长江流域水系划分与河流分级初步研究

董耀华 汪秀丽

摘要: 将推荐的水系划分与河流分级Horton 法相结合，通过合理选取最小河流(流域) 单元、科学制作河流树状图表，初步研究了长江流域(不含太湖水系) 的河流分级。研究结果显示: ①推荐将长江水系划分为干流水系与雅砻江、岷江、嘉陵江、乌江、洞庭湖、汉江、鄱阳湖、太湖8 个支流水系; ② 581 条河流基本特性资料的收集、整理与分析表明长江流域河流的河长与流域面积约为0．5次方关系，选取流域面积不小于2 000 km2或河长不小于100 km的河流为最小河流(流域) 单元，确定长江流域(不含太湖水系) 河流总数为374 条; ③以岷江水系为例，精心制作了长江流域各水系的河流树状图表，树状图显示了河流隶属关系、分级数、河长、流域面积等特性; ④长江流域(不含太湖水系) 最高河流分级数为6 级。按河流统计: 6 级1 条(0．3%)，5级3条(0．8%)，4级6 条(1．6%)，3级14 条(3．7%)，2级71 条(19．0%)，1级279 条(74．6%); 按水系统计: 岷江、嘉陵江、鄱阳湖为5 级，干流、雅砻江、洞庭湖、汉江为4 级，乌江为3 级。

关键词: 长江; 水系划分; 河流分级; Horton 法; 最小河流(流域) 单元; 河流树状图表

中图分类号: TV212 文献标志码: A 文章编号: 1001-5485(2013) 10-0001-05

Preliminary Research on Watershed Division and Stream Order Classification of the Yangtze River

DONG Yao-hua1，WANG Xiu-li2

Abstract: According to the recommended watershed division and by means of the Horton method，we preliminarily researched the stream order classification of the Yangtze River (exclusive of the Taihu Lake watershed sub-basin) by properly choosing the minimum stream．Tree diagrams and tables were obtained．Results show that: (1) The Yangtze River is recommended to be divided into main channel watershed basin and 8 tributary watershed sub-basins inclusive of Yalong River，Minjiang River，Jialing River，Wujiang River，Dongting Lake，Hanjiang River，Poyang Lake and Taihu Lake．(2) Statistic and regressive analysis of 581 streams of the Yangtze River shows that stream length is about 0．5 power related to watershed area．Streams with watershed area no less than 2 000km2 or stream length no shorter than 100km are selected as the minimum stream．Thereupon based on the minimum stream，the total number of streams of the Yangtze River is determined to be 374．(3) With Minjiang River watershed sub-basin as an example，tree diagrams and tables of streams for all watershed sub-basins of the Yangtze River are elaborately fabricated．The diagrams and tables illustrate the basic information such as river kinship and affiliation，stream order，basin area，and river length．(4) The highest stream order of the Yangtze River is the 6th order．In regard to streams，there are 1 or 0．3% 6th-order stream，3 or 0．8% 5th-order streams，6 or 1．6% 4th-order streams，14 or 3．7% 3rd-order streams and 71 or 19．0% 2nd-order streams and 279 or 74．6% 1st-order streams; while in terms of watershed division，sub-basins of Minjiang River，Jialing River and Poyang Lake belong to 5th-order stream，sub-basins of main channel，Yalong River，Dongting Lake and Hanjiang River belong to 4th-order stream，and Wujiang River sub-basin belongs to 3rd-order stream．

Key words: Yangtze River; watershed division; stream order classification，Horton method; minimum stream; tree diagram and table of stream

1 研究背景

长江流域水系与江湖关系复杂［1］，目前通常按水系进行划分; 各种水系划分方法虽略有差异，但基本上都是围绕长江干流及主要支流或湖泊进行区划(图1) 。这种“自大河而小河”的水系划分方法比较符合长江流域水系(支流或湖泊) 相对独立的特性，有利于流域管理和河流治理规划、科研与设计;但同时也存在着河流划分方法与研究上的缺陷:①水系划分存在一定任意性; ②无法确定各划分水系及长江流域总体的河流分级数; ③难以进行长江与其它大江大河之间河流分级与特性差异的对比研究。

河床演变学［2］通常采用的是“自小河而大河”的河流分级法，通过最小河流单元的合理选取，可以使河流分级“标准化”，减少任意性，进而也便于区别和比较不同流域或不同水系的河流分级数与大小。

本文研究思路是: 首先在总结已有水系划分方法基础上，提出长江流域水系的推荐划

分; 然后基于河流分级Horton 法，借助最小河流(流域) 单元的合理选取和各划分水系河流树状图表的科学制作，初步研究长江流域(不含太湖水系) 的河流分级。鉴于太湖水系河网复杂及人工运河影响，研究暂不含太湖水系并不会影响长江流域的总体分级和其它水系河流分级结果。

2 长江流域水系划分

2．1 水系划分现状

目前，比较具有代表性与权威性的长江流域水系划分方法主要有如下3 种:

(1) “长江防洪地图集”法［3］: 将长江流域划分为金沙江、上游干流区间、中游干流区间、下游干流区间、岷沱江、嘉陵江、乌江、洞庭湖、汉江、鄱阳湖、太湖11 个水系。

(2) “中国河流名称代码”法［4］: 将长江流域划分为长江干流、雅砻江、岷江、嘉陵江、乌江、洞庭湖、汉江、鄱阳湖8 个水系和太湖流域。

(3) “中国河湖大典”法［5］: 将长江流域划分为雅砻江、岷江、嘉陵江、乌江、洞庭湖、汉江、鄱阳湖、太湖8 个水系和8 个干流区间(河源、河口与8 个水系之间) 。

3 种划分方法存在的2 个主要问题是: 水系之间不和谐和划分原则不统一。

2．2 推荐水系划分

综合以上3 种水系划分方法，本文将长江水系划分为干流水系与雅砻江、岷江、嘉陵

江、乌江、洞庭湖、汉江、鄱阳湖、太湖8 个支流水系(表1) 。水系名称及所含河流均有一定调整，调整原则与内容说明如下:

(1) 水系河流一致原则。本文试图采用水系划分与河流分级相结合的方法研究河流等级划分，划分的水系作为某一分级的河流，两者必须是一致和相容的。相应调整内容: ①采用岷江水系，摒弃岷沱江水系，将沱江水系直接划入干流水系; ②合并金沙江水系和所有干流区间水系，统一划入干流水系;③将太湖水系或流域统一称为“太湖水系”等。

(2) 干流水系优先原则。相应调整内容: ①荆江三口分洪道及支流洈水划入干流水系而非洞庭湖水系; ②汇入长江干流的黄浦江划入干流水系而非太湖水系等。

3 长江流域河流分级

3．1 河流分级方法

河床演变学［2］常用的4 种河流分级方法分别是Horton 法，Strahler 法，Shreve 法和Scheidegger法(图2) 。其中，Horton 法提出得最早，最经典，是本文河流分级方法的基础，其分级思路是: 最小不分支的河流属于第1 级，仅仅接纳第1 级支流的属于第2 级，接纳1，2两级支流的属于第3 级，依次类推。

实际应用Horton 法时，本文采用了如下几点补充处理: ①以“最小河流(流域) 单元”代替Horton 法“最小不分支的河流”; ②每条河流只保留1 个河源，其它河源作为支流，如: 干流水系沱沱河为河源，当曲、楚玛尔河为支流; 汉江水系唐白河中白河为河源，唐河为支流; ③湖泊型水系作为1 级河流，如: 洞庭湖水系与鄱阳湖水系; 其它湖泊与其连通的河流一并作为1 级河流，如: 华阳河－龙感湖，枞阳河－菜子湖，裕溪河－巢湖等。

本文进行长江流域河流分级的具体步骤是:

①收集整理长江流域大、中、小河流基本资料，采用回归分析方法，建立河长与流域面积相关关系，合理选取最小河流(流域) 单元，确定河流数量; ②基于本文推荐采用的水

系划分和河流分级Horton 法，精心制作各水系河流树状图表; ③汇总并分析长江流域河流分级初步研究成果。

3．2 最小河流(流域) 单元

本文收集整理了长江流域581 条大、中、小河流流域面积、河长、流量等基本资料，采用回归分析方法，分别建立了流域面积10 000 km2 以下(中小河流) 及10 000 km2 以上(大型河流) 河流的河长(L)与流域面积(A)之间的相关关系与相关系数值(R2)(见公式(1) 和图3) 。

分析表明: ①长江流域河流的河长与流域面积约为0．5次方关系，两者相关关系较好; ②综合考虑河长与流域面积相关关系、研究工作量以及河流完整性等因素，选取流域面积不小于2 000 km2 或河长不小于100 km的河流(流域) 为长江流域最小河流(流域) 单元; ③长江流域(不含太湖水系) 满足最小河流(流域) 单元的河流总数为374 条，各水系所属河流数量见图4 和表1。

3．3 河流树状图表——以岷江水系为例

基于推荐采用的水系划分(表1) 和河流分级方法(Horton 法)，制作了长江流域各水系的河流树状图表，以此理清长江、水系、河流或湖泊的隶属关系，确定河流分级数。限于篇幅，这里仅给出岷江水系河流树状图表(图5 和表2) 。其中，河流树状图不仅可以满足河流分级的要求，还定量保留和直观显示了河流部分信息，主要包括: ①河流隶属关系，如:干支流、左右岸等; ②颜色/灰度代表河流分级数，线条长度可定量表示河长，线条宽度可定量表示流域面积; ③标注主要河流的名称与分级数等。

3．4 河流分级初步成果

将本文上述长江流域河流分级的初步研究成果汇总成图6 和表1、表3。经过分析研究，可以得到如下几点初步认识:7(1) 长江流域(不含太湖水系) 最高河流分级数为6 级。

(2) 按河流统计，6 级河流1 条，占0．3%; 5 级河流3 条(岷江、嘉陵江、鄱阳湖)，

占0．8%; 4 级河流6条(雅砻江、大渡河、渠江、洞庭湖、汉江、修水)，占1．6%; 3 级河流14 条，占3．7%; 2 级河流71条，占19．0%; 1 级河流279 条，占74．6%。(3) 按水系统计，岷江、嘉陵江、鄱阳湖水系为5 级河流(水系)，干流、雅砻江、洞庭湖、汉江水系为4 级河流(水系)，乌江水系为3 级河流(水系); 显然，各水系的河流分级数存在较大差异。

4 结论

本文采用推荐的水系划分与河流分级Horton法相结合的方法，通过最小河流(流域) 单元的合理选取和河流树状图表的精心制作，初步研究了长江流域(不含太湖水系) 的河流分级。

(1) 综合3 种水系划分方法(“长江防洪地图集”法、“中国河流名称代码”法、“中国河湖大典”法)和2 个水系划分原则(水系河流一致原则和干流水系优先原则)，本文推荐将长江水系划分为干流水系与雅砻江、岷江、嘉陵江、乌江、洞庭湖、汉江、鄱阳湖、太湖8 个支流水系。

(2) 收集整理长江流域581 条大、中、小河流流域面积、河长等基本特性资料，建立流域面积10 000 km2以上与10 000 km2 以下河流的河长与流域面积相关关系，分析表明: 长江流域河流的河长与流域面积约为0．5次方关系。选取流域面积不小于2 000 km2 或河长不小于100 km的河流为最小河流(流域) 单元，确定长江流域(不含太湖水系) 河流总数为374 条。

(3) 以岷江水系为例，精心制作长江流域各水系的河流树状图表，确定长江流域总体及各水系的河流分级数，树状图定量保留和直观显示了河流隶属关系、分级数、河长、流

域面积等特性。

(4) 长江流域(不含太湖水系) 最高河流分级数为6 级。按河流统计: 6 级1 条(占0．3%)，5 级河流3条(占0．8%) (岷江、嘉陵江、鄱阳湖)，4 级河流6 条(占1．6%) (雅砻江、大渡河、渠江、洞庭湖、汉江、修水)，3 级河流14 条(占3．7%)，2 级河流71 条(占19．0%)，1级河流279 条(占74．6%);按水系统计: 岷江、嘉陵江、鄱阳湖水系为5 级，干流、雅砻江、洞庭湖、汉江水系为4 级，乌江水系为3 级，各水系河流分级数之间存在较大差异。

参考文献:

［1］董耀华，惠晓晓，蔺秋生．长江干流河道水沙特性与变化趋势初步分析［J］．长江科学院院报，2008，25(2) :16-20．(DONG Yao-hua，HUI Xiao-xiao，LING Qiusheng．Preliminary Analysis on Characteristics and Changing Tendency of Annual Runoff and Sediment Load of Changjiang River Main Channels［J］．Journal of Yangtze River Scientific Research Institute，2008，25 (2) : 16-20．(in Chinese))

［2］钱宁，张仁，周志德．河床演变学［M］．北京: 科学出版社，1987．(QIAN Ning，ZHANG Ren，ZHOU Zhide．Fluvial Process［M］．Beijing: Science Press，1987．(in Chinese))

［3］长江水利委员会．长江防洪地图集［M］．北京: 科学出版社，2001．(Changjiang Water Resources Commission．Atlas for Yangtze River Flood Control［M］．Beijing: Science Press，2001．(in Chinese))

［4］ SL249—1999，中国河流名称代码［S］．北京: 中华人民共和国水利部，2000．(SL249-1999，Code for River Name in China［S］．Beijing: Ministry of Water Resources， 2000．(in Chinese))

［5］中国河湖大典编纂委员会．中国河湖大典(长江卷)［M］．北京: 中国水利水电出版社，2010．(Compilation Committee of China Rivers and Lakes．China Rivers and Lakes(Volume of Yangtze River) ［M］．Beijing: China Water Power Press，2010．(in Chinese))

作者简介: 董耀华(1966-) 男，湖北蕲春人，教授级高级工程师，主要从事水力学及河流动力学研究