西北干旱区河流与城镇分布耦合关系研究
以兰州、西宁地区为例
范熙伟,谢元礼,段汉明,姚 瑾,王 懿
(西北大学城市与环境学院,陕西西安710127)
[摘 要] 为研究西北干旱区河流与城镇分布的耦合关系,本文首先提取了兰州西宁地区的河流和城镇的位置信息,然后分析河流和城镇分布的相互位置关系,得出该研究区80%城镇依附着河流分布于河谷中,得出结论在
西北地区这种干旱的自然环境下河流是影响城镇布局的重要因素。
[关键词] 城镇;河流;耦合关系
[中图分类号] P641.69 [文献标识码] A
[文章编号] 1004-1184(2011)01-0115-02
[收稿日期] 2010-09-15
[基金项目] 国家自然科学基金资助项目(50678149);西北大学研究生交叉学科资助项目(09Y JC16)[作者简介] 范熙伟(1986-),男,山西临汾人,在读研究生,研究方向:遥感与G IS 应用研究。
Study on Coupled R e l ation betw een R ivers and T owns of N orthw est A r i d R egion
T ake Lanzhou ,X in ing as an Exa m ple
FAN X i -w e,i X IE Y uan -l,i DUAN H an -m ing ,YAO Ji n ,W ANG Y i
(Co lleg e o fU rban and Env ironm ent ,N o rt hw est U n i v ersity ,X ia 'n 710127,Shaanx i )
Ab strac t :T o st udy the Coupled R e lation be t w een r i ve rs and town s i n the A rid R eg ion o fN orthw est ,the paper ex trac ts the l o ca ti on i nfo r m a ti on of r i v er and town i n L an zhou and X i n i ng ,and then analyzes t he d i stri bution o f rive rs and towns ,about 80%o f the to w ns i n the stud i ed area loca ted in the va lley ,the conc lusi on is that the r i ve rs is an i m portant fac tor o f i nfl uence on the urban l ayou t i n t he ar i d area o f N o rth w est .
K eyword s :C iti es and towns ;r i v ers and the coupled re l a ti onsnd R e i n force
0 前言
自然地理条件如地质地貌、气候水文、土壤植被首先作为人类生存环境,通过影响人口分布而影响城市的形成发展。世界上不少城市的分布现象明显反映出自然条件的影响[1]。!在城市与环境的众多关系特征之中,临水性是城市分布的普遍规律[2]。由于水系先于城镇体系而存在,且其变化远比城镇体系缓慢得多,城镇体系的时空结构要受水系时空结构的制约(慢变量控制快变量),在某种程度上必以水系为发展的模范。事实上,任何城镇的发展都离不开一定规模的水体的支持,河流是哺育城镇的主要水体,城镇对河流非常依赖。事实上,中国著名经济地理学家陆大道先生在创立社会经济点-轴系统理论的时候就曾发现,海岸、江河和交通道路是轴带发育的重要依托,而轴带实则为城市体系空间发育的能量集散廊道[3]。河流通常具有交通和供水双重职能,至少具备其中之一。在中国北部城市普遍缺水的今天,无视水系的巨大作用是不符合城市化过程的成本、效益原则的。本文通过研究兰州西宁地区的河流与城镇的位置关系,揭示其耦合关系。
1 河流和城镇位置提取
1.1 研究区概况
本文的研究区域包括兰州和西宁及其之间的共19个县,具体是:贵德、尖扎、循化、永靖、临夏市、化隆、湟源县、西宁、
平安、乐都、民和、兰州、大通、互助、永登、皋兰、湟中、积石
山、东乡。
兰州-西宁区域属于黄土高原、青藏高原和蒙古高原三大高原交界地带,是第一阶梯向第二阶梯的过度地带,地貌复杂多样,山地、高原、平川、河谷、盆地等交错分布。该区域地处黄河上游,黄河、湟水河和大通河等多条河流贯穿。地势中间低两边高,中间兰州、白银等地海拔较低,在1000m 到2000m 之间,两边西宁、海东地区、临夏、定西等地海拔较高,在2000m 到3000m 之间,西宁和海东地区部分地方海拔达3000m 至5000m 。由于气候、地形、水资源等的约束,兰西地区大部分城镇及人口集中分布于海拔高度相对较低的河谷地带,其中1000~2000m 之间,在2008年末,有255.99万人分布10个城市中,人口规模占到兰州-西宁区域同年的61.73%。2000~3000m 之间,分布人口158.68万人,集中在21城市中,占本区域总人口的38.27%。因为在干旱区自然环境下,起伏较大的地势情况下,河谷给人类接近水源,寻找适宜的建设用地及其农作物生产提供了便利条件和场所。尽管人类在社会发展层面表现出 水往低处流,人向高出走!的规律,但是在选择居住环境和进行各种生产生活活动时候表现出 人往低处走!和 水往低处流!的方向一致性。1.2 数据源选择
本研究需要兰州西宁地区的河流和城镇分布数据,对于河流和城镇的位置数据来自国家基础地理信息中心提供的我国1?400万行政区划及基础地理信息数据。对于该区域的农田分布,采用遥感技术利用L andSat5TM 数据进行监督
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2011年1月第33卷 第1期
地下水G round w ater Jan ,2011V o l 33 NO 1
分类后提取出该区域的农田分布数据[4]。
2 城镇、河流分布耦合关系分析
2.1 主要分布于河谷地区
从图1居民地、河流分布图中可以看出,大部分城镇分布于河流旁,统计河流和城镇的位置关系,如表1
。
图1 居民地、河流分布
图
图2 城镇分布和坡度关系图表1 河流城镇分布关系表
黄河一线黄河干流贵德、尖扎、循化、永靖、临夏市 黄河支流化隆 湟河一线
湟河
湟源县、西宁、平安、乐都、民和、兰州
湟河北支流大通、互助、永登、皋兰 湟河南支流 湟中
无河流依附
积石山、东乡
从表1中可以看出研究区共有19个县,其中位于湟河
和黄河的河流上有11个县,位于次一级河流上的有6个县,无河流衣依附的有2个县,有河流依附的县占到了89.47%,可见河流成为影响该区域城镇分布的重要因素。图2城镇分布和坡度关系图中灰色部分是坡度小于5#的范围,从图中可以看出除了东乡外其他18个县都分布于小于5#的范围内,可见地形也是影响城镇分布的重要因素之一。2.2 河流交叉处
从图1居民地、河流分布图中继续分析,分析位于两条或三条河流交叉处的城镇并统计,如表2
表2 城镇位于河流交叉处统计表
序号县城主河流支流序号县城主河流黄河、庄浪河1湟源湟水药水河11贵德黄河已干涸、已干涸
2湟中南川河12尖扎黄河已干涸
3西宁湟水南川河、北川河13化隆合群水库4互助无名无名14循化黄河
5平安湟水无名
15积石山
6乐都湟水无名、已干涸16东乡7民和湟水大通河
17永靖黄河洮河8永登庄浪河18临夏市
夏河无名9
皋兰无名
19
大通
北川和
东峡河
10兰州湟水
黄河、庄浪河 从上表2看出,19个县中有11个县分布在十字形河流交叉处(有些旁支已经干涸),有5个县沿河流或湖泊分布,有两个县没有河流依附,其中沿十字形分布的县城占到了63.15%,说明该区域中河流对养育城镇具有十分重要的作用,此外在河流十字交叉处由于是两条河流共同冲刷形成的河谷平原较单条河流形成的平原面积大,能够承载更多的人口。
2.3 河流缓冲区
分析
图3 湟河18km 缓冲区分布
图
图4 湟河18km 缓冲区修正后分布图
图3中黄色部分为湟河流域耕地分布范围,红色范围为湟河和它的两个支流以18k m 为半径生成的缓冲区[5],可以看出耕地大部分都分布在该缓冲区范围内,可见耕地分布与河流距离之间存在很大的相关性。在西宁南部的蓝色区域没有被红色河流缓冲区覆盖,则肯能是由于西宁城市对粮食要求高、辐射范围大超过河流影响力造成的,图4为以西宁为圆心以27500m 为半径生成的缓冲区对原有河流缓冲区进行修改后的范围图,可见这个范围可以很好的覆盖湟水流域耕地分布范围,可得出该流域耕地分布式河流和城镇共同作用的结果,人为作用因素相对较弱。
3 结论
以上分析可知,兰州西宁地区的城镇主要依附于河流分布,占该区域城镇总数的89.47%,其中位于河流交叉处的城镇占到63.15%;此外,作为作城镇赖以生存的耕地也分布于河流一定范围内,说明在西北地区这种干旱的自然环境下,河谷给人类接近水源,寻找适宜的建设用地及其农作物生产提供了便利条件和场所,河流对于该区域的城镇发育起到决定性作用。
参考文献
[1]周一星.城市地理学[M ].北京:商务印书馆,1995.142-147[2]陈彦光,刘继生.中心地体系与水系分形结构的相似性分析关于人-地对称关系的一个理论探讨[J].地理科学进展,2001,20(1):81-88.[3]陆大道.区域发展及其空间结构[M ].北京:科学出版社,1995.[4]梅安新,秦期明,刘慧平.遥感导论.高等教育出版社[M ].2001[5]汤国安,杨昕.Arc G IS 地理信息系统空间分析实验教程[M ].
北京:科学出版社,2006
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第33卷 第1期 地下水 2011年1月