基于主成分聚類分析的青海省水文分區(qū)研究

張國棟 樊東方 李其江

摘要：青海省地處我國青藏高原、黃土高原和內(nèi)蒙古高原的交匯區(qū)，地質(zhì)條件、地形地貌及水文條件復(fù)雜。根據(jù)青海省自然地理特征及氣候特征的空間分布，在主成分聚類分析方法的基礎(chǔ)上，通過水文分區(qū)合理性分析，采用GIS綜合青海省的自然地理特征進(jìn)行水文分區(qū)，將青海省劃分為4個(gè)一級(jí)分區(qū)、8個(gè)二級(jí)分區(qū)和20個(gè)三級(jí)分區(qū)，并參照每個(gè)分區(qū)的典型特征給分區(qū)命名，對(duì)每個(gè)分區(qū)的重要水文特性進(jìn)行了描述。

關(guān)鍵詞：自然地理;主成分聚類分析法;水文分區(qū);青海省

中圖分類號(hào)：P333 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

水文分區(qū)是通過綜合考察區(qū)域的水文特征和氣候、地貌地質(zhì)、植被覆蓋等自然地理?xiàng)l件而劃分的水文地理區(qū)域，其使得同一分區(qū)內(nèi)下墊面和氣候條件相似性最大且差異性最小，分區(qū)間下墊面和氣候條件相似性最小且差異性最大[1]，目的在于從空間上揭示水文特性的相似與差異[2]，提高對(duì)水文地理的綜合認(rèn)知水平，指導(dǎo)區(qū)域代表水文站的布設(shè)[3]。常用的水文分區(qū)方法有地理水文分區(qū)法、等值線圖法、地貌單位線法、流域水文模型參數(shù)法及聚類分析法等[4]。傳統(tǒng)的地理水文分區(qū)法從地形地貌、地質(zhì)巖土、植被覆蓋和景觀等自然地理角度[5]進(jìn)行分析，但對(duì)水文特性的差異性與相似性、個(gè)性與共性考慮較少，并不等同于用水文資料做出的分區(qū)。其他方法在分區(qū)時(shí)以水量平衡條件大致相同為原則，再參照下墊面因素的相似性劃分子區(qū)，只能做出單因子分區(qū)，一方面在分區(qū)時(shí)加入了水文分區(qū)者個(gè)人的經(jīng)驗(yàn)判斷，同時(shí)在分區(qū)過程中利用流域內(nèi)水文站點(diǎn)的觀測資料進(jìn)行人工選樣，難以保證水文站點(diǎn)密度滿足分區(qū)要求[6];另一方面，面對(duì)眾多的單因子分區(qū)，進(jìn)一步全面、綜合考慮比較困難，但此類分區(qū)可以按一定的精度進(jìn)行水文因子的地理內(nèi)插，解決水文資料的移用問題。而水文站網(wǎng)規(guī)劃和水文綜合分析所需要的，是把各單因子分區(qū)的類似性進(jìn)行歸納后做出能夠體現(xiàn)全部或大部分水文因子綜合效應(yīng)、概括共同規(guī)律的水文分區(qū)[7]。

為把諸多水文因子所表現(xiàn)的“集體效應(yīng)”用計(jì)量手段有效地提取出來，20世紀(jì)80年代，黃委水文局龔慶勝等[8]參照數(shù)據(jù)處理的聚類分析原理，提出了“水文分區(qū)的主成分分析法”，基本思路：在考察區(qū)域地圖上，均勻適量地選擇一批地理坐標(biāo)點(diǎn)作為樣點(diǎn)，編號(hào)并記下經(jīng)緯度;選擇與分區(qū)目標(biāo)有成因聯(lián)系的水文因子，繪制單項(xiàng)因子等值線圖或地理分區(qū)圖，內(nèi)插出每個(gè)樣點(diǎn)相應(yīng)的水文因子特征值，組成原始因子資料矩陣，經(jīng)過數(shù)據(jù)處理與線性正交變換，使原來具有一定相關(guān)關(guān)系的原始因子變成相互獨(dú)立、不再含有重疊信息的新變量——主成分，在繪制的主成分聚類圖上將聚合在一起的同類樣點(diǎn)所代表的空間范圍在地圖上圈繪出來，構(gòu)成水文分區(qū)圖[9]。

水文分區(qū)對(duì)于研究流域水文特性的空間分布規(guī)律、水文資料的移用及水文站網(wǎng)的規(guī)劃調(diào)整都有著重要的意義[7]。本文以青海省為研究對(duì)象，根據(jù)青海省自然地理特征及氣候特征的空間分布，采用GIS及主成分聚類分析法，在對(duì)水文分區(qū)的合理性進(jìn)行論證的基礎(chǔ)上，通過調(diào)整原始因子、修正錯(cuò)誤，對(duì)青海省進(jìn)行水文分區(qū)，參照每個(gè)分區(qū)的典型特征給分區(qū)命名，并對(duì)每個(gè)分區(qū)的重要水文特性進(jìn)行描述。

1 研究區(qū)概況、數(shù)據(jù)來源及研究方法

1.1 研究區(qū)概況

青海省地處我國青藏高原、黃土高原和內(nèi)蒙古高原的交匯區(qū)，地質(zhì)構(gòu)造和地質(zhì)活動(dòng)頗為復(fù)雜，地勢差異特大，地貌類型多樣。地表質(zhì)地類型有裸露的巖石、戈壁沙地、冰磧洪積物、水積湖積物、沉積黃土、沼澤、濕地、淤泥等。植被從草甸草、草原草、灌叢、農(nóng)作物到喬木林都有分布。氣候表現(xiàn)為高海拔地區(qū)空氣稀薄、日照時(shí)間長，低海拔地區(qū)氣溫偏低但季節(jié)尚分明。水量賦存狀態(tài)有河流、水庫、湖泊、冰川、沼澤、濕地等。

1.2 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)及選取

選用青海省內(nèi)51處水文站的年降水量、年徑流深、年水面蒸發(fā)量、干旱指數(shù)、懸移質(zhì)輸沙模數(shù)、年均氣溫共6項(xiàng)水文因子作為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。在因子確定后，通過對(duì)歷史實(shí)測資料的檢驗(yàn)和分析，分別繪制各因子等值線圖或分區(qū)圖。本次水文分區(qū)在工作底圖上基本按照等距方格網(wǎng)方式選擇180個(gè)樣點(diǎn)，其中：柴達(dá)木盆地，54個(gè)樣點(diǎn);羌塘高原內(nèi)陸區(qū)，7個(gè)樣點(diǎn);金沙江石鼓以上，22個(gè)樣點(diǎn);金沙江石鼓以下，2個(gè)樣點(diǎn);瀾滄江，8個(gè)樣點(diǎn);河西內(nèi)陸河，10個(gè)樣點(diǎn);黃河龍羊峽以上，23個(gè)樣點(diǎn);黃河龍羊峽至蘭州，36個(gè)樣點(diǎn);青海湖、哈拉湖流域，14個(gè)樣點(diǎn);泯沱江，4個(gè)樣點(diǎn)。

1.3 研究方法

在選擇確定水文分區(qū)影響因子的基礎(chǔ)上，利用GIS及主成分聚類分析法，以網(wǎng)格為單元，結(jié)合自然地理特征調(diào)整因子，得出青海省水文類型分區(qū)圖。具體步驟：

（1）選擇水文因子，即年降水量、年徑流深、年水面蒸發(fā)量、干旱指數(shù)、懸移質(zhì)輸沙模數(shù)、年均氣溫6項(xiàng)水文因子。

（2）選擇樣點(diǎn)。在繪制的水文因子等值線及分區(qū)圖上，均勻選擇地理坐標(biāo)作為樣點(diǎn)并進(jìn)行標(biāo)記，確定經(jīng)緯度。

（3）內(nèi)插確定各樣點(diǎn)的水文因子，組成原始資料矩陣。

（4）利用主成分聚類分析方法對(duì)所有網(wǎng)格進(jìn)行分組，每一組子網(wǎng)格初步確定為一類水文類型分區(qū)，初步構(gòu)成水文分區(qū)圖。

（5）在對(duì)水文分區(qū)合理性進(jìn)行論證的基礎(chǔ)上，采用GIS技術(shù)，結(jié)合自然地理特征調(diào)整原始因子，修正錯(cuò)誤，使分區(qū)特征與實(shí)際情況一致，得出水文分區(qū)圖。參照每個(gè)分區(qū)的典型特征進(jìn)行命名，并定性和定量描述其水文特征。

2 水文分區(qū)分析

2.1 水文因子空間變化分析

從總體趨勢看，降水量、徑流深二者的等值線圖具有極強(qiáng)的相似性。祁連及青南地區(qū)是青海省降水量及徑流深的高值區(qū)，年降水量為500～700mm，年徑流深為200～400mm;柴達(dá)木盆地是全省的低值區(qū)，年降水量小于50mm，年徑流深小于5mm。柴達(dá)木盆地中心為全省最干旱的地區(qū)，年水面蒸發(fā)量高達(dá)2000mm，干旱指數(shù)超過50;祁連山、青南地區(qū)則為低值區(qū)，年水面蒸發(fā)量為650～900mm，干旱指數(shù)小于2.0。全省氣溫的高值區(qū)及次高值區(qū)分別為河湟谷地及柴達(dá)木盆地，年均氣溫分別為8、4℃;全省低溫區(qū)位于長江、黃河源頭區(qū)及祁連山一帶，年均氣溫低于-4℃。河湟地區(qū)（湟水西寧以下、黃河龍羊峽以下）懸移質(zhì)輸沙模數(shù)為300～3000t/（km²a），省內(nèi)其余地區(qū)大都在300t/（km²2）以下。

2.2 主成分聚類分析

對(duì)180個(gè)樣點(diǎn)的年降水量、年徑流深、年水面蒸發(fā)量、干旱指數(shù)、懸移質(zhì)輸沙模數(shù)、年均氣溫的資料進(jìn)行計(jì)算，得到的主成分特征值及特征向量見表1。由表1可見，前兩個(gè)主成分的累計(jì)貢獻(xiàn)率為82.97%，第一個(gè)主成分的貢獻(xiàn)率為65.44%;第一主成分中反映水分因素的降水量、徑流深、蒸發(fā)量及干旱指數(shù)的特征向量均較大，降水量、徑流深、輸沙模數(shù)的特征向量均為負(fù)值，蒸發(fā)量、干旱指數(shù)、氣溫的特征向量均為正值。第二主成分中，輸沙模數(shù)的特征向量達(dá)0.7905，遠(yuǎn)大于其他因子的。

以經(jīng)線性正交變換而成的新組合變量G₀代表水分條件從濕潤向干旱變化，G₁代表輸沙模數(shù)從弱到強(qiáng)變化。以G₀作為橫軸（稱水分軸）、G₁作為縱軸（稱侵蝕強(qiáng)度軸）建立直角坐標(biāo)系，將計(jì)算的（G₀，G₁）數(shù)據(jù)點(diǎn)繪在主成分聚類圖中，對(duì)上述6項(xiàng)水文因子進(jìn)行不同組合，總體表現(xiàn)為水分條件是最顯著的主成分，其貢獻(xiàn)率均超過65%;侵蝕強(qiáng)度在第二主成分中最顯著，它對(duì)應(yīng)的特征向量約為0.8。主成分聚類圖中從左到右可分為4個(gè)大區(qū)（一級(jí)區(qū)），即半濕潤區(qū)、半干旱區(qū)、干旱區(qū)、極干旱區(qū)。根據(jù)其計(jì)算值并考慮自然地理地貌情況，在地圖上劃分二級(jí)分區(qū)（見表2和圖1）。反映水分條件的地理樣點(diǎn)從左到右可分為4個(gè)大區(qū)，即半濕潤區(qū)、半干旱區(qū)、干旱區(qū)、極干旱區(qū)，但反映侵蝕強(qiáng)度的地理樣點(diǎn)主要集中在低值區(qū)。聚類區(qū)與映射分區(qū)中主要分類為柴達(dá)木盆地極干旱區(qū)，柴達(dá)木盆地邊緣、茶卡、沙珠玉干旱區(qū)，長江、黃河源頭半干旱區(qū)，黃河丘陵半干旱區(qū)，河湟谷地強(qiáng)侵蝕半干旱區(qū)，青海湖、哈拉湖半干旱區(qū)，祁連山半濕潤區(qū)和青南半濕潤區(qū)共8個(gè)區(qū)，其中：柴達(dá)木盆地極干旱區(qū)包含了32個(gè)樣點(diǎn)，柴達(dá)木盆地邊緣、茶卡、沙珠玉干旱區(qū)包含了25個(gè)樣點(diǎn)，長江、黃河源頭半干旱區(qū)包含了29個(gè)樣點(diǎn)，黃河丘陵半干旱區(qū)包含了13個(gè)樣點(diǎn)，河湟谷地強(qiáng)侵蝕半干旱區(qū)包含了21個(gè)樣點(diǎn)，青海湖、哈拉湖半干旱區(qū)包含了16個(gè)樣點(diǎn)，祁連半濕潤區(qū)包含了16個(gè)樣點(diǎn)，青南半濕潤區(qū)包含了28個(gè)樣點(diǎn)。

2.3 與自然地理法結(jié)合的水文分區(qū)成果

分區(qū)過程中把主成分聚類圖的分區(qū)作為背景基礎(chǔ)（第一級(jí)），主要反映氣候干濕程度;把大地貌單元作為第二級(jí)，主要反映自然地理概況;把較直接影響水文現(xiàn)象和過程的地形、地表質(zhì)地、植被分布等有關(guān)下墊面要素作為第三級(jí)，并考慮水系的完整性和水文站網(wǎng)規(guī)劃的可操作性。本次水文分區(qū)擬分3級(jí)，一級(jí)分區(qū)用代碼Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分別代表極干旱區(qū)、干旱區(qū)、半干旱區(qū)、半濕潤區(qū)。

極干旱區(qū)的二級(jí)分區(qū)即柴達(dá)木盆地極干旱區(qū)，用角標(biāo)1作為代碼（其三級(jí)分區(qū)代碼為-1、-2）。干旱區(qū)的二級(jí)分區(qū)即柴達(dá)木盆地邊緣、茶卡、沙珠玉干旱區(qū)，用角標(biāo)1作為代碼（其三級(jí)分區(qū)代碼為-1、-2、-3）。半干旱區(qū)的二級(jí)分區(qū)有：長江、黃河源頭半干旱區(qū)，用角標(biāo)1作為代碼（其三級(jí)分區(qū)代碼為-1、-2，-3）;黃河丘陵半干旱區(qū)，用角標(biāo)2作為代碼（其三級(jí)分區(qū)代碼為-1、-2）;河湟谷地半干旱區(qū)，用角標(biāo)3作為代碼（其三級(jí)分區(qū)代碼為-1、-2、-3、-4）;青海湖、哈拉湖半干旱區(qū)，用角標(biāo)4作為代碼（其三級(jí)分區(qū)代碼為-1、-2）。半濕潤區(qū)的二級(jí)分區(qū)有：青南半濕潤區(qū)，用角標(biāo)1作為代碼（其三級(jí)分區(qū)代碼為-1、-2）;祁連山半濕潤區(qū)，用角標(biāo)2作為代碼（其三級(jí)分區(qū)代碼為-1、-2）。結(jié)合省內(nèi)自然地理特征的綜合水文分區(qū)見表2和圖2。

2.4 水文分區(qū)特征

各分區(qū)的水文特征及其在青海省的空間分布規(guī)律如下：

（1）極干旱區(qū)（Ⅰ）。極干旱區(qū)內(nèi)年降水量大都小于100mm（個(gè)別區(qū)域達(dá)到160mm），大都為非產(chǎn)流區(qū)，蒸發(fā)能力為1350～2000mm，干旱指數(shù)大于8.8，且大部分大于50。阿爾金山東麓剝蝕山地極干旱區(qū)（I_1-1）和柴達(dá)木盆地潴水濕地極干旱區(qū)（I_1-2）為其三級(jí)分區(qū)。I_1-1分區(qū)地勢為波狀平緩山丘，降水量極小，蒸發(fā)能力特強(qiáng)，氣候極干燥，為低溫地區(qū)，但年、日溫差極大，地表風(fēng)化特發(fā)育，剝蝕作用強(qiáng)烈，山丘頂部多巖體裸露，山坡多覆蓋巖屑、礫石、卵石，幾無植被生存，形成典型的高山荒漠戈壁自然景觀。I_1-2分區(qū)地勢總體廣平，河、湖、草灘、鹽堿地、沙丘沙地及戈壁交錯(cuò)分布，氣候極干旱，降雨量極小，區(qū)內(nèi)自產(chǎn)徑流貧乏，分布有達(dá)布遜湖、北霍布遜湖、托索湖、鹽湖等眾多湖泊和面積大小不同的沼澤濕地。

（2）干旱區(qū)（Ⅱ）。干旱區(qū)內(nèi)年降水量為160～280mm，年徑流深為5～110mm，年水面蒸發(fā)量為1000～1400mm，干旱指數(shù)為4.1～8.5。該區(qū)域內(nèi)包含祁連山柴達(dá)木盆地過渡地帶山丘干旱區(qū)（Ⅱ_1-1）、昆侖山柴達(dá)木盆地過渡地帶丘源干旱區(qū)（Ⅱ_1-2）和沙珠玉河流域干旱區(qū)（Ⅱ_1-3）。

Ⅱ_1-1分區(qū)主要分布有土爾根達(dá)坂山、柴達(dá)木山、宗務(wù)隆山等山脈，海拔從4500m左右過渡到2500m左右，部分高海拔山峰上發(fā)育有現(xiàn)代冰川，地勢從山區(qū)到盆地邊緣逐步平緩，為較大河流的中游區(qū)段。氣候干旱、降雨稀少，除河谷地帶植被尚好外，絕大部分區(qū)域是荒蕪裸地。區(qū)內(nèi)自產(chǎn)徑流有限，但由山區(qū)產(chǎn)生通過本區(qū)進(jìn)入柴達(dá)木盆地的徑流量不小。

Ⅱ_1-2分區(qū)處于昆侖山北坡向柴達(dá)木盆地的過渡地帶，昆侖山北坡較陡峭，與柴達(dá)木盆地之間高差為1 500-2 500m，源自北坡的諸多河流注入柴達(dá)木盆地。該區(qū)域水系較發(fā)達(dá)，過境水流較豐富，人口較密集，經(jīng)濟(jì)發(fā)展較好。區(qū)域內(nèi)總體屬山麓沖洪積傾斜平原、丘源，可稱為柴達(dá)木盆地的南盆緣，也形成有不少河川盆地及多個(gè)自然地貌單元。

Ⅱ_1-3分區(qū)主要處于茶卡一共和盆地，區(qū)內(nèi)地形多為大小不一的階地臺(tái)地及寬谷，臺(tái)地至溝谷底高差為20～40m，流水侵蝕作用強(qiáng)烈，溝壑縱橫，地形破碎，海拔2990～3200m。該區(qū)地表覆蓋較厚沙層，植被較差，水文特征為氣候干旱、降水稀少，區(qū)內(nèi)自產(chǎn)徑流較少，徑流以地下水補(bǔ)給為主，出山口后轉(zhuǎn)為潛流，在盆地低處溢出，眾泉水匯流成河或湖泊。

（3）半干旱區(qū)（Ⅲ）。半干旱區(qū)年降水量為240～650mm，年徑流深為40～190mm，年水面蒸發(fā)量為700～1200mm，干旱指數(shù)為1.4～4.0。該區(qū)域內(nèi)包含可可西里高原草甸潴水濕地半干旱區(qū)（Ⅲ_1-1）、長江源頭高山凍融半干旱區(qū)（Ⅲ_1-2）、黃河源頭山丘凍融半干旱區(qū)（Ⅲ_1-3）、共和一興?；哪菰L(fēng)力侵蝕半干旱區(qū)（Ⅲ_2-1）、黃河峽谷段山地丘陵水力侵蝕半干旱區(qū)（Ⅲ_2-2）、湟水谷地川水帶強(qiáng)侵蝕半干旱區(qū)（Ⅲ_3-1）、湟水谷地淺山帶強(qiáng)侵蝕半干旱區(qū)（Ⅲ_3-2）、涅水谷地腦山帶強(qiáng)侵蝕半干旱區(qū)（Ⅲ_3-3）、黃河干流黃土丘陵半干旱區(qū)（Ⅲ_3-4）、哈拉湖高山湖盆凍融侵蝕半干旱區(qū)（Ⅲ_4-1）和青海湖山丘湖盆水力侵蝕半干旱區(qū)（Ⅲ_4-2）。

Ⅲ_1-1分區(qū)位于青海省西南部，處于昆侖山以南、烏蘭烏拉山以北，東起青藏公路，西迄省界，為青藏高原腹地，平均海拔在4600m以上，東部為以楚瑪爾河為主的長江北源水系，西部和北部是分布著眾多湖泊的內(nèi)流水系。地貌多為較小起伏的高海拔丘陵、臺(tái)地和平原。受凍融作用影響深刻，植被主要為耐高寒的草甸草被。該區(qū)氣溫較低，以雪為主的固體降水占比較大，水面蒸發(fā)不甚強(qiáng)烈，融雪徑流較發(fā)育，徑流多匯聚成湖或沼澤濕地。

Ⅲ_1-2分區(qū)位于青海省西南部，北鄰昆侖山脈、南界為唐古拉山、西依可可西里山，海拔多在5000m左右。該區(qū)主要分布有高山荒漠土、高山草甸土、高山草原土、沼澤土等，具有特殊的高原自然地理環(huán)境。區(qū)內(nèi)地表水以河流、湖泊、沼澤和冰川形式存在，儲(chǔ)量較豐，地下水屬山丘區(qū)地下水，主要為基巖裂隙水。

Ⅲ_1-3分區(qū)內(nèi)黃河源頭湖泊較多（約5300多個(gè)），擁有全國海拔最高的淡水湖——扎陵湖和鄂陵湖。該區(qū)地形為丘陵和盆地，植被為低草牧草，區(qū)域內(nèi)擁有廣大的水域濕地，在強(qiáng)烈蒸發(fā)作用下，成為當(dāng)?shù)厮闹匾獊碓?，?duì)內(nèi)陸循環(huán)和當(dāng)?shù)貧夂虍a(chǎn)生較大的影響。主要水文地理特征為地勢高，氣候干旱，空氣稀薄，冰水凍融交替，有較多的潴水沼澤濕地，水汽交換較強(qiáng)烈。

Ⅲ_2-1分區(qū)即共和一興海一帶地勢較平緩、沙層覆蓋較深厚、地表多為流動(dòng)沙丘和平坦的積沙沙地，自然地理景觀為荒漠草原，風(fēng)力侵蝕比較強(qiáng)，具有較獨(dú)特的水文地理特征。

Ⅲ_2-2分區(qū)為從瑪曲到循化的黃河峽谷段，區(qū)域內(nèi)為一系列走向北西或近乎東西向的大山，河谷忽寬忽窄，出現(xiàn)川峽相間的河谷形態(tài)。該區(qū)海拔不高，山體陡峭、峽谷下切很深，基巖多有裸露，山地丘陵部分坡地臺(tái)源地有薄層黃土覆蓋，水力侵蝕比較強(qiáng)烈。該區(qū)段是黃河水力開發(fā)的主要區(qū)域，已經(jīng)建成十?dāng)?shù)座水電站和水庫，對(duì)河川徑流有較大影響。

Ⅲ_3-1分區(qū)主要為涅水流域黃土低山丘陵之間的河谷平川，海拔1565～2200m。該地區(qū)黃土深厚、坡度較陡、降雨較多，溝谷侵蝕發(fā)育，是青海省人居密度最大的地帶，基礎(chǔ)設(shè)施和工業(yè)最為集中。

Ⅲ_3-2分區(qū)基本環(huán)繞Ⅲ_3-1分區(qū)向上延續(xù)到山峁邊緣，海拔2200～2800m，相對(duì)高差300～600m，黃土沉積較厚，降雨較多較強(qiáng)，溝谷極為發(fā)育，溝道短、坡度大，是青海省現(xiàn)代水力侵蝕作用最強(qiáng)烈的地段，植被稀疏，水土流失嚴(yán)重。該地區(qū)人居較密，社會(huì)經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)薄弱。

Ⅲ_3-3分區(qū)處于湟水谷地的較高地帶，海拔2800～3200m，地貌屬黃土高原低山梁峁丘陵，地勢平緩，多為寬淺溝谷所分割的梁狀丘、圓頂峁，零星分布有高源，地形景觀形體渾圓，波狀起伏，梁、峁、源坡角約為5°，上覆黃土，植被較好，局部山坡生長次生林，放牧草場占很大的比重。該區(qū)地廣人稀，降水較多，是湟水許多支流的發(fā)源地和主要產(chǎn)流區(qū)，水力侵蝕比較嚴(yán)重。

Ⅲ_3-4分區(qū)主要指貴德—循化一帶的黃河區(qū)段，河谷雖然有較深的切割，但黃土高原地貌類型也很明顯，有起伏平緩的丘陵、開闊廣平的河谷盆地及零星的高源臺(tái)地，黃土覆蓋厚薄不一，降雨較多，植被良好，人居不少，農(nóng)牧業(yè)較發(fā)達(dá)。

Ⅲ_4-1分區(qū)處于祁連山系中段，主要分布有走廊南山、托勒山、托勒南山、疏勒南山等高山和哈拉湖盆地。其中：疏勒南山由數(shù)個(gè)相對(duì)高差不大的主峰聚集組成塊狀山體，海拔4500～5000m，是祁連山系的最高峰（主峰崗則吾結(jié)峰海拔5826.8m），該山也是祁連山系中現(xiàn)代冰川最為發(fā)育的一條山脈。

Ⅲ_4-2分區(qū)屬于雨源水文區(qū)，但青海湖是咸水湖。青海湖東側(cè)的日月山是一條北西向的斷塊山，海拔4000m左右，為我國季風(fēng)區(qū)與非季風(fēng)區(qū)、外流流域與內(nèi)流區(qū)域的分界線，是傳統(tǒng)觀念上黃土高原的最西緣、青海省內(nèi)農(nóng)業(yè)區(qū)與牧業(yè)區(qū)的分界線，也是我國非常重要的一條自然地理分界線。布哈河流域是祁連山系向青海湖高原盆地的過渡地帶，上游呈現(xiàn)高山景觀，中下游則為山丘地貌。青海湖盆地山湖之間是向湖區(qū)傾斜的流水坡積平原，盡顯廣柔的草原風(fēng)光。

（4）半濕潤區(qū)（Ⅳ）。青南半濕潤區(qū)年降水量為400～780mm，年徑流深為150～400mm，年蒸發(fā)能力為700～890mm，干旱指數(shù)為0.9～1.8，輸沙模數(shù)為40～200t/（km²a），年均氣溫為-4～4℃。包括青南高山草原凍融侵蝕半濕潤區(qū)（Ⅳ_1-1）、青南高山林地水力侵蝕半濕潤區(qū)（Ⅳ_1-2）、祁連山北部凍融侵蝕半濕潤區(qū)（Ⅳ_2-1）和大通河流域高山盆地水力侵蝕半濕潤區(qū)（Ⅳ_2-2）。

Ⅳ_1-1分區(qū)為明顯的凍融侵蝕區(qū)，總體地勢高，但地形較平緩，間有高山峽谷，植被覆蓋以草甸草、灌木叢等低等植物居多，大部分地區(qū)是寬廣平坦的草灘、草甸，牧草生長良好。降水較多，降水量略小于蒸發(fā)量，呈半濕潤氣候特征;坡地平地蓄水能力強(qiáng)，多沼澤濕地。

Ⅳ_1-2分區(qū)位于Ⅳ_1-1分區(qū)南部，海拔較Ⅳ_1-1區(qū)較低，但地形坡度較陡，降雨量大，降水與蒸發(fā)量大致持平，氣溫等條件適合生長高大的喬木，是重要的林區(qū)，農(nóng)業(yè)也較發(fā)達(dá)。該區(qū)的水文特征是產(chǎn)水多外流也多，儲(chǔ)水能力不如Ⅳ_1-1區(qū)強(qiáng)。

Ⅳ_2-1分區(qū)多高山峻嶺，平均海拔4800m，許多山峰常年積雪或?yàn)楸ǜ采w，盡顯半濕潤狀況，氣候高寒，為明顯的凍融侵蝕區(qū)。

Ⅳ_2-2分區(qū)的地勢特征為大通河干流河道被兩側(cè)高山夾持，西北高、東南低，海拔為1650～4700m。流域水系呈羽毛狀，干流河道峽谷與盆地相間分布，峽谷深窄，水勢湍急、下切力強(qiáng)，水流落差大，水能資源豐富。盆地為開闊的草原，也有農(nóng)耕開發(fā)，但生態(tài)環(huán)境脆弱。青石嘴以上為上游，主要特征是遍布高山草原，間有林區(qū)，氣候寒冷濕潤;青石嘴以下為中下游，適宜森林和農(nóng)作物生長。該區(qū)降水量較大，為明顯的水力侵蝕區(qū)。

水文分區(qū)是對(duì)水文氣候和水文地理的綜合，也體現(xiàn)水文觀測和自然地理考察等方面的工作成就和認(rèn)知水平。從分區(qū)成果看，高原、高山、沙漠、戈壁等高寒缺氧、人煙稀少的地區(qū)分區(qū)較粗，河湟地帶的黃土高原分區(qū)較細(xì)，這與青海省的客觀情況和水文發(fā)展的水平及需求是一致的。

3 結(jié)語

青海省深居內(nèi)陸，從海洋遠(yuǎn)距離輸運(yùn)來的水汽有限，水文大循環(huán)發(fā)展輪次較少，但本地的蒸發(fā)聚集產(chǎn)生局地降水的隨機(jī)性很強(qiáng)，水文小循環(huán)較活躍。地理外營力的風(fēng)力、水力、凍融及重力坍塌都有活動(dòng)區(qū)域和表現(xiàn)場合。地形地貌復(fù)雜，且水體存儲(chǔ)狀態(tài)多種多樣。青海省的人居主要偏于河涅地帶的黃土高原，人們對(duì)這里的開發(fā)利用程度較高，認(rèn)識(shí)也較深刻;廣大的高原、高山、沙漠和戈壁高寒缺氧，人煙稀少，人們對(duì)其認(rèn)識(shí)相當(dāng)有限。

本次水文分區(qū)將水文定量參數(shù)統(tǒng)計(jì)的主成分分析方法與自然地理景觀特征結(jié)合起來，從分區(qū)成果看，高原、高山、沙漠、戈壁等高寒缺氧、人煙稀少的地區(qū)分區(qū)較粗，河湟地帶的黃土高原分區(qū)較細(xì)，這與青海省的客觀情況和水文發(fā)展的需求是一致的。通過水文分區(qū)也發(fā)現(xiàn)一些水文現(xiàn)象（概念）的描述存在矛盾或不適合的地方，比如從蒸發(fā)能力和降水的對(duì)比考察氣候干濕的總表現(xiàn)，柴達(dá)木盆地腹地為“極干旱”區(qū)，但又匯集貯存著較豐富的水資源，遍布胡泊、沼澤和濕地，似為“重度澇”區(qū)，有悖于干旱的常識(shí)概念。諸如此類的疑問有待探討。

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