廣東省水庫空間分布特征研究

申詩嘉，張旭輝，袁明道，史永勝，馬妍博，楊文濱

(1.廣東省水利水電科學研究院，廣州 510635；2.廣東省大壩安全技術管理中心，廣州 510635)

1 概述

廣東省地處中國大陸最南部，陸地范圍北緯 20°09′～25°31′，東經 109°45′～ 117°20′之間。廣東省水資源時空分布不均，調蓄保障能力不足，夏秋易洪澇，冬春常干旱，全省多年平均降水量為1 771 mm，降水時程和地區分布不均，年內降水主要集中在4—9月，占全年降水量的75%～95%。

水庫是防汛抗旱體系的重要組成部分，在保障生產生活供水、應對極端氣候災害以及促進社會經濟發展方面發揮著重要作用[1-7]。根據廣東省水利統計數據，全省共有7 756座水庫，水庫數量約占全國水庫總數的8.6%，列全國第四位。目前對廣東省水庫的研究主要集中在水庫大壩運行管理[8-9]、安全評價[10]、水庫降等與報廢現狀[11]等相關分析，缺少對廣東省水庫空間分布較為系統的比較研究。本文對全省各類型水庫按地理單元開展空間分區統計[12-14]，從多方面開展對比研究，定量評估水庫水量和空間分布格局；揭示各地區單位面積、人均水庫數量和總庫容，以及萬元GDP總庫容分布特征[15-16]；分析評價水庫與農業用水之間的關系，為廣東省水利工程規劃與管理提供支撐，為區域水利高質量發展提供依據。

2 數據來源與方法

2.1 數據來源

本研究收集的主要數據及其來源為：① 廣東省各類型水庫的數量、總庫容，數據來源于廣東省2022年水利統計數據；② 各地市土地面積、常住人口、地區生產總值等數據來源于《廣東統計年鑒2022年》；③ 各地市2022年水資源總量、用水量、人均綜合用水量、萬元GDP用水量、農業用水總量數據來源于《2022年廣東省水資源公報》。

2.2 研究方法

1)空間平均中心

本文通過ARCGIS對研究區域的水庫開展空間統計分析，并分析其平均中心，其計算方法如下[17-18]：

(1)

(2)

2)統計及相關分析

統計以下指標：各個地市的水庫數量(座)、各個地市的水庫總庫容(億m3)、各個地市的水庫密度(=水庫數量/土地面積)(座/100 km2)、各個地市的人均總庫容(m3/人)、各個地市萬元GDP總庫容(100m3/萬元GDP)以及各地市農業用水量(億m3)。

通過SPSS進行相關分析，其計算方法如下[19-20]：

慢性肺心病為臨床常見病、多發病，導致該疾病發生的原因有很多。在對患者開展臨床治療過程中，實施具有針對性的護理舉措，具有相當重要的現實意義。因為慢性肺部功能損害的原因，肺心病患者機體長時間處于低血氧狀態，在這種情況下，除了會導致紅細胞數量增多，血液粘稠度增加之外，也會令血管內皮受損，這一點在急性期患者中被尤為體現，因為嚴重感染的原因，患者缺氧情況加重，酸中毒和免疫復合物過度積累，進一步加重血管內皮受損程度，令膠原組織外露，血小板過度聚集和積累，激活凝血反應鏈。

(3)

r取值-1～1，r>0，正相關；r<0，負相關；|r|接近1相關性好，接近0相關性差。

3 分析研究結果

3.1 研究區水庫分布

3.1.1水庫數量與蓄水量

廣東省共有7 756座水庫，由水庫空間分布格局來看，全省水庫空間分布整體較均衡(見圖1)。廣東省不同類型水庫數量及庫容占比見圖2及表1所示，其中大型水庫40座，占比0.52%，中型水庫337座，占比4.34%，小型水庫7 379座，占比95.14%；全省水庫總庫容為450.62×108m3，其中大型水庫總庫容293.33×108m3，占全省總庫容的65.09%，中型水庫總庫容94.30×108m3，占全省總庫容的20.93%，小型水庫總庫容62.99×108m3，占全省總庫容的13.98%。

表1 廣東省不同類型水庫數量及庫容占比

圖1 廣東省水庫空間分布格局示意

a 水庫數量占比

廣東省水庫數量較多，但中、小型水庫占水庫數量的98.4%，對水資源的調控仍以大型水庫為主。由于珠江三角洲城市群人口高度聚集，廣東省人均總庫容較低，為355.3 m3，僅為我國人均庫容(746 m3)的47.6%，為發達國家水平的10.48%[21]。

對全省的水庫進行空間統計分析，計算全省不同類型水庫的地理平均中心，其結果如圖3所示，可知全省水庫、大型水庫及中型水庫的地理中心點均位于廣州市，為珠江三角洲及粵港澳大灣區的社會經濟發展提供重要支撐作用。大型水庫的地理中心位于全省水庫地理平均中心的北偏東方向，其結果表明粵北方向上的大型水庫相對較多；而中型水庫的地理平均中心相較于全省水庫地理平均中心稍偏西南，但趨勢不顯著，其結果表明中型水庫在全省分布較均衡，粵西方向的中型水庫稍多于粵東及粵北。

圖3 廣東省水庫地理平均中心示意

3.1.2各地市水庫空間分布

a 各類型水庫數量

從空間分布來看(見圖4b)，各地市水庫數量呈現由沿海向內陸逐漸增加的趨勢，其中粵北“山區”(包括韶關、河源、梅州、清遠和云浮)水庫數量明顯高于其他區，“珠三角區”(包含廣州、深圳、珠海、佛山、惠州、東莞、中山、江門和肇慶)水庫數量和較低。

廣東省各地市水庫總庫容分布不均(見圖5)，呈現從沿海到內陸、低海拔向高海拔地區逐漸增加的趨勢。河源市總庫容最高，為164.17億m3，占全省總庫容的36.4%，其中新豐江水庫位于河源市東源縣，總庫容為138.96億m3[22-23]；珠海市、中山市、佛山市、東莞市、汕頭市等幾個地市總庫容較低，均低于5億m3。

a 各類型水庫總庫容

對比廣東省“珠三角區”“山區”“東翼”和“西翼”各個區的水庫總庫容(見圖5)，粵北“山區”水庫總庫容顯著高于其他三個區，而“珠三角”區和“東翼”(包括汕頭、汕尾、潮州和揭陽)水庫總庫容較低。

由廣東省各地市水庫密度來看，各地市水庫密度總體在2～10座/100 km2之間，最高的3個地市是汕頭、深圳和揭陽，分別為9.30座/100 km2、9.012座/100 km2和8.96座/100 km2；而中山市水庫密度最低，為1.79座/100 km2(見圖6)。

圖6 廣東省各地市水庫密度示意

3.2 水庫空間分布特征

3.2.1水庫與人口經濟特征分析

分析對比廣東省各地市的常住人口、人均總庫容和萬元GDP總庫容(見圖7)，廣東省常住人口總體呈沿海向內陸逐漸減小的趨勢，珠三角區人口顯著高于其他區，而人均總庫容和萬元GDP總庫容從空間分布上總體呈與常住人口相反的趨勢，由沿海向內陸呈增加趨勢，其中珠三角區各地市人均總庫容和萬元GDP總庫容顯著低于其他地區。人均總庫容最高的地市為河源市，為5 778.80 m3/人，其次是惠州市和汕尾市，分別為474.11 m3/人和467.82 m3/人；而珠三角區的佛山、中山、廣州、深圳、珠海等地市人均總庫容較低。

圖7 廣東省各地市水庫總庫容、人均總庫容及萬元GDP總庫容的空間分布示意

萬元GDP總庫容最高的地市為河源市、清遠市和韶關市，分別為1 288.63 m3、240.10 m3和200.85 m3。根據廣東省2022年水資源公報，全省萬元地區生產總值用水量為32.7 m3，若僅以水庫作為水資源供給來源，由各地市萬元GDP 總庫容分布結果(見圖8)可知，全省各地市除河源市、清遠市以及韶關市、汕尾市以及惠州市外，其他各市的萬元GDP 總庫容均小于用水量，顯然水庫蓄水不能滿足當地經濟發展用水。

a 人均綜合用水量

3.2.2水庫與農業用水特征分析

根據廣東省各個地區2022年農業用水數據，全省各地市平均農業用水總量為10.41億m3，除茂名市外各地市的農業用水總量均在20億m3以下，農業用水量較高的地市有茂名市、江門市以及湛江市，分別為20.2億m3、17.7億m3和17.3億m3。對比各個地市的總庫容與農業用水量(見圖9)，廣州市、汕頭市、佛山市、東莞市、中山市、茂名市以及云浮市的水庫總庫容均小于農業用水量，水庫蓄水不能滿足當地農業灌溉用水。

a 農業用水量及總庫容

對各地市的農業用水量、總庫容、小型水庫總庫容和中型水庫總庫容相關分析，其結果見表2。從表2中可以看出，農業用水總量和小型水庫總庫容呈顯著相關，相關系數較高為0.730，與中型水庫總庫容的相關系數為0.494，呈顯著相關，而農業用水總量與各地市水庫總庫容未顯性相關性。由以上結果可知，小型水庫以及中型水庫對各地區的農業生產、灌溉具有重要的支撐作用。

表2 農業用水總量與庫容相關分析

4 結語

對全省各類型水庫按地理單元開展空間分區統計，從多方面開展對比分析，研究水庫數量、庫容與地理分區、人口、經濟、農業之間的關系，研究結果表明：

1)廣東省水庫數量以小型水庫為主，占比95.14%，但水庫庫容主要以大型水庫為主，占全省總庫容的65.09%；從空間分布來看，各地市水庫數量和庫容呈現由沿海向內陸逐漸增加的趨勢，其中粵北“山區”水庫數量和總庫容最高，“珠江三角區”水庫數量和總庫容最低。

2)廣東省人均總庫容整體較低，為全國平均水平的47.6%。各地市人均總庫容和萬元GDP總庫容從空間分布上總體呈現與常住人口相反的趨勢，由沿海向內陸總體呈增加趨勢。全省各地市除河源市、清遠市以及韶關市、汕尾市以及惠州市外，其他各市的萬元GDP 總庫容均小于用水量，水庫蓄水不能滿足當地經濟發展用水。

3)農業用水總量和小型水庫總庫容、中型水庫總庫容均呈現較強的相關性，各地的中、小型水庫對地區的農業生產、灌溉具有重要的支撐作用。