廣東省城市水資源稟賦及開發(fā)利用時空特征分析

梁穎珊，李湘姣，劉 玥

(1.廣東省水文局廣州水文分局，廣州 510150；2.廣東省水文局，廣州 510150)

1 概述

廣東省位于我國大陸最南端，全省陸地面積為17.97萬km2，地形復(fù)雜，山丘起伏，河流縱橫，除珠江流域的河流外，還有韓江及眾多獨流入海的中、小河流[1-3]。珠江流域的東、西、北江在廣東省匯合[4]，經(jīng)珠江三角洲八大口門注入南海。

由于地理區(qū)位的不同，廣東省城市水資源稟賦存在一定差異[5]，面對形勢復(fù)雜的水安全問題，摸清城市水資源稟賦、因地制宜合理開發(fā)利用[6]，是經(jīng)濟社會與資源環(huán)境協(xié)同發(fā)展的必然要求，也是生態(tài)環(huán)境建設(shè)的關(guān)鍵因素[7]。因此，分析城市水資源稟賦和開發(fā)利用時空特征、揭示城市水資源開發(fā)潛力具有重要的現(xiàn)實意義[8]，可為廣東省水資源合理開發(fā)利用提供數(shù)據(jù)依據(jù)和決策參考[9]。

2 研究方法與數(shù)據(jù)來源

2.1 研究區(qū)概況

廣東省境內(nèi)河流眾多，以珠江流域(東江、西江、北江、和珠江三角洲)及獨流入海的韓江流域和粵東沿海[10-11]、粵西沿海諸河為主，集水面積占全省面積的99.8%[12]，其余屬于長江流域的鄱陽湖和洞庭湖水系。2022年的人口和GDP分別為12 656.8萬人、129 118.58億元，本次研究范圍包括廣東省的21個城市。

2.2 數(shù)據(jù)來源

本文所需要水資源量數(shù)據(jù)、水資源利用數(shù)據(jù)和降水量數(shù)據(jù)來源于《廣東省水資源公報》，社會經(jīng)濟發(fā)展數(shù)據(jù)來源于統(tǒng)計局；年度數(shù)據(jù)為2022年數(shù)據(jù)；多年平均數(shù)據(jù)來源于《廣東省第三次水資源調(diào)查評價》成果，為1956—2016年平均數(shù)據(jù)。

2.3 研究方法

水資源負載指數(shù)[4]是指一定區(qū)域內(nèi)水資源與人口和經(jīng)濟發(fā)展的關(guān)系[13]，能夠反映水資源利用程度及判斷今后水資源開發(fā)難易程度[5]。一般采用區(qū)域人口、GDP、水資源總量等指標進行表征[6]，計算公式為：

(1)

(2)

式中：

C——水資源負載指數(shù)；

P——人口數(shù)量，萬人；

G——國內(nèi)生產(chǎn)總值，億美元；

W——水資源總量，億m3；

k——與降水有關(guān)的系數(shù)；

R——降水量，mm。

水資源負載指數(shù)分級評價標準見表1。

表1 水資源負載指數(shù)分級評價

3 結(jié)果分析

3.1 水資源稟賦分析

廣東省水資源總量呈現(xiàn)“北部豐富，中部、東南部匱乏”的格局。清遠水資源總量最為豐富，達345.4億m3，占廣東省水資源總量的15.5%；韶關(guān)、肇慶、河源等城市水資源總量均超過160億m3，處于較豐富水平；珠海、中山、汕頭、東莞和深圳等城市水資源總量在30億m3以下，水資源總量相對緊缺，其中珠海水資源總量最低，僅為18.0億m3。在地表水資源方面，其空間分布基本與水資源總量一致(見圖1a)。在地下水資源方面(見圖1b)，呈現(xiàn)出“北部多、中部和東部少”的格局，珠海、中山、東莞和深圳地下水資源量較少，均在10億m3以下。

a 水資源總量

從人均水資源來看(見圖2a)，廣東省人均水資源量城市差異顯著，呈現(xiàn)“東西兩頭和中部匱乏”的格局。韶關(guān)和清遠人均水資源最為豐富，分別達8 706 m3和8 666 m3，這與其水資源總量豐富而人口較少有關(guān)；河源、陽江、肇慶等市人均水資源量均超過4 000 m3；受人口規(guī)模的影響，深圳、東莞最低，僅為165 m3和227 m3，人均水資源量最大的韶關(guān)是深圳的近53倍；按照國際水資源緊缺劃分標準[14](見表2)，廣東省總體水資源緊缺程度屬于不緊張，但大灣區(qū)處于水資源短缺范圍，其中深圳、東莞、佛山、廣州和中山市人均水資源量基本在500 m3以下，屬于水資源極度稀缺地區(qū)(見圖2b)。

a 人均水資源量

表2 水資源緊缺劃分標準

3.2 水資源開發(fā)利用分析

3.2.1空間分布特征

廣東省城市用水量整體呈現(xiàn)“中部多、東西部少”的格局(見圖3a)。廣州市用水量最多，達62.4億m3，占廣東省年度用水量 (401.7億m3)的15.5%。佛山、江門和茂名等城市用水量次之，達到25億m3以上。珠海、汕頭和潮州市用水量較低，在10億m3以下，其中珠海市用水量最低，僅為5.6億m3。

a 用水總量

在人均用水量方面[15]，地區(qū)差異明顯(見圖3b)。受人口基數(shù)影響，深圳市最低，僅125 m3/人，其次是汕頭、東莞、揭陽和珠海市，均在250 m3/人以下。韶關(guān)市人均用水量最高，達 633 m3/人，是廣東省平均水平 (317 m3/人) 的2倍。江門、河源和陽江市，人均用水量高于500 m3/人，亦大幅高于廣東省平均水平。

廣東省城市用水結(jié)構(gòu)差異顯著[16](見圖4)，以農(nóng)業(yè)用水為主的城市有14個，農(nóng)業(yè)用水量占該城市用水比例超50%，包括茂名、云浮和河源等市，其中茂名市農(nóng)業(yè)用水比例高達 80.7%；以生活用水為主的城市有5個，主要包括深圳、東莞、珠海、汕頭和中山，其中深圳市生活用水占比最大，達到66.1%；以工業(yè)用水為主的城市是廣州和佛山，工業(yè)用水占比較其他分類要高。生態(tài)用水比例較大的城市是深圳、東莞和廣州，占比分別是9.8%、8.3%和7.1%。

圖4 廣東省用水結(jié)構(gòu)組成示意

在現(xiàn)狀用水效率方面，大灣區(qū)城市——深圳、珠海、東莞、廣州和佛山萬元GDP用水量較小，均小于22 m3，用水效率領(lǐng)先于其他城市；東北部城市——梅州、河源和韶關(guān)萬元GDP用水量較大，其中梅州萬元GDP用水量最大，達145 m3，節(jié)水水平需進一步提高(見圖5a)。萬元工業(yè)增加值用水量較高的城市是韶關(guān)、廣州和梅州，分別達到36.3 m3、36.3 m3和30.6 m3，高于全省平均水平15.4 m3(見圖5b)。

a 萬元GDP用水量

3.2.3時間分布特征

從10 a水資源利用效率趨勢來看[17]，人均綜合用水量、萬元地區(qū)生產(chǎn)總值用水量和萬元工業(yè)增加值用水量都呈現(xiàn)了明顯的減少趨勢[18]，表明水資源利用效率得到提高。從圖6a可以看出，韶關(guān)、云浮和江門市的人均綜合用水量較高，深圳、東莞市人均綜合用水量較小，這與該地區(qū)人口基數(shù)大有關(guān)。從圖6b來看，萬元地區(qū)生產(chǎn)總值用水量[19]較多的城市分別是河源、梅州、韶關(guān)和云浮，但上述地區(qū)萬元地區(qū)生產(chǎn)總值用水量減少趨勢明顯，其中，云浮和河源近10 a平均遞減率達9%以上。從圖6c來看，河源、梅州、韶關(guān)、廣州和云浮市，萬元工業(yè)增加值用水量較大，河源市遞減趨勢明顯，2022年萬元工業(yè)增加值用水量為10 a前的1/7。從耕地實際灌溉畝均用水量(見圖6d)來看，農(nóng)田灌溉畝均用水量變化不大，但總體仍呈現(xiàn)減少的趨勢。2013—2022年廣東省各地市主要用水指標見圖6所示。

a 人均綜合用水量

3.3 水資源開發(fā)潛力分析

根據(jù)表3分析，廣東省水資源開發(fā)利用潛力呈現(xiàn)“北部高，東西部次之，中部低”的形勢(見圖7)。水資源開發(fā)潛力[20]差距大，深圳水資源負載指數(shù)最高，達到48，東莞次之，達到27，水資源利用程度很高、開發(fā)潛力很低；廣州、珠海、汕頭、佛山和中山市水資源負載指數(shù)均超過10，開發(fā)潛力較小；惠州、湛江、茂名、潮州和揭陽水資源負載指數(shù)在2～5之間，處于中等水平；汕尾、江門、肇慶和云浮水資源利用程度較低，開發(fā)潛力大；韶關(guān)、河源、梅州、陽江和清遠水資源負載指數(shù)較低，進一步開發(fā)的潛力很大。

表3 廣東省各地市水資源負載指數(shù)

4 結(jié)語

本文研究分析了廣東省21個城市的水資源稟賦與開發(fā)利用時空特征，并分析了水資源利用現(xiàn)狀及開發(fā)潛力，所得主要結(jié)論如下：

1) 在水資源稟賦方面，呈現(xiàn)“北部豐富，中部、東南部匱乏”的格局，而人均水資源則呈現(xiàn)“東西兩頭和中部匱乏”。得益于上游豐富的水資源量，韶關(guān)和清遠市人均水資源最為豐富；受人口規(guī)模的影響，位于下游的深圳、東莞市人均水資源量最低。

2) 在水資源利用現(xiàn)狀方面，廣東省城市用水量表現(xiàn)為“中部多、東西部少”，其中廣州市用水量最多；在人均用水量方面，地區(qū)差異明顯，深圳市最低，韶關(guān)市人均用水量最高。在用水結(jié)構(gòu)方面，廣東省大部分城市主要以農(nóng)業(yè)用水為主；廣州市、佛山市工業(yè)用水占比較大；以生活用水為主的城市有深圳、東莞、珠海、汕頭和中山。

3) 在用水效率趨勢方面，廣東省人均綜合用水量、萬元地區(qū)生產(chǎn)總值用水量和萬元工業(yè)增加值用水量都呈現(xiàn)了明顯的減少趨勢，用水效率不斷提高。

4) 在開發(fā)利用潛力方面，呈“北部高，東西部次之，中部低”分布，深圳和東莞市水資源開發(fā)潛力較低，韶關(guān)、河源、梅州、陽江和清遠市水資源開發(fā)潛力較高。