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水是人类赖以生存和发展不可替代的重要自然资源。当前中国区域水资源短缺问题,日益制约着中国社会经济的可持续发展。掌握各地区水资源的空间定量分布特点,对于指导水资源的合理调度,缓解水资源供需矛盾,实现水资源可持续开发利用具有重要意义。我国以行政区或以流域为单元的水资源统计数据虽然体现了各行政区间或流域间的水资源类型及总量差异,但是却无法体现行政区内部或流域内部水资源量的空间分布差异;同时也由于空间统计单元的限制,水资源统计数据无法与区域其他各种信息如格网化经济数据、人口密度数据等有效集成。因此,研究水资源的空间分配方法对于探索区域水资源的空间定量分布特点以及与其他数据的集成使用具有重大的现实意义。 水资源的空间分配,是根据水资源的统计总量,反演出水资源在一定时间和地理范围内的空间定量分布状态的过程。本文在总结分析国内外学者针对水资源的相关研究以及空间格网化理论和方法的基础上,以中国一级流域和部分二级流域为研究区,以区域水资源总量为研究对象,实现了我国一级流域和部分二级流域大尺度的水资源空间分配,主要工作如下: (1)水资源空间分配模型研究与实现。从影响水资源形成和分布的禀赋条件如气象条件和下垫面条件两个方面,选取年均降雨量、地形坡度、地表植被覆盖和区域水域面积作为水资源分配的影响因子。区域水域面积对区域水资源量起决定性作用,因此除此之外,将其他三类影响因子与水资源量进行相关性分析,相关性结果表明:在一级流域尺度上年均降雨量对水资源量影响最大,其次是地表植被覆盖,最次之是地形坡度;在二级流域尺度上,不同流域因子相关性不同。结合相关性分析结果和AHP层次分析法确定权重并建立模型,将以一级流域单元和二级流域单元为统计单元的水资源量展布到公里格网上,得到全国水资源在空间上的定量分布,结果显示了我国流域内水资源量在1km格网尺度的分布差异,我国水资源量最丰富地区达200万m3/km2,最贫乏的地区不足1万m3/km2。 (2)水资源空间分配模型结果验证与分析。不论如何离散,各流域区域内所有单元的水资源总量应等于区域水资源量的统计值。针对流域水资源空间化结果,利用流域下一级子流域的水资源量统计数据对所得流域水资源量的空间分配结果进行检验,计算模型分配结果相对水资源量统计数据的相对误差和精确度,统计相对误差的分布规律,并对误差结果进行可视化和误差原因分析。结果表明:一级流域模型整体精度较高,三年水资源分配,水资源总量的正确率总体分布在80%-90%以及90%以上,少量分布在70%-80%和60%-70%,少量低于60%。精度偏低地区主要分布在松花江流域的额尔古纳河和嫩江,乌苏里江,辽河流域的西辽河,淮河流域的胶东半岛,长江流域的澜沧江以及西南诸河区域;二级流域模型东南诸河区,珠江流域模型精度达90%,松花江流域,海河流域,长江流域为80%,西南诸河区仅为69%。 (3)水资源空间分配结果应用与分析。利用一级流域水资源空间分配结果,对我国区域水资源量进行时间序列变化分析;此外结合中国人口密度数据及水利部和国家统计局公布的各省水资源用水量、人均水资源量等统计数据,进行全国人口需水量空间定量分布分析,全国人均水资源用水率分析以及区域水资源可持续发展分析。