湖南省水庫(kù)與干旱情勢(shì)空間匹配關(guān)系研究

危潤(rùn)初， 李淑雅， 歐陽(yáng)琦， 龍秋波， 樊鳴放

(1.長(zhǎng)沙理工大學(xué) 水利工程學(xué)院， 湖南 長(zhǎng)沙 410114； 2.水沙科學(xué)與水災(zāi)害防治湖南省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖南 長(zhǎng)沙 410114； 3.洞庭湖水環(huán)境治理與生態(tài)修復(fù)湖南省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 湖南 長(zhǎng)沙 410114；4.湖南省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)規(guī)劃研究總院有限公司， 湖南 長(zhǎng)沙 410007)

1 研究背景

我國(guó)是一個(gè)水庫(kù)大國(guó)，全國(guó)建有各類型的水庫(kù)共98 822座，合理優(yōu)化水庫(kù)布局與管理是貫徹習(xí)近平總書(shū)記提出的“節(jié)水優(yōu)先、空間均衡、系統(tǒng)治理、兩手發(fā)力”新時(shí)代治水思路的必要要求。區(qū)域水庫(kù)數(shù)量及分布首先是受人類需求所驅(qū)動(dòng)，但同時(shí)也受到區(qū)域的地理環(huán)境所制約[1]。宏觀地理環(huán)境是區(qū)域構(gòu)造、巖性、氣候等條件的綜合[2]，在具有同一地理背景的區(qū)域內(nèi)部，建庫(kù)環(huán)境在空間上具有一定的均一性，但是在具有不同地理背景區(qū)域間的建庫(kù)環(huán)境往往差別較大[3]。這種差別最終反映為以水庫(kù)規(guī)模、水庫(kù)數(shù)量、興利庫(kù)容等為表征的工程蓄供水能力的差異。多年來(lái)，學(xué)者們從局部空間尺度對(duì)水庫(kù)建庫(kù)條件開(kāi)展了大量研究，主要集中在構(gòu)造的穩(wěn)定性[4]、庫(kù)區(qū)基巖的防滲能力[5-6]、地形條件[7]等方面。雖然近年來(lái)有部分學(xué)者開(kāi)始關(guān)注到區(qū)域水利工程分布的差異[8-9]，但均是以行政區(qū)劃為單元開(kāi)展的對(duì)比分析，很少有從宏觀地理分異的角度進(jìn)行分析。

受大氣環(huán)流、下墊面等空間差異的影響[10-12]，不同地理區(qū)域間的多年氣象干旱情勢(shì)往往會(huì)有所差異[11,13]。近年來(lái)，有關(guān)干旱空間分異的研究方興未艾[14-17]，但是大多數(shù)研究?jī)H是從降水的角度進(jìn)行對(duì)比，而事實(shí)上降水并不能反映干旱的全部面貌[18]。不同地理背景區(qū)域在土壤保水能力、土地利用模式、經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)強(qiáng)度等方面存在差異，在遭遇同等氣象干旱情況下的干旱烈度也會(huì)存在差異[19-20]。因此，對(duì)于某一地理區(qū)域來(lái)說(shuō)，水庫(kù)調(diào)節(jié)能力、氣象干旱情勢(shì)和區(qū)域需水強(qiáng)度三者之間會(huì)形成特定的匹配關(guān)系，充分理解不同地理區(qū)域的這種匹配關(guān)系對(duì)科學(xué)開(kāi)展水利空間規(guī)劃具有重要意義。

本文選擇水庫(kù)數(shù)量全國(guó)最多、地理分異明顯的湖南省作為研究對(duì)象，對(duì)全省各類型水庫(kù)按地理單元開(kāi)展空間分區(qū)統(tǒng)計(jì)，并從分區(qū)人口、耕地、多年干旱情勢(shì)等方面開(kāi)展對(duì)比研究，力求揭示湖南省各地理分區(qū)水庫(kù)調(diào)節(jié)能力、氣象干旱情勢(shì)和潛在的需水強(qiáng)度之間的匹配關(guān)系，為湖南省水利工程規(guī)劃提供一定的理論參考。

2 數(shù)據(jù)來(lái)源與研究方法

2.1 研究區(qū)概況

湖南省地處云貴高原向江南丘陵地貌的過(guò)渡地帶，整體呈北向開(kāi)口的簸箕狀地形。區(qū)內(nèi)地形以山地、丘陵為主，且碳酸鹽類巖石廣布，巖溶發(fā)育強(qiáng)烈，巖溶區(qū)主要分布在湘西北、湘中和湘東南地區(qū)[21]。湖南省屬大陸性亞熱帶季風(fēng)濕潤(rùn)氣候，夏秋季節(jié)多旱，降水較為集中，多年平均降雨量為1 450 mm。省內(nèi)河網(wǎng)密布，水系發(fā)達(dá)，湘、資、沅、澧四大水系流入洞庭湖，經(jīng)城陵磯匯入長(zhǎng)江，形成較為完整的洞庭湖水系，水資源量豐富。全省耕地主要分布在洞庭湖平原區(qū)及湘中丘陵盆地一帶，湘西、湘東南山地及一般丘陵區(qū)則以林地為主[22]。

湖南省是我國(guó)的水利大省，截止2016年，全省共建成各類型水庫(kù)14 000多座，水庫(kù)數(shù)量居全國(guó)第一，其中大型水庫(kù)47座，中型水庫(kù)362座。但是，受氣候條件的影響，干旱仍然是制約湖南省經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的主要災(zāi)害因素之一。自新中國(guó)成立以來(lái)，湖南省旱災(zāi)年均成災(zāi)面積達(dá)104×104hm2，其中中旱以上面積為50×104hm2[23]。從空間分布上看，衡邵盆地是湖南省氣象特旱頻次與程度最突出的區(qū)域，其次為洞庭湖區(qū)[24]。

2.2 數(shù)據(jù)來(lái)源

本研究收集的主要數(shù)據(jù)及其來(lái)源為：(1)湖南省各類型水庫(kù)的總庫(kù)容、興利庫(kù)容，數(shù)據(jù)源為湖南省2019年水庫(kù)信息數(shù)據(jù)庫(kù)(數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)至2016年)；(2)各縣、市區(qū)面積、耕地面積等，數(shù)據(jù)源為湖南省2019年農(nóng)業(yè)信息數(shù)據(jù)庫(kù)(數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)至2018年)；(3)各縣、市、區(qū)常住人口，數(shù)據(jù)源為湖南省各市州統(tǒng)計(jì)信息網(wǎng)；(4)湖南省97個(gè)氣象站(1981-2017年)的日降水監(jiān)測(cè)資料，數(shù)據(jù)源為湖南省氣象中心。

2.3 研究方法

2.3.1 空間對(duì)比分析 綜合地層巖性[25]、地形、地貌[22]等因素，以縣級(jí)行政區(qū)為基本單元將湖南省劃分為9個(gè)區(qū)域，分別為：湘西北巖溶山地區(qū)(Ⅰ區(qū))，湘西雪峰山地區(qū)(Ⅱ區(qū))，湘中南巖溶丘陵區(qū)(Ⅲ區(qū))，湘東南巖溶丘陵區(qū)(Ⅳ區(qū))，湘東南羅霄-南嶺山地區(qū)(Ⅴ區(qū))，湘東南一般丘陵區(qū)(Ⅵ區(qū))，湘東北丘陵區(qū)(Ⅶ區(qū))，湘東北山地區(qū)(Ⅷ區(qū))和洞庭湖區(qū)(Ⅸ區(qū))，區(qū)域劃分及水庫(kù)分布見(jiàn)圖1。

圖1 湖南省地理?xiàng)l件區(qū)域劃分及水庫(kù)分布

本次研究即以上述9個(gè)區(qū)域?yàn)檠芯繉?duì)象，通過(guò)對(duì)省內(nèi)不同地理背景條件下的14 000多座水庫(kù)開(kāi)展分區(qū)空間統(tǒng)計(jì)，對(duì)比研究湖南省水庫(kù)分布與干旱情勢(shì)的空間匹配關(guān)系。

2.3.2 標(biāo)準(zhǔn)化降水指數(shù)(SPI) 標(biāo)準(zhǔn)化降水指數(shù)(SPI)是表征時(shí)段降水量出現(xiàn)概率多少的指標(biāo)[13]，被很多學(xué)者應(yīng)用于區(qū)域干旱程度的對(duì)比，其計(jì)算簡(jiǎn)單且具有多時(shí)間尺度的優(yōu)點(diǎn)[13,26-27]。一般認(rèn)為3個(gè)月時(shí)間尺度的標(biāo)準(zhǔn)化降水指數(shù)能夠很好地反映農(nóng)業(yè)缺水程度[15]?？紤]到年內(nèi)農(nóng)業(yè)耕作時(shí)間，本研究?jī)H將4-9月份的干旱情況開(kāi)展空間對(duì)比。

按照文獻(xiàn)[28]中的方法，計(jì)算研究區(qū)各年4-9月份3個(gè)月時(shí)間尺度的標(biāo)準(zhǔn)化降水指數(shù)(SPI-3)[28]，并按照干旱分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)(表1)對(duì)各月進(jìn)行干旱級(jí)別劃分，利用公式(1)計(jì)算得到各氣象站4-9月重旱級(jí)別以上的干旱頻率Pi，并繪制干旱頻率空間分布圖。

表1 SPI干旱等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)[28]

(1)

式中：n為發(fā)生重旱及以上干旱級(jí)別的次數(shù)；N為樣本總數(shù)；i代表不同的氣象站點(diǎn)。

3 結(jié)果與分析

3.1 湖南省水庫(kù)分區(qū)統(tǒng)計(jì)

根據(jù)湖南省水庫(kù)信息數(shù)據(jù)庫(kù)2019年數(shù)據(jù)，對(duì)各分區(qū)各類型水庫(kù)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，并對(duì)水庫(kù)數(shù)量密度及總庫(kù)容密度進(jìn)行分區(qū)對(duì)比，結(jié)果分別如表2和圖2所示。

由表2可知，湖南省共建有大型水庫(kù)47座、中型水庫(kù)362座、小型水庫(kù)13 688座，水庫(kù)總庫(kù)容分別為365.6×108、92.9×108和70.8×108m3。由圖2(a)中水庫(kù)數(shù)量密度的空間分布來(lái)看，湘東南一般丘陵區(qū)(Ⅵ區(qū))最大，達(dá)到了1 046 座/104km2，其次分別為洞庭湖區(qū)(Ⅸ區(qū))、湘中南巖溶丘陵區(qū)(Ⅲ區(qū))、湘東南巖溶丘陵區(qū)(Ⅳ區(qū))和湘東北丘陵區(qū)(Ⅶ區(qū))，均超過(guò)了750 座/104km2，其余各區(qū)不大于550 座/104km2。需要指出的是，洞庭湖區(qū)雖然總體擁有較高的水庫(kù)密度，但是該區(qū)水庫(kù)主要分布在環(huán)湖高臺(tái)地區(qū)，形成了全省水庫(kù)密度最大的環(huán)湖水庫(kù)帶，而在洞庭湖平原腹地水庫(kù)密度極小。由圖2(b)中水庫(kù)總庫(kù)容密度的空間分布來(lái)看，湘東南羅霄-南嶺山地區(qū)(Ⅴ區(qū))擁有全省最大的庫(kù)容密度值，但主要為東江水庫(kù)、涔天河水庫(kù)等大型水庫(kù)所貢獻(xiàn)，而小型水庫(kù)的庫(kù)容密度為全省各分區(qū)最低。此外，湘西雪峰山地區(qū)(Ⅱ區(qū))大型水庫(kù)庫(kù)容密度也高達(dá)32.5×104m3/km2，僅次于湘東南羅霄-南嶺山地區(qū)(Ⅴ區(qū))。湘西北巖溶區(qū)(Ⅰ區(qū))、湘東南一般丘陵區(qū)(Ⅵ區(qū))大型水庫(kù)庫(kù)容密度處于第二層次的水平，庫(kù)容密度在12.0×104～13.9×104m3/km2之間，而其余各區(qū)大型水庫(kù)庫(kù)容密度均在5.6×104m3/km2以下。就中小型水庫(kù)庫(kù)容密度而言，除湘東南羅霄-南嶺山地區(qū)(Ⅴ區(qū))外，其余各區(qū)庫(kù)容密度在6.7×104～9.9×104m3/km2之間，其中庫(kù)容密度最大為洞庭湖區(qū)(Ⅸ區(qū))，其次為湘東南一般丘陵區(qū)(Ⅵ區(qū))，最小為湘東南巖溶丘陵區(qū)(Ⅳ區(qū))和湘東北丘陵區(qū)(Ⅶ區(qū))。

圖2 2019年湖南省水庫(kù)數(shù)量密度及總庫(kù)容密度分區(qū)對(duì)比

表2 2019年湖南省水庫(kù)分區(qū)統(tǒng)計(jì)結(jié)果

3.2 湖南省水庫(kù)供水能力與人口、耕地匹配分區(qū)對(duì)比

為了進(jìn)一步分析湖南省水庫(kù)供水能力與耕地、人口等分布的空間匹配情況，對(duì)全省按分區(qū)統(tǒng)計(jì)了耕地面積與人口，并根據(jù)各分區(qū)水庫(kù)總興利庫(kù)容計(jì)算得到單位面積興利庫(kù)容與人均興利庫(kù)容，結(jié)果見(jiàn)表3和圖3。

表3 湖南省水庫(kù)興利庫(kù)容分區(qū)統(tǒng)計(jì)

圖3 湖南省分區(qū)單位面積興利庫(kù)容與人均興利庫(kù)容空間分布

興利庫(kù)容又稱調(diào)節(jié)庫(kù)容，相較總庫(kù)容，更能夠直接反映水庫(kù)的供水能力[29]。由表3和圖3可知，全省單位面積興利庫(kù)容與人均興利庫(kù)容空間變化基本一致，空間上的分布呈現(xiàn)出明顯的規(guī)律性。湘東南羅霄-南嶺山地區(qū)擁有全省最高的單位面積興利庫(kù)容與人均興利庫(kù)容，分別為54 397.32 m3/hm2和3 286.53 m3，遠(yuǎn)超過(guò)其他各區(qū)。該區(qū)的這種特性主要由區(qū)內(nèi)的3個(gè)特大型水庫(kù)決定，包括東江水庫(kù)(興利庫(kù)容52.5×108m3)、涔天河水庫(kù)(興利庫(kù)容9.92×108m3)和雙牌水庫(kù)(興利庫(kù)容2.43×108m3)。湘西雪峰山地區(qū)和湘西北巖溶山地區(qū)處于第2層次，單位面積興利庫(kù)容和人均興利庫(kù)容分別為10 000～15 000 m3/hm2和790～1 100 m3。湘西地區(qū)位于云貴高原與江南丘陵的過(guò)渡地帶，主要為山地地形，人口密度和耕地面積占比均處于全省較低水平，且該區(qū)擁有全省數(shù)量最多的大型水庫(kù)，因此湘西兩個(gè)區(qū)域擁有較高的水庫(kù)供水能力。其余6個(gè)區(qū)整體處于第3層次，單位面積興利庫(kù)容和人均興利庫(kù)容分別在5 500 m3/hm2和340 m3以下，其中湘東北丘陵區(qū)單位面積興利庫(kù)容和人均興利庫(kù)容均為全省最低，分別僅為2 402.06 m3/hm2和87.60 m3。湘中南巖溶丘陵區(qū)與湘東南巖溶丘陵區(qū)單位面積興利庫(kù)容分別為3 285.75和3 430.22 m3/hm2，人均興利庫(kù)容分別為192.73和205.40 m3，兩者非常接近。洞庭湖區(qū)受湖區(qū)平原水庫(kù)數(shù)量太少、耕地面積占比和人口密度大的影響，單位面積興利庫(kù)容和人均興利庫(kù)容也分別僅為2 836.27 m3/hm2和207.89 m3。

3.3 湖南省水庫(kù)供水能力與氣象干旱匹配關(guān)系分析

收集湖南省97個(gè)氣象站1981-2017年的日降水監(jiān)測(cè)資料，統(tǒng)計(jì)得出湖南省多年平均降水量；基于標(biāo)準(zhǔn)化降水指數(shù)(SPI)及干旱分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，利用公式(1)得到湖南省各氣象站1981-2017年4-9月3個(gè)月時(shí)間尺度的重旱級(jí)別及以上干旱頻率空間分布，結(jié)果見(jiàn)圖4。

由圖4(a)可以看出，湖南省多年平均降水量空間分布變化較大。東部降水量豐富，其范圍始于雪峰山脈北端，向湘東、湘南地區(qū)延伸，年均降水量約為1 400～1 600 mm。而洞庭湖區(qū)、湘西地區(qū)、邵陽(yáng)巖溶盆地為湖南省三大降水量低值區(qū)，年均降水量?jī)H為1 240～1 360 mm。而由圖4(b)重旱以上頻率的空間分布來(lái)看，湘中的衡邵婁盆地至湘西南一帶是湖南省內(nèi)重旱頻率最大的區(qū)域，多在6.74%～7.46%之間。湘東北和湘東南則是省內(nèi)重旱頻率小值區(qū)，多在5.48%～6.38%之間，最小約為5.29%。

圖4 湖南省多年平均降水量與重旱頻率空間分布

一般認(rèn)為，水庫(kù)調(diào)節(jié)庫(kù)容增大，徑流調(diào)節(jié)能力增強(qiáng)，能夠抵御的干旱烈度就越高[30]，即水庫(kù)的調(diào)節(jié)能力對(duì)其所在區(qū)域干旱災(zāi)害的最終烈度有重要影響。而水利工程與干旱情勢(shì)的空間匹配還會(huì)進(jìn)一步影響水利工程群整體應(yīng)對(duì)干旱的能力[29]，合理建設(shè)水利工程是區(qū)域應(yīng)對(duì)干旱的強(qiáng)有力的支撐[31]。對(duì)前述水庫(kù)的空間分布特征與多年平均降雨量、重旱頻率空間分布展開(kāi)對(duì)比可以看出，湖南省水庫(kù)供水能力與干旱的空間分布存在明顯的失衡錯(cuò)位。如在湘東南山地區(qū)，年平均降雨量大，重旱頻率也相對(duì)較低，但是該區(qū)擁有全省最大的單位面積興利庫(kù)容和人均興利庫(kù)容，而在湘中南巖溶丘陵區(qū)以及湘東南一般丘陵區(qū)的西部，年平均降雨量小，重旱頻率也大，但是單位面積興利庫(kù)容與人均興利庫(kù)容僅高于洞庭湖區(qū)和湘東北丘陵區(qū)，即該區(qū)存在明顯的氣象干旱與工程供水能力差的效應(yīng)疊加。對(duì)于湘西北巖溶山地區(qū)和湘西雪峰山地區(qū)而言，雖然年均降雨量小、重旱頻率也大，但是這兩個(gè)地區(qū)的水庫(kù)供水能力要遠(yuǎn)大于湘中南巖溶丘陵區(qū)。湘東南巖溶丘陵區(qū)在地質(zhì)、地形、區(qū)內(nèi)水庫(kù)供水能力等方面與湘中南巖溶丘陵區(qū)近似，但是該區(qū)年均降雨量更大、重旱頻率小，因此湘東南巖溶丘陵區(qū)的整體多年干旱情勢(shì)好于湘中南巖溶丘陵區(qū)。洞庭湖區(qū)是全省三大降雨低值區(qū)之一，但是該區(qū)重旱頻率全省最低，同時(shí)在外圍崗地區(qū)擁有全省密度最大的中小水庫(kù)群，在平原腹地河網(wǎng)密布，因此該區(qū)多年干旱情勢(shì)也相對(duì)較好。

4 討 論

(1)本研究主要基于地質(zhì)與地形條件對(duì)湖南省進(jìn)行分區(qū)，受數(shù)據(jù)來(lái)源的限制，選擇以縣級(jí)行政區(qū)為基本數(shù)據(jù)單元開(kāi)展分區(qū)對(duì)比，但仍然與傳統(tǒng)地貌分區(qū)[32]保持了較好的一致性。由于很多縣級(jí)行政區(qū)跨越兩個(gè)甚至多個(gè)地貌區(qū)，因此本文的不同分區(qū)邊界存在一定失真，但是總體上對(duì)分區(qū)統(tǒng)計(jì)結(jié)果不會(huì)產(chǎn)生大的影響。另外，很多大型水庫(kù)的主要服務(wù)區(qū)域往往為其下游的其他分區(qū)，而并非為水庫(kù)壩址所在分區(qū)，這也會(huì)給分區(qū)統(tǒng)計(jì)結(jié)果帶來(lái)較大影響。這種現(xiàn)象主要出現(xiàn)在湘東南羅霄-南嶺山地區(qū)，但是為了更加清晰地反映出不同地理環(huán)境下水庫(kù)的分布特征，本文未進(jìn)行區(qū)域數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移。

(2)湖南省水庫(kù)空間分異與區(qū)域地形及地質(zhì)等條件密切相關(guān)，圖5為湖南省地形高程分布及地質(zhì)簡(jiǎn)圖。非巖溶山地區(qū)普遍山原聳立、河谷深切，地形變化較大，建庫(kù)條件優(yōu)良，大型水庫(kù)數(shù)量和庫(kù)容密度均較大，而在湘西北巖溶區(qū)，雖然地形切割強(qiáng)烈，但因區(qū)域巖溶特性，大型水庫(kù)數(shù)量和庫(kù)容密度明顯要小于湘東南羅霄-南嶺山地區(qū)和湘西雪峰山地區(qū)。在各丘陵區(qū)，地形起伏較小，優(yōu)越的河流水文條件對(duì)水庫(kù)建設(shè)顯得更為重要，中小型水庫(kù)占據(jù)主導(dǎo)地位，而大型水庫(kù)密度相對(duì)較低。湘中南巖溶丘陵區(qū)和湘東南巖溶丘陵區(qū)均屬典型構(gòu)造溶蝕、剝蝕丘陵地貌區(qū)，極少發(fā)育大型地下水系統(tǒng)，主要分布中小型水庫(kù)，大型水庫(kù)密度處于全省較低水平。湘東北丘陵區(qū)與湘東南一般丘陵區(qū)地質(zhì)、地貌條件近似，受湘江干流樞紐工程的貢獻(xiàn)，大型水庫(kù)密度要明顯大于湘中南巖溶丘陵區(qū)和湘東南巖溶丘陵區(qū)，但不同的是，湘東北丘陵區(qū)是湖南省城市化的核心區(qū)域，其經(jīng)濟(jì)比重與人口密度均為全省最大，因此該區(qū)單位面積興利庫(kù)容和人均興利庫(kù)容均處于全省最低水平。湘東北山地區(qū)地處羅霄山脈北段，受斷陷盆地的影響，湘東北山地區(qū)的山區(qū)河流流程一般較短，因此該區(qū)大型水庫(kù)庫(kù)容密度遠(yuǎn)低于其他山地區(qū)。洞庭湖區(qū)地勢(shì)低平，在洞庭湖平原腹地，河湖縱橫，水庫(kù)密度極低；但在平原外圍的崗地區(qū)，地層巖性仍以第四系沉積物為主，地貌主要以低山及微丘為主，受耕地面積大所帶來(lái)的供水需求的驅(qū)動(dòng)，崗地區(qū)擁有全省密度最大的水庫(kù)群，這就使得洞庭湖區(qū)整體擁有全省最大的中小型水庫(kù)庫(kù)容密度。

圖5 湖南省地形高程分布及地質(zhì)簡(jiǎn)圖

(3)湖南省現(xiàn)有水庫(kù)空間分布特征差異明顯，山地區(qū)單位面積水庫(kù)庫(kù)容要高于丘陵區(qū)和平原區(qū)，但是本次研究是以縣級(jí)行政區(qū)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的大分區(qū)對(duì)比，掩蓋了一些局部問(wèn)題。就湖南省干旱情況而言，全省歷史干旱總體上表現(xiàn)為谷地、盆地地區(qū)干旱嚴(yán)重且多發(fā)，而湖區(qū)及山地地區(qū)發(fā)生干旱情況相對(duì)較少[23]。山地耕地占比小，且山區(qū)林地有較強(qiáng)的水資源調(diào)蓄能力，但是在某些山地區(qū)域，特別是在湘西北巖溶山地區(qū)，耕地分散、地形復(fù)雜，灌區(qū)不配套，農(nóng)業(yè)灌溉缺水等問(wèn)題仍然難以解決。此外，在洞庭湖區(qū)，自三峽大壩運(yùn)行以來(lái)，長(zhǎng)江與洞庭湖之間的“江湖關(guān)系”也發(fā)生了很大變化，長(zhǎng)江“四口”來(lái)水量減小、枯季洞庭湖水位逐年降低，使得湖區(qū)的干旱情勢(shì)發(fā)生了很大轉(zhuǎn)變，洞庭湖區(qū)的干旱問(wèn)題正日益突出[33]。從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，需要通過(guò)跨區(qū)域調(diào)水工程、平原水庫(kù)工程及地下水開(kāi)發(fā)工程來(lái)根本解決湖區(qū)缺水問(wèn)題。

(4)區(qū)域干旱是多種干旱共同作用的結(jié)果。湘中南巖溶丘陵區(qū)受地質(zhì)條件限制，多發(fā)育巖溶丘陵，耕地面積占比與人口密度均處在湖南省前列，經(jīng)濟(jì)社會(huì)需水量較大，但同時(shí)該區(qū)是湖南省有名的“旱極”，不僅多年平均降雨量要較外圍地區(qū)少100 mm，而且氣象干旱頻率和程度也要大于其他區(qū)域[34]，因此該區(qū)域也被稱之為“衡邵干旱走廊”。以往有關(guān)“衡邵干旱走廊”的研究多集中在氣象方面，而從本文的統(tǒng)計(jì)結(jié)果來(lái)看，自然條件制約下的低水利工程調(diào)節(jié)能力也是本區(qū)干旱情勢(shì)的重要影響因素。對(duì)于該地區(qū)的治理，需要加大區(qū)域統(tǒng)籌，通過(guò)新建大型水庫(kù)及灌區(qū)工程來(lái)切實(shí)提高區(qū)域內(nèi)的供水能力以提高整個(gè)區(qū)域的抗旱能力。

5 結(jié) 論

(1)湖南省水庫(kù)分布具有明顯的空間分異特征，與區(qū)域地質(zhì)、地形等條件密切相關(guān)。湘東南一般丘陵區(qū)水庫(kù)數(shù)量密度最大，其次為洞庭湖區(qū)、湘中南巖溶丘陵區(qū)、湘東南巖溶丘陵區(qū)和湘東北丘陵區(qū)，各山地區(qū)相對(duì)較小。從水庫(kù)庫(kù)容密度來(lái)看，湘東南羅霄-南嶺山地區(qū)最大，其次為湘西雪峰山地區(qū)、湘西北巖溶山地區(qū)和湘東南一般丘陵區(qū)，但這些區(qū)域大型水庫(kù)庫(kù)容值占主導(dǎo)地位。在大部分丘陵區(qū)和洞庭湖區(qū)，主要以中小型水庫(kù)為主。同樣，不同分區(qū)水庫(kù)供水能力與人口、耕地的匹配關(guān)系也有很大差異。湘東南羅霄-南嶺山地區(qū)擁有最大的單位面積興利庫(kù)容和人均興利庫(kù)容，最大分別可達(dá)54 397.32 m3/hm2和3 286.53 m3，其次為湘西雪峰山地區(qū)、湘西北巖溶山地區(qū)、湘東南一般丘陵區(qū)和湘東北山地區(qū)。湘中南巖溶丘陵區(qū)、湘東南巖溶丘陵區(qū)、湘東北丘陵區(qū)和洞庭湖區(qū)單位面積興利庫(kù)容和人均興利庫(kù)容為全省最低，分別在3 450 m3/hm2和210 m3以內(nèi)。

(2)湖南省水庫(kù)供水能力與干旱的空間分布存在明顯的失衡錯(cuò)位。湖南省年均降雨量總體呈現(xiàn)出“東多西少”的特征，其中洞庭湖區(qū)、衡邵盆地、湘西地區(qū)是湖南省三大降雨低值中心。而從重旱頻率的空間分布來(lái)看，湘中的衡邵盆地至湘西南一帶是湖南省內(nèi)重旱頻率最大的區(qū)域，在6.74%～7.46%之間，湘東北和湘東南則是省內(nèi)重旱頻率小值區(qū)，多在5.48%～6.38%之間。衡邵盆地不僅為降雨低值區(qū)，而且表現(xiàn)為較高的重旱頻率，同時(shí)該區(qū)擁有較高的耕地面積與人口密度，工程供水能力也偏低，同時(shí)又地處巖溶區(qū)，下墊面保水能力不足，多因素的綜合疊加影響，使該區(qū)域成為干旱情勢(shì)最為嚴(yán)重的“衡邵干旱走廊”。