《小流域划分及编码规范》

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《小流域划分及编码规范》ICSXX XXX SL中华人民共和国水利行业标准SL XXX-201X小流域划分及编码规范Specification for Division and Encoding of Small Watershed(征求意见稿)201X -XX-XX发布 201X -XX-XX实施中华人民共和国水利部发布中华人民共和国水利部关于批准发布水利行业标准的公告目录前言1范围 (1)2规范性引用标准 (1)3术语和定义 (1)4基本规定及技术流程 (3)4.1 基本规定 (3)4.2 技术流程 (4)5基础数据及数据库要求 (5)5.1 基础数据要求 (5)5.2 坐标系与比例尺 (6)5.3 数据预处理要求 (6)5.4 数据库要求 (6)6划分方法 (7)6.1 确定作业单元 (7)6.2 提取微流域和沟道信息 (7)6.3 小流域边界确定 (7)6.4 建立拓扑关系 (9)6.5 面积平差 (9)6.6 属性赋值 (10)6.7 划分方法 (11)7小流域命名及编码 (11)7.1 小流域命名 (11)7.2 小流域编码 (11)8成果及质量控制 (13)8.1 成果 (13)8.2 质量控制 (13)附录A(资料性附录)北京市山区小流域划分 (14)A.1 软件工具 (14)A.2 基础数据准备 (14)A.3 微流域-沟道(水系)提取 (17)A.4 小流域划分 (20)A.5 建立小流域拓扑关系 (26)A.6 小流域属性表 (27)A.7 小流域划分成果 (27)前言根据水利部水利行业标准制定计划,按照《标准化工作导则第1部分:标准的结构和编写》(GB/T 1.1—2009)的要求进行编制。

本标准由水利部水土保持司提出。

本标准由水利部水土保持司归口。

本标准主编单位:水利部水土保持监测中心。

本标准参编单位:北京地拓科技发展有限公司。

本标准出版、发行单位:中国水利水电出版社。

本标准主要起草人:郭索彦、姜德文、张长印、鲁胜力、李智广、史明昌、严慕绥、段淑怀、胡影、王玉、赵爱军、王峰、马力刚。

本标准技术审查会负责人:本标准体例格式复读人:1 范围本标准规定了小流域划分方法、程序、命名和编码规则。

适用于山区、丘陵区的小流域边界划分和空间拓扑关系的确定及其成果管理。

2 规范性引用标准下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本规范的条款。

凡是标注日期的引用文件,仅所注日期的版本适用于本规范。

凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本规范。

GB22021 国家大地测量基本技术规定GB/T 15968 遥感影像平面图制作规范GB/T 17941.1 数字测绘成果质量要求GB/T 17278 数字地形图产品基本要求GB/T 18316 数字测绘成果质量检查与验收GB/T 2260 中华人民共和国行政区划代码SL 73.6 水利水电工程制图标准:水土保持图SL 249 中国河流名称代码SL 420 水利地理空间信息元数据标准CH/T1015.2 基础地理信息数字产品1:10000、1:50000生产技术规程第2部分:数字高程模型(DEM)3 术语3.1流域 watershed地表水及地下水的分水线所包围的集水区或汇水区,因地下水分水线不易确定,习惯指地面径流分水线所包围的集水区(如图1)。

1图1 流域、小流域、3.2小流域 small watershed指面积一般不超过50km²的集水单元。

(如图1)。

3.3微流域 micro watershed为精确划分自然流域边界并形成流域拓扑关系而划定的最小自然集水单元,是小流域的基本组成单位(如图1)。

3.4小流域亚单元 subunits watershed为便于管理,跨越县级行政区的小流域,被县级行政区界线分割后的每一部分,称为小流域亚单元。

3.5主沟道 main channel在小流域中,水流流程最长的沟道称为主沟道。

3.6流域拓扑 topology of basin指流域空间位置及其汇水关系,如各级流域上下游之间的包含关系、同级流域之间的相邻或并列关系、集水区直流入河(湖、库、海、盆地等)关系。

3.72地表水系拓扑 topology of water system for terrain space指地表各级水网空间位置及其相互之间水流关系,如各级河流的上下游汇水关系、同级河流之间的相邻或并列关系、河流与湖(库、蓄滞洪区、海、盆地等)的汇流关系。

4 基本规定及技术流程4.1 基本规定小流域划分应遵循以下基本规定:a)小流域划分应以自然地形地貌为基础,尽量保证小流域形态特征的完整。

b)小流域面积原则上控制在30-50km2之间,特殊情况不宜小于3km2或大于100km2。

c)小流域由一个或多个微流域归并而成。

微流域最小面积一般以0.1-1km2为宜;在实际操作中,可根据地形复杂状况选择合适的阈值,如图2所示。

图2 最小自然集水单元-微流域示意图d)跨越县级行政边界的小流域应根据行政边界将小流域划分为多个亚单元,如图3所示。

3图3 小流域被县界分割成小流域亚单元示意图e)确定小流域边界时,可适当考虑水库、水闸、水文站等水利工程设施和村庄、居民点的位置。

如根据水库规模和流域控制面积,将水库闸口设定为小流域进、出水口;根据河流上的水文观测站点,选择区间流域的进、出水口;对于流域出口附近的村庄或居民点,可按属地关系适当调整小流域界线,尽量保证归属关系一致。

f)小流域边界应与各级流域边界无缝衔接,不应横跨上级流域。

g)小流域划分应充分考虑地表汇水关系,保证上下游汇水关系的正确性。

h)在划分小流域时,应建立流域拓扑关系和地表水系拓扑关系。

i)小流域划分结果应覆盖整个划分区域,小流域面积之和应等于该区域总面积。

4.2 技术流程小流域划分包括基础数据准备,空间数据库构建,沟道、微流域提取,小流域划分,拓扑关系建立,编码与属性赋值,成果存储等环节。

技术流程如图4所示。

4图4 小流域划分5 基础数据及数据库要求5.1 基础数据要求5.1.1 数字高程模型符合GB/T 17278、CH/T1015.2标准的近期数字高程模型(数字高程模型,简称DEM)或地形图。

5.1.2 遥感影像分辨率不低于10m的近期遥感影像。

5.1.3 行政区划图县级以上(含县级)行政区划矢量图。

5.1.4 水系分布图5河流、水库、湖泊等分布矢量图。

5.1.5 其他数据水利工程、道路、居民点等分布矢量图。

5.2 坐标系与比例尺5.2.1 坐标系所有空间数据宜采用GB 22021中规定的国家大地坐标系(China Geodetic Coordinate System)。

5.2.2 比例尺小流域划分使用的空间数据比例尺为1∶10000或更大,最小不小于1∶50000。

5.3 数据预处理要求小流域划分的数据预处理应符合以下要求:a)各图层应满足空间参照系一致、位置配准、格式一致、属性规范统一、数据完整。

b)数据处理方法和质量应符合GB/T 17278、GB/T 17941.1、GB/T 15968的规定。

c)数据处理范围设置应考虑相邻区域的流域完整性和衔接关系。

d)各专题图层应无缝拼接。

5.4 数据库要求数据库建设应符合以下要求:a)小流域划分空间数据库,应包括小流域成果存储数据库,保证小流域划分成果同步入库。

b)建库时,DEM、流域、水系等数据物理上分别形成一个空间数据表。

c)元数据库应符合SL 420要求。

66 划分方法6.1 确定作业单元当划分区域较大时,为保证划分成果质量,提高工作效率,将划分区域分割为多个作业单元,每个作业单元一般不大于200km2。

按照作业单元依次提取微流域和沟道,以便遇到特殊情况及时处理。

6.2 提取沟道和微流域信息6.2.1 沟道和微流域分水线提取基于空间数据库中的DEM,按照设定的微流域面积阈值,一次性提取作业单元内的沟道和微流域分水线。

6.2.2 沟道和微流域分水线检查及平滑处理参照遥感影像以及河流、水库、湖泊、水利工程、道路、居民点等图层信息,对自动提取的微流域分水线和沟道弧段进行平滑处理,对水流出口位置结点进行确认,保证微流域分水线正确、沟道连续完整、出水口位置准确。

6.2.3 建立拓扑关系提取微流域和沟道的同时,建立微流域之间、沟道之间、微流域与沟道之间的拓扑关系,保证地表水网汇流正确。

6.3 小流域边界确定6.3.1 归并微流域根据本标准4.2,按照自然汇水关系,归并微流域形成小流域。

6.3.2 特殊情况认定在确定小流域边界过程中,应注意下列特殊情况:a)汇水面积大于50km2且难以划分多个小流域的狭长流域,可单独作为一个小流域,如图5所示。

7图5 面积大于50平方公里狭长小流域示意图b)单个微流域面积较小,主沟不明显,且平行排列,归并成一个小流域,此类小流域为坡面型小流域,如图6所示。

图6 多沟并流归并小流域示意图c)在狭长河谷地带,河道两侧或一侧坡面陡峭,坡面集水区不能单独归并为小流域时,可将峡谷地带的河道及两侧坡面集水区划分成小流域,此类小流域为区间型小流域,如图7所示。

8图7 区间型小流域示意图d)如果一条沟道产生分叉,下游形成冲积扇,这个扇形地的脊部是其两侧流域的分水线,且扇形地顶部以上的汇水区为两侧所共有,则划分汇水区所形成水系的小流域时,应将该扇形地及其两侧的相关区域包括在该流域内。

e)可将小于50km2的孤岛(包括岛屿和平原区面积较小的多个单独的丘陵或低山)按一个小流域对待。

f)在岩溶地貌地区,对明显的地表水渗漏处,可考虑将漏水口作为小流域出口。

6.3.3 小流域边界验证小流域划分过程中,根据基础数据不能完全确认的对象,应通过现场勘验核实后确定。

6.4 建立拓扑关系在划分小流域过程中逐级建立流域间、流域与沟道、沟道上下游的拓扑关系,保证流域包含关系及汇水关系的正确性和合理性。

宜采用地理信息系统拓扑模型建立拓扑关系。

6.5 面积平差小流域面积应以行政区划面积作为控制面积进行校核,将控制面积与行政区图面面积的差值,按小流域面积大小分摊到每个小流域。

小流域面积按下式计算:91000R R R A A A -•+= 式中:A -小流域面积,单位km 2;0A -小流域图面面积,单位km 2;R -行政区控制面积,单位km 2;0R -行政区图面面积,单位km 2。

6.6 属性赋值6.6.1 小流域属性指标要求小流域属性包括小流域名称、编码、面积、平均海拔、平均坡度、沟壑密度等指标,各属性指标要求见表1。

表1 小流域属性描述表6.6.2 命名及编码小流域命名及编码应符合本标准7.1和7.2的规定。

6.6.3 沟壑密度计算小流域沟壑密度按下式计算。

AL d g g =式中:d g -沟壑密度,单位km/km 2;L g -沟道总长度,单位km ;11A -小流域面积,单位km 2。