刘 武

(黑龙江省水文水资源中心, 黑龙江 哈尔滨 150001)

《黑龙江省水资源公报》编制初期，降水径流等值线是在黑龙江省地形图、河流水系图上进行绘制，将雨量站、水文站点的年度数据标注在纸质地形图上，手工绘制全省降水等值线，根据等值线分割区域利用求积仪在纸质地图上量算各分割区域面积，进而求出各单元降水量和径流量。全省水文站点多，分布广，手工绘制降水径流等直线工作量大，绘制较繁琐。用求积仪量算等值线划分行政区块面积费时费力，且由于人为原因，易产生较大误差，精度较差。2000年之后到现在，量算降水量、水资源量采用MapInfo或Arc GIS软件，基本的工作思路分以下几步骤：第一，将人工绘制的等值线矢量化或根据水文站点数据生成的等值线进行圆滑性修正。第二，在Arc GIS软件中同时加载矢量化的等值线、行政分区界限、水资源分区界限等矢量图层。第三，新创建面图层并加载到Arc GIS中。第四，编辑水资源量计算图层，在图上绘制等值面(等值线、行政区界限、水资源分区界限合围的区域)，读取等值面面积，根据区域的降水深或径流深算出该区域的降水量或径流量。第五，汇总所有等值面的降水量或径流量，得到区域降水量或径流量。虽然这样的方法相比较在纸质图上用求积仪进行量算要节时高效，但也跟不上现在工作的需要,每年仅水资源量量算工作，最少也要3～5 d的时间完成，校核工作也繁琐费时。本文将探讨利用Arc GIS 自带Arc Toolbox工具包结合等值线法自动量算区域地表水资源量，进行2017年黑龙江省地表水资源量的计算工作[1-3]。

1 数据整理与计算

1.1 径流等值线的生成

将选定的水文站加载到GIS图中，并标注水文站还原后的径流深，设定好起始数值及间距，利用克里金法进行栅格插值。并生成2017年径流深等值线矢量图层，并进行细微的修改和调整。

1.2 径流等值线分割省级行政分区

(1)打开Arc Map，加载省级行政区划界限和生成的径流深等值线矢量图层。加载的省级行政区划矢量图的属性表建议采用表1格式，表内面积为三次评价黑龙江省评价面积。

表1 省级行政区属性表

(2)在内容列表右击省界→点击编辑要素→点击开始编辑，使省级行政区处于编辑状态下。

(3)右击径流深等值线→打开属性表→打开表选项下拉菜单→点击全选，选中全省23条径流深等值线。

(4)打开高级编辑器→点击分割面→目标选中省界→拓扑容差填写0.1→点击确定，此时23条径流深等值线分割省级行政区界限，形成27块等值面，打开Arc Catalog，将刚才编辑的省界修改为径流深等值面。

(5)根据径流深等值线数值给27块径流深等值面赋值。两条等值线之间的等值面取两条等值线数值的平均值；一条等值线与省界包围的径流深等值面赋值应结合附近若干条等值线数值上升和下降趋势以及还原后水文站年径流深数据进行赋值。

2.3 县级行政区切割水资源四级分区

(1)加载县级行政区界限和水资源四级分区界限(采用第三次水资源调查评价成果矢量图)。

(2)打开Arc Toolbox→点击分析工具→点击叠加分析→双击联合→输入要素选择县级行政区界限和水资源四级分区界限→输出要素类选择输出路径并命名为县套水资源四级分区→连接属性选择ALL→XY容差选择0.1 m→不勾选允许间隙存在→点击确定。自动生成197个县套水资源四级分区矢量图并加载到当前视图。

2.4 县套四级区切割等值面

(1)打开Arc Toolbox→点击分析工具→点击叠加分析→双击联合→输入要素选择等值面和县套水资源四级分区→输出要素类选择输出路径并命名县套水资源四级分区径流深等值面→连接属性选择ALL→XY容差选择0.1 m→不勾选允许间隙存在→点击确定。自动生成426块县套水资源四级分区径流深等值面并加载到当前视图。

(2)打开县套水资源四级分区径流深等值面属性表→右击评价面积列→点击计算字段→点击是→属性选择面积→坐标系选择默认的使用数据源的坐标系→单位选择km2→点击确定。利用计算机计算出426个县套水资源四级分区径流深等值面面积。

2.5 计算县套水资源分区径流量

(1)将等值面径流深成果表在Excel中打开，添加一列径流量，通过Excel自带round函数计算径流量并取整。

(2)通过Excel自带sumifs函数计算表中的197个县套四级区的面积和径流量，进而求出197个县套水资源四级分区的径流深。

(3)通过Excel自带vlookup函数将计算出来的径流深加载到县套水资源四级分区成果表(该成果表是水资源三次调查评价成果表)中，再通过round函数计算径流量并取整，最终形成黑龙江省县套水资源四级分区地表水资源量成果表。

3 计算成果

通过上述计算，我省2017年径流量634.54亿m3，具体见表2。

表2 黑龙江省经流量表

与2017年成果对比分析发现，与2017年黑龙江省量算成果相差不大，可以接受。

4 结 语

本文阐述了如何应用Arc GIS软件进行分析计算区域径流量，且通过对比分析，该方法得出的计算结果和已有成果误差率小于2%，可以成为今后计算水资源量的一种高效且实用的快捷方法。通过这种计算方法，可以快捷高效的完成区域水资源量的量算工作，为向各级水行政主管部门提供及时精确的水资源数据提供强力保障。由于该方法计算过程中只有等值面赋值为人为赋值，这一步需要谨慎并进行校核，保证每一个等直面的径流深准确无误，计算的结果才能准确可靠。