水平和经验，具有一定的主观性，但经验法简单、直接，无需 计算。经验法可以从大的方向进行分区，对分区的进一步深化起到方向性的指导作用。1.2指标法 指标法是通过对有关自然条件、社会经济条件、生产特征、生态结构和技术条件等资料 分析计算，确定出能反映各区特征的主要指标进行分区的方法。如干燥度指标、缺水程度指 标、人均耕地指标、人均水资源量指标、亩均水资源量指标、人均收入指标、亩均产值指标、 工程亩投资等等，最后分配各指标的权重，根据主要、次要、再次要指标等级来进行分区。1.3类型法 根据区域内客观存在的各不同特征的不同

3、地区，将其相似的区域分别划类归纳，进行组 合，划出不同类别的类型区。如按水资源划分为极缺水型、缺水型、丰水型；根据地貌类型 又可分为丘陵缺水型、平原缺水型、山区缺水型等等。然后又可分为经济作物丘陵缺水型、 粮食作物平原缺水型等等。最后将归纳出的各大类型定类划区，落实到具体区位。1.4 重叠法 重叠法又称套图法，根据所搜集的与农业节水区划密切相关的地形地貌图、行政区划图、 气侯区划图、水利区划图、农业区划图、土地利用规划图以及农业种植结构布局图等重叠在 一起，根据重叠的情况确定区划分区的边界。重叠法的关键是选好基础图。基础图是指对农 业节水起主要影响作用的因素图。套图选用的图纸可包括：地形图、土

4、壤图、行政区划图、 水利区划图和农业结构布局图等，基础图为地形图、行政区划图与农业结构布局图。1.5聚类法 聚类法是根据对某一研究对象进行客观的定量分类。其方法需根据样品所具有的自然属 性和社会属性，用数学方法定量地确定样品的亲疏关系。即样品属性的相似性和差异性，把 相似性较大的样品聚成一类，每一小类之间的各属性差异最小，各大类之间则有明显的差异。 这种方法不需要事先知道分类对象有多少类，只是通过数量统计方法最后客观地形成一个分 类体系。聚类法有许多种数理统计方法，辽宁省灌区节水规划区划采用的是“共区优选法”， 而华北地区和胶东半岛则采用的是“模糊聚类法”，宁波市农业节水区划以模糊聚类法为主，

5、 辅以经验法和重叠法调整。1.6模糊聚类法 模糊聚类法采用数学统计方法进行分区，首先计算各个计算单元的相似性测度，合并最 小测度的计算单元为一类，同时计算本类与其它计算单元的距离，保证测度的最小性，根据 距离和相似系数进行归类。模糊聚类法有较严格的理论基础和计算方法。结果可靠、准确， 更能反映客观实情。但模糊聚类需要较多的基础数据，统计工作量大。2 分区方法的选择 应根据规划地区的自然、经济、社会等条件选择单一方法或几种方法组合进行科学合理 地规划分区。一般过程如下：2.1 确定分区基本单元 首先，考虑规划区域的一些指标在流域上的相似性，不破坏水系，便于各单元的水资源 的统计分析，以流域为基础

6、进行归类分区；其次，考虑农作物生长的气候条件，当地形 高差有悬殊时，以海拔高程为基础进行归类分区；最后，考虑规划的实施、管理，以行 政区划的行政单位为基础进行归类分区。2.2 确定分区的级数全国规划分区一般分45级；省级规划分区一般分34级；市、县规划分区一般为 23级。2.3 确定分区指标 分区指标的设置必须满足全面性、概括性和易于取得的要求，考虑到节水灌溉的特点，采用地貌形态、气候特征、缺水程度、灌区类型、节水灌溉措施及农作物种类与分布等指标 组成节水灌溉分区的指标体系，并根据其所在区内的差异程度，进行适当的取舍。2.4 分区命名 分区命名由各级分区的指标因子组成。根据分区级数，按由高到低

7、的顺序依次命名。2.5 分区方法 最好以一种方法为主，其它方法相结合的方法进行节水灌溉规划分区。2.6 拟定分区方案 根据对区域自然条件、社会经济条件和灌溉发展情况等调查分析，拟定不同规划分区2.7 优选最佳方案 按照共性原则，进行共性分析，选取共性率最高的为最佳方案。2.8 分区结果 根据选优结果，并考虑地域的完整性等进行面积概化，将规划区域分区结果列表、制 图。3分区方法的应用 以攀枝花市节水灌溉发展规划分区方法为例，介绍分区方法的应用。 根据攀枝花市特点及资料情况，节水灌溉分区采用重叠法、指标法、类型法和经验法相 结合的综合方法， 进行攀枝花市节水灌溉发展规划分区。具体方法如下：3.1

8、分区级数的确定根据全市幅员面积7434.4kiA拟定的成果图为比例尺为1/100000的0#图；攀枝花市已完成的市农业区划为3级分区，水资源开发总体规划也是3级分区。定本次规划 分区 3 级。3.2 融合已有规划，使之相互一致能对照执行1989年编制的市农业区划中区划分级是按海拔高程划分，一级区划分为3个大区；2 级区仍然是按海拔高程划分的。一级区和二级区全部按海拔高程一个因子来划分，等于只划分了一个级别的区划，没有多级的含义。如果2级区用作物种类或土壤类别等作为划分的 因子，就会显示出明显的多级划分的效果了。2000 年编制的水资源开发总体规划和其它水利规划，为了便于计算水资源量，则 是根据

9、水系的流域面积来划区的。一级区按金沙江、雅砻江、安宁河三大河流区的流域面积 划分为3 个一级区，2级区是按3大河的主要一级支流再划分的，三级区则与市农业区划 一样以乡镇行政区来划分的。由于区划分级需根据多因素的主次顺序一级一级划分的，不能只按一个因素去划分不同 的区级。因此，本规划的一级区是根据市水资源和其它水利规划，仍按金沙江、雅砻江、安 宁河三大河的流域界限划分为 3 个一级区；因农作物种植，主要依垂直气候带的不同而不 同，故2级区则仍按市农业区划，按海拔高程划分为4个2级区，V 1500m、15002000m、 20003000m、3000m，以区别其气候带对作物品种和耕作制度的重大影响

10、；3级区仍按 上述2 个规划以乡镇行政管辖界限为分区界限，以便于行政工作的领导与管理。但是，影响 灌溉条件的主要因素和本规划的主要内容均未在规划的分级分区中体现，且按乡镇划分 3 级区只是一个界线的划分，反映不出自然因素和灌溉条件、作物种类的差异，故在3 级区内 将地貌、灌区类别、作物种类等差异均在此级反映。因此， 3 级区虽是最末一级，却是本次 规划中的最重要的一级，它关系着规划的落实和实施。3.3 分区指标3.3.1 一级区分区指标一级区分区指标为三大河在区内的流域面积、产流模数和年产流量，也就是说三大河的 主要特征值就是一级区的分区指标。3.3.2 二级区分区指标二级区的分区指标为海拔高

11、程，海拔高程决定了区内气候带的差异性，从而决定了农业 的作物品种和耕作栽培制度，是农业生产划区的基础。根据海拔高程分为V1500m、15002000m、20003000m和3000m以上4个二级区。 但由于3000m以上已无农业种植业，故此区不再进行节水灌溉的规划分区的工程规划。3.3.3 三级区分区指标 三级区的分区因子除以乡镇行政区界线划分小区外，同时按地貌类别、灌区类型、作物类别三个因子建立指标体系，用以区分各小区之间的差异性。3.3.3.1 地貌形态指标自然地貌是水利区划分区的客观依据，不同的地貌单元，不仅水文特征不相同，而且灌溉条件也有极大的差异。参照中国水利区划和攀枝花市的习惯分类

12、，将攀枝花市的地貌划分为高山、中山、 低山、山塬、丘陵、沟壑、深谷、河谷平原、阶地和小盆地。依照中国农业科学院农业自然资源和农业区划研究所拟定的地貌形态指标，及中国自 然区划概要提出的大地形单元划分标准，以相对高度为主的指标所确定的地貌形态特征。根据攀枝花市山地相对高差，又将高、中、山的相对高差指标划分为：低山为200m以下；中山为200500m；高山为500m以上。深谷的相对高差大于100m，沟壑小于100m。攀枝花市的山塬指的是山顶上坡度相对很缓的塬地，众多山顶塬地相连的山脉就形成了 山塬地貌，也可以认为是山顶的准平原，山塬地都种植有农作物，但水利灌溉条件很差，多 数的山塬耕地是靠天吃饭的

13、旱地。山塬的相对高差指标定为小于100m。3.3.3.2 灌溉类型指标灌溉类型主要是按照水源工程的不同分为：蓄水灌区、引水灌区、提水灌区和井灌区4 种。攀枝花市山区占全市幅员面积的92%，除有蓄、引、提三类灌区外，还有集雨灌溉区类 型。其划分指标为：只要有一类水源灌区面积大于该乡镇灌溉总面积的40%时，则该乡镇即 为该类水源灌区；若三种水源灌区中无一种灌溉面积大于40%时，其中2 种最大的水源灌区 面积之和大于全乡灌溉面积的 60%时，则以该2 种水源灌区类别为该乡的灌溉类型区。3.3.3.3 作物种类指标作物种类指灌溉面积上的粮食作物、水果和经济作物三种，其指标划分方法为某一类作 物节灌面积

14、大于全乡总灌溉面积 50%时，即该灌区为该类作物区；若无一种作物类别节灌 面积大于总灌溉面积 50%时，其中以 2 种最大的作物类别节水灌溉面积之和大于全乡节灌 面积的 65%时，则该两类作物即为该乡节灌作物类型区。3.4 分区命名区划命名是根据一、二、三级分区的各级特征类型的差异和特征类型指标所判别的该特 征类型中的种别而命名的。命名由一级到二级再到三级，依次顺序命名。3.4.1 一级分区的命名一级区划的命名是以分区时所属河流名称的流域命名。如金沙江流域、雅砻江流域、安 宁河流域。3.4.2 二级分区的命名二级区划的命名是以根据海拔高程指标所划分的气候带名称命名。如亚热带气候、温带 气候、北

15、温带气候、寒温带气候。3.4.3 三级分区的命名三级区划采用复式命名，即乡镇名、地貌类型、灌区水源类型和所灌溉作物的类别的总 名称。如：红格镇丘陵山地蓄水灌区大田粮食渠道防渗灌溉区；和爱乡中山坡耕地烟草经济作 物。三级区的全名应为一级区名加二级区名加三级区名才为三级区的全部名称。 如：金沙江流域暖温带气候务本乡中山引水灌区大田粮食作物区。由于全称太复杂，所以米用编码表示。如上述全称可写成I-2-13、b、a。在这 里不一一介绍编码的意义。3.5 分区方案根据全市的自然条件、社会经济条件和灌溉发展情况的调查分析，拟定几种方案，再从 中择优选取。本规划按灌区类型（水源条件）、气候带、地貌、流域、主要土壤和作物等五种影响因素 提出分区方案。3.6 分区结果综合考虑到地貌、气候带、灌区类型、作物种植条件、流域、管理等影响因素，最后分 成了 75 个区域。如金沙江流域暖温带气候务本乡中山引水灌区大田粮食作物区；雅砻江流 域温带气候红格镇丘陵山地蓄水灌区大田粮食作物区；安宁河流域温带气候黄草乡中山、河 谷阶地引水灌区大田粮食作物区。由于数量太多，故这里不一一列举。规划时，要根据分区的类型，自然特征米取相对应的综合节水技术措施。综合节水技术措施包括工程措施和非工程措施，包括水利措施和农艺措施。