胡 嘉,段漢明

(西北大學 城市與環(huán)境學院,陜西西安 710127)

1 銀川平原城鎮(zhèn)區(qū)域水資源總量分析

地處干旱區(qū)的銀川平原年降水量僅僅 200 mm左右,蒸發(fā)量卻近2 000mm。天然地表水資源量(黃河干流除外)為0.941,地下水資源量為 21.893億 m3.據(jù)自治區(qū)水利水文站總結資料,天然地表水與地下水的重復為 20.517億 m3。城鎮(zhèn)區(qū)域可開采水資源總量為 120.32萬 m3/d,截止到 2006年已經(jīng)開采的水資源總量為 5.26萬 m3/d。已開發(fā)水資源量占總量的 4.37%,其城鎮(zhèn)區(qū)域水資源對其城鎮(zhèn)發(fā)展的承載擁有巨大潛力(表 1)。[1](以上數(shù)據(jù)來源于:《寧夏回族自治區(qū)——資源環(huán)境地圖集》,寧夏回族自治區(qū)發(fā)展改革委員會,中國地圖出版社,2006年,第 26頁)

2 基于分形視角下的水資源分布特征

空間分布下的分形特征可以通過將區(qū)域的水資源的分布點網(wǎng)格化,然后分別計算其容量維和信息維兩種維數(shù)來確定。經(jīng)過統(tǒng)計,銀川平原區(qū)域內(nèi)的水資源的分布點共 91個(其中水源地 27個,待開發(fā)水源地 64個)。將銀川平原區(qū)域網(wǎng)格化,使其長短兩邊各被 k等份,則每個網(wǎng)格的尺寸為 E=1/k,將每個水資源分布點的網(wǎng)格數(shù)定義為 N(E),N(E)與 E有相關關系。則有:

N(E)∝k+D0

D0即為容量維。

即為容量維。

將第 i行,第 j列中的網(wǎng)格水資源分布點數(shù)目標記為 Nij,整個銀川平原地區(qū)的水資源的分布點數(shù)標記為 N,則可得某一網(wǎng)格內(nèi)水資源的分布點的出現(xiàn)的概率為:

Pij=Nij/N

然后得到信息量為:

I(E)=I0-D1lnE

其中 I0為常數(shù),D1為信息維。

通過計算,銀川平原水資源空間分布的容量維 D0=0.76(圖 1),信息維 D1=0.26(圖 2)。

根據(jù)陳彥光,羅靜(1997)的研究表明信息維反映的是空間分布的分散或者集中的程度。一般來說,D0＞D1。當信息維 D1=0時,水資源集中分布于一點,這種情況一般來說比較少見。當信息維 D1=2時,水資源均勻的分布于地表。在這里 D1較接近于 0,說明銀川平原地區(qū)資源分布相對集中,有利于集中開發(fā)。[2][3][4]

表1 銀川平原城鎮(zhèn)區(qū)域水資源分布表

表2 銀川平原地區(qū)水資源分布點網(wǎng)格化后處理數(shù)據(jù)

圖1 銀川平原資源礦點空間分布容量維

圖2 銀川平原資源礦點空間分布信息維

3 銀川平原城鎮(zhèn)區(qū)域水資源分布與城鎮(zhèn)空間形成的關系

從地域空間上來看,銀川平原西有賀蘭山的阻隔,東有靈鹽臺地的限制,南部為牛首山地區(qū)和騰格里沙漠,北部為毛烏素沙漠。黃河穿越其中部。

由于自然條件的制約,銀川平原的城鎮(zhèn)空間的發(fā)育形成也被限制在黃河生態(tài)基礎為核心的平原地帶。

自古以來銀川平原地區(qū)的開發(fā)就以黃河水系為基礎,對該區(qū)域的河流水系進行綜合開發(fā)利用,經(jīng)過數(shù)千年的發(fā)展逐漸形成了以黃河水系為核心的綜合水利開發(fā)體系。

水利是人類社會為了生存和發(fā)展的需要,采取各種措施,對自然界的水和水域進行控制和調(diào)配,以防治水旱災害,開發(fā)利用和保護水資源。(百度百科)同時以地下水系系統(tǒng)支撐地表水系統(tǒng)也是城鎮(zhèn)分布的主要決定因素,城市的存在于發(fā)展都離不開水。充足的水資源可以加速城市經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展,水資源缺乏往往成為經(jīng)濟發(fā)展的失衡條件和制約因素。在自然環(huán)境條件極其脆弱的銀川平原地區(qū),水資源的分布與對水利資源的開發(fā)——水利體系建設直接影響了農(nóng)業(yè)的空間與工業(yè)空間的布局,而農(nóng)業(yè)的空間布局與工業(yè)空間的布局在一定程度影響著城鎮(zhèn)空間的分布。(圖 3)在銀川平原的先秦時期,古老的居民往往選擇在河流的二級臺地上定居,這不僅因為水資源是不可缺少的條件,同時也是發(fā)展農(nóng)牧業(yè)所必備的基礎條件。秦漢以來的歷代統(tǒng)治者對銀川平原的河渠開發(fā)都相當重視,引黃灌溉成為銀川平原城鎮(zhèn)區(qū)域發(fā)展形成的關鍵。

圖3

工業(yè)社會時期,銀川平原城鎮(zhèn)區(qū)域依托黃河發(fā)展,形成了南部青銅峽水利水電開發(fā),西部賀蘭山河渠開發(fā),中部銀川沿河工業(yè)開發(fā),北部石嘴山揚水工程開發(fā)的一個梯度開發(fā)模式。

綜合來看,水資源的空間分布與對水利資源的開發(fā)——水利體系建設對銀川平原的城鎮(zhèn)空間分布有三點影響:

1.河流為城鎮(zhèn)發(fā)展提供直接的水資源,成為早期居民優(yōu)先選擇,建立城鎮(zhèn)的最佳地點。

2.河流與水利的建設為農(nóng)業(yè)發(fā)展提供了良好的發(fā)展條件,在農(nóng)業(yè)社會時期,農(nóng)業(yè)是城鎮(zhèn)賴以存在的基礎,城鎮(zhèn)的形成往往依托農(nóng)業(yè),故城鎮(zhèn)的布局和農(nóng)業(yè)與河流水利形成不可分割的密切關系。在工業(yè)社會時期,河流與水利又是工業(yè)選址的首選,工業(yè)聚集的地方往往容易形成城市。

3.河流與河渠的開發(fā)建設也為城鎮(zhèn)之間提供了交通的基礎,成為區(qū)域之間密切聯(lián)系的重要橋梁和紐帶,從而為城鎮(zhèn)沿河分布形成奠定了發(fā)展的基礎。[5]

通過對銀川平原城鎮(zhèn)區(qū)域水資源的空間分布的特征的分析結合本節(jié)的分析可以看出,銀川平原城鎮(zhèn)區(qū)域水資源對銀川平原城鎮(zhèn)的發(fā)育形成與未來發(fā)展有重大意義。集中的分布的水資源,造就了以黃河水利體系為其生態(tài)基礎的銀川平原城鎮(zhèn)區(qū)域。在未來銀川平原城鎮(zhèn)區(qū)域的開發(fā)建設中,應更加重視對該區(qū)域水資源的保護。保持一種清醒的頭腦,堅持“保護先行,漸進開發(fā)”的發(fā)展策略。

[1]寧夏國土資源廳編制.寧夏回族自治區(qū)資源環(huán)境圖集[M].北京:中國地圖出版社,2006.

[2]陳彥光,羅靜.城鎮(zhèn)體系空間結構的信息維分析[J].信陽師范學院學報(自然科學版),1997(1):64-69

[3]王鎮(zhèn)中.關中城鎮(zhèn)區(qū)域空間結構的演變、動力機制與優(yōu)化研究[D].[碩士學位論文].西北大學.2009.6

[4]王勁峰.空間分析[M].北京:科學出版社,2006

[5]許學強、周一星、寧越敏.城市地理學[M].北京:高等教育出版社,1997.07