关中地区用水结构时空演变分析

doi:10.11988/ckyyb.20231334

摘要/Abstract

摘要：

辨析核心区域的用水结构时空演变特征,对优化水资源管理、推进社会经济与生态环境协同发展具有重要意义。选取信息熵、洛伦兹曲线、基尼系数、区位熵等方法从不同角度相互佐证、互相补充,揭示关中地区近10 a用水结构时空演变过程和空间分布特征。研究表明:2012—2021年关中地区用水结构整体向着更为均衡的方向发展,用水结构空间分布的差异性在逐渐缩小;但关中地区各类型用水空间分布存在差异,生态环境、城镇公共用水空间分布差距相对明显,关中地区各市(区)间的用水结构存在较大差异,西咸新区和西安市的用水结构最为均衡,渭南市最为失衡。研究结果与实际情况基本相符,可为关中地区优化水资源配置、科学规划用水结构提供参考。

关键词: 用水结构, 时空演变, 信息熵, 洛伦兹曲线, 基尼系数, 区位熵

Abstract:

Analyzing the spatiotemporal evolution characteristics of water use structure in core areas is crucial for optimizing water resources management and promoting the coordinated development of social economy and ecological environment. We employed the methods of information entropy, Lorentz curve, Gini coefficient, and location entropy, which mutually corroborated and complemented each other from different perspectives, to uncover the spatiotemporal evolution and spatial distribution characteristics of the water use structure in the Guanzhong region of China over the past decade. Findings indicate that from 2012 to 2021, the overall water use structure in the Guanzhong region evolved towards greater balance, and the spatial distribution disparity of water use structure gradually diminished. Nevertheless, spatial distribution differences existed among various types of water use, particularly in ecological environment and urban public water use. Moreover, significant disparities were observed in the water use structure among cities (districts) in the Guanzhong region. The water use structures of the Xixian (west Xianyang) New District and Xi’an City were the most balanced, whereas that of Weinan City was the most unbalanced. These results are largely consistent with the actual situation, offering valuable references for optimizing water resources allocation and scientifically planning the water use structure in the Guanzhong region.

Key words: water use structure, spatio-temporal evolution, information entropy, Lorenz Curve, Gini coefficient, location entropy

中图分类号:

TV213.4水利资源的管理、保护与改造

雷新宴, 杨银科, 马帅, 孙建峰. 关中地区用水结构时空演变分析[J]. raybet体育在线院报, 2025, 42(4): 61-70.

LEI Xin-yan, YANG Yin-ke, MA Shuai, SUN Jian-feng. Spatio-temporal Evolution of Water Utilization Structure in the Guanzhong Region[J]. Journal of Changjiang River Scientific Research Institute, 2025, 42(4): 61-70.

地区	用水类型	用水量/(亿m³)
地区	用水类型	2012年	2013年	2014年	2015年	2016年	2017年	2018年	2019年	2020年	2021年
关中地区	农田灌溉	26.41	26.10	26.54	26.12	25.47	25.70	24.65	23.00	21.16	20.67
	林牧渔畜	5.23	5.06	5.09	5.26	5.46	5.63	5.70	5.81	5.94	6.24
	工业	8.43	8.71	8.99	9.42	8.96	9.13	8.96	9.12	5.52	5.41
	城镇公共	1.93	2.00	1.97	2.07	2.34	2.39	2.50	2.90	3.72	4.24
	居民生活	8.29	8.40	8.58	8.91	8.78	9.07	9.22	9.31	9.15	9.71
	生态环境	1.42	1.90	2.08	2.40	2.57	2.97	4.18	3.81	4.47	5.10
西安市	农田灌溉	5.42	5.38	5.44	5.60	5.61	5.66	5.38	4.57	4.27	3.77
	林牧渔畜	1.05	0.87	0.98	0.98	1.04	1.01	1.11	0.94	1.52	1.71
	工业	3.65	3.86	4.07	4.21	4.24	4.35	4.46	4.45	1.78	1.73
	城镇公共	1.21	1.24	1.25	1.28	1.51	1.59	1.65	1.85	2.62	2.85
	居民生活	4.10	4.10	4.11	4.25	4.09	4.19	4.32	4.35	4.59	5.01
	生态环境	1.03	1.50	1.61	1.88	1.98	2.23	2.77	2.64	3.17	3.54
铜川市	农田灌溉	0.19	0.17	0.17	0.19	0.22	0.22	0.18	0.22	0.19	0.18
	林牧渔畜	0.12	0.12	0.12	0.14	0.10	0.12	0.12	0.11	0.14	0.14
	工业	0.33	0.35	0.35	0.29	0.22	0.24	0.18	0.19	0.19	0.20
	城镇公共	0.03	0.03	0.03	0.04	0.05	0.05	0.05	0.05	0.04	0.06
	居民生活	0.22	0.21	0.22	0.23	0.23	0.23	0.24	0.24	0.23	0.24
	生态环境	0.02	0.02	0.02	0.02	0.02	0.03	0.03	0.03	0.06	0.06
宝鸡市	农田灌溉	3.94	4.03	4.25	4.27	4.19	4.28	4.20	3.94	3.47	3.07
	林牧渔畜	0.88	0.89	0.86	0.87	1.08	1.15	1.13	1.09	1.45	1.80
	工业	0.85	0.89	0.93	1.03	1.00	1.07	1.04	0.99	0.65	0.62
	城镇公共	0.13	0.15	0.15	0.18	0.18	0.16	0.18	0.23	0.27	0.33
	居民生活	1.24	1.29	1.38	1.45	1.42	1.40	1.46	1.39	1.20	1.25
	生态环境	0.09	0.09	0.11	0.12	0.15	0.18	0.20	0.21	0.14	0.15
咸阳市	农田灌溉	6.50	6.32	6.17	6.01	5.49	5.70	5.63	4.60	4.86	5.07
	林牧渔畜	1.30	1.18	1.22	1.25	1.25	1.18	1.11	1.03	0.49	0.52
	工业	1.86	1.87	1.88	1.97	1.96	1.85	1.67	1.31	0.91	0.89
	城镇公共	0.27	0.29	0.29	0.32	0.34	0.32	0.35	0.38	0.31	0.43
	居民生活	1.29	1.26	1.30	1.39	1.43	1.62	1.54	1.37	1.12	1.32
	生态环境	0.13	0.14	0.15	0.19	0.18	0.21	0.47	0.31	0.44	0.40
渭南市	农田灌溉	9.91	9.77	10.11	9.63	9.58	9.54	8.94	8.99	7.57	7.91
	林牧渔畜	1.78	1.89	1.80	1.91	1.91	0.01	0.07	0.02	1.89	1.64
	工业	1.37	1.34	1.33	1.46	1.11	1.13	1.17	1.10	1.06	1.06
	城镇公共	0.25	0.25	0.21	0.22	0.22	0.23	0.23	0.28	0.28	0.36
	居民生活	1.22	1.33	1.35	1.37	1.37	1.39	1.43	1.39	1.40	1.20
	生态环境	0.10	0.10	0.14	0.15	0.17	0.23	0.58	0.36	0.39	0.65
韩城市	农田灌溉	0.25	0.23	0.22	0.22	0.17	0.15	0.14	0.11	0.08	0.08
	林牧渔畜	0.07	0.07	0.07	0.07	0.05	0.06	0.11	0.12	0.10	0.12
	工业	0.35	0.38	0.41	0.44	0.41	0.47	0.39	0.41	0.31	0.40
	城镇公共	0.02	0.02	0.02	0.01	0.02	0.02	0.02	0.03	0.03	0.03
	居民生活	0.13	0.13	0.13	0.13	0.14	0.13	0.13	0.13	0.16	0.15
	生态环境	0.03	0.03	0.03	0.02	0.05	0.07	0.11	0.06	0.04	0.06
杨陵区	农田灌溉	0.20	0.20	0.18	0.20	0.21	0.15	0.18	0.09	0.12	0.11
	林牧渔畜	0.03	0.04	0.04	0.04	0.03	0.10	0.05	0.10	0.06	0.06
	工业	0.02	0.02	0.02	0.02	0.02	0.02	0.05	0.05	0.06	0.06
	城镇公共	0.02	0.02	0.02	0.02	0.02	0.02	0.02	0.02	0.06	0.03
	居民生活	0.09	0.08	0.09	0.09	0.10	0.11	0.10	0.10	0.10	0.11
	生态环境	0.02	0.02	0.02	0.02	0.02	0.02	0.02	0.02	0.02	0.05
西咸新区	农田灌溉								0.48	0.60	0.48
	林牧渔畜								0.40	0.29	0.25
	工业								0.62	0.56	0.45
	城镇公共								0.06	0.11	0.15
	居民生活								0.34	0.35	0.43
	生态环境								0.18	0.21	0.19

地区	用水类型	用水量/(亿m³)
地区	用水类型	2012年	2013年	2014年	2015年	2016年	2017年	2018年	2019年	2020年	2021年
关中地区	农田灌溉	26.41	26.10	26.54	26.12	25.47	25.70	24.65	23.00	21.16	20.67
	林牧渔畜	5.23	5.06	5.09	5.26	5.46	5.63	5.70	5.81	5.94	6.24
	工业	8.43	8.71	8.99	9.42	8.96	9.13	8.96	9.12	5.52	5.41
	城镇公共	1.93	2.00	1.97	2.07	2.34	2.39	2.50	2.90	3.72	4.24
	居民生活	8.29	8.40	8.58	8.91	8.78	9.07	9.22	9.31	9.15	9.71
	生态环境	1.42	1.90	2.08	2.40	2.57	2.97	4.18	3.81	4.47	5.10
西安市	农田灌溉	5.42	5.38	5.44	5.60	5.61	5.66	5.38	4.57	4.27	3.77
	林牧渔畜	1.05	0.87	0.98	0.98	1.04	1.01	1.11	0.94	1.52	1.71
	工业	3.65	3.86	4.07	4.21	4.24	4.35	4.46	4.45	1.78	1.73
	城镇公共	1.21	1.24	1.25	1.28	1.51	1.59	1.65	1.85	2.62	2.85
	居民生活	4.10	4.10	4.11	4.25	4.09	4.19	4.32	4.35	4.59	5.01
	生态环境	1.03	1.50	1.61	1.88	1.98	2.23	2.77	2.64	3.17	3.54
铜川市	农田灌溉	0.19	0.17	0.17	0.19	0.22	0.22	0.18	0.22	0.19	0.18
	林牧渔畜	0.12	0.12	0.12	0.14	0.10	0.12	0.12	0.11	0.14	0.14
	工业	0.33	0.35	0.35	0.29	0.22	0.24	0.18	0.19	0.19	0.20
	城镇公共	0.03	0.03	0.03	0.04	0.05	0.05	0.05	0.05	0.04	0.06
	居民生活	0.22	0.21	0.22	0.23	0.23	0.23	0.24	0.24	0.23	0.24
	生态环境	0.02	0.02	0.02	0.02	0.02	0.03	0.03	0.03	0.06	0.06
宝鸡市	农田灌溉	3.94	4.03	4.25	4.27	4.19	4.28	4.20	3.94	3.47	3.07
	林牧渔畜	0.88	0.89	0.86	0.87	1.08	1.15	1.13	1.09	1.45	1.80
	工业	0.85	0.89	0.93	1.03	1.00	1.07	1.04	0.99	0.65	0.62
	城镇公共	0.13	0.15	0.15	0.18	0.18	0.16	0.18	0.23	0.27	0.33
	居民生活	1.24	1.29	1.38	1.45	1.42	1.40	1.46	1.39	1.20	1.25
	生态环境	0.09	0.09	0.11	0.12	0.15	0.18	0.20	0.21	0.14	0.15
咸阳市	农田灌溉	6.50	6.32	6.17	6.01	5.49	5.70	5.63	4.60	4.86	5.07
	林牧渔畜	1.30	1.18	1.22	1.25	1.25	1.18	1.11	1.03	0.49	0.52
	工业	1.86	1.87	1.88	1.97	1.96	1.85	1.67	1.31	0.91	0.89
	城镇公共	0.27	0.29	0.29	0.32	0.34	0.32	0.35	0.38	0.31	0.43
	居民生活	1.29	1.26	1.30	1.39	1.43	1.62	1.54	1.37	1.12	1.32
	生态环境	0.13	0.14	0.15	0.19	0.18	0.21	0.47	0.31	0.44	0.40
渭南市	农田灌溉	9.91	9.77	10.11	9.63	9.58	9.54	8.94	8.99	7.57	7.91
	林牧渔畜	1.78	1.89	1.80	1.91	1.91	0.01	0.07	0.02	1.89	1.64
	工业	1.37	1.34	1.33	1.46	1.11	1.13	1.17	1.10	1.06	1.06
	城镇公共	0.25	0.25	0.21	0.22	0.22	0.23	0.23	0.28	0.28	0.36
	居民生活	1.22	1.33	1.35	1.37	1.37	1.39	1.43	1.39	1.40	1.20
	生态环境	0.10	0.10	0.14	0.15	0.17	0.23	0.58	0.36	0.39	0.65
韩城市	农田灌溉	0.25	0.23	0.22	0.22	0.17	0.15	0.14	0.11	0.08	0.08
	林牧渔畜	0.07	0.07	0.07	0.07	0.05	0.06	0.11	0.12	0.10	0.12
	工业	0.35	0.38	0.41	0.44	0.41	0.47	0.39	0.41	0.31	0.40
	城镇公共	0.02	0.02	0.02	0.01	0.02	0.02	0.02	0.03	0.03	0.03
	居民生活	0.13	0.13	0.13	0.13	0.14	0.13	0.13	0.13	0.16	0.15
	生态环境	0.03	0.03	0.03	0.02	0.05	0.07	0.11	0.06	0.04	0.06
杨陵区	农田灌溉	0.20	0.20	0.18	0.20	0.21	0.15	0.18	0.09	0.12	0.11
	林牧渔畜	0.03	0.04	0.04	0.04	0.03	0.10	0.05	0.10	0.06	0.06
	工业	0.02	0.02	0.02	0.02	0.02	0.02	0.05	0.05	0.06	0.06
	城镇公共	0.02	0.02	0.02	0.02	0.02	0.02	0.02	0.02	0.06	0.03
	居民生活	0.09	0.08	0.09	0.09	0.10	0.11	0.10	0.10	0.10	0.11
	生态环境	0.02	0.02	0.02	0.02	0.02	0.02	0.02	0.02	0.02	0.05
西咸新区	农田灌溉								0.48	0.60	0.48
	林牧渔畜								0.40	0.29	0.25
	工业								0.62	0.56	0.45
	城镇公共								0.06	0.11	0.15
	居民生活								0.34	0.35	0.43
	生态环境								0.18	0.21	0.19

年份	农田灌溉用水		林牧渔畜用水		工业用水		城镇公共用水		居民生活用水		生态环境用水
年份	基尼系数/%	评价结果	基尼系数/%	评价结果	基尼系数/%	评价结果	基尼系数/%	评价结果	基尼系数/%	评价结果	基尼系数/%	评价结果
2012	15.65	绝对平均	13.26	绝对平均	21.55	较为平均	33.51	相对合理	23.75	较为平均	44.96	差距较大
2013	16.17	绝对平均	18.06	绝对平均	22.61	较为平均	32.62	相对合理	21.79	较为平均	49.69	差距较大
2014	16.90	绝对平均	15.15	绝对平均	23.47	较为平均	34.73	相对合理	21.01	较为平均	47.18	差距较大
2015	16.42	绝对平均	17.75	绝对平均	20.91	较为平均	32.83	相对合理	19.94	绝对平均	46.99	差距较大
2016	17.24	绝对平均	17.83	绝对平均	23.51	较为平均	34.67	相对合理	18.07	绝对平均	45.25	差距较大
2017	17.59	绝对平均	20.48	较为平均	23.75	较为平均	35.76	相对合理	17.12	绝对平均	43.00	差距较大
2018	18.09	绝对平均	19.84	绝对平均	22.17	较为平均	34.57	相对合理	16.89	绝对平均	33.67	相对合理
2019	21.55	较为平均	22.50	较为平均	24.95	较为平均	33.30	相对合理	17.58	绝对平均	38.01	相对合理
2020	21.39	较为平均	21.97	较为平均	16.31	绝对平均	37.93	相对合理	18.29	绝对平均	39.86	相对合理
2021	25.17	较为平均	23.61	较为平均	15.97	绝对平均	34.62	相对合理	20.75	较为平均	37.16	相对合理

年份	农田灌溉用水		林牧渔畜用水		工业用水		城镇公共用水		居民生活用水		生态环境用水
年份	基尼系数/%	评价结果	基尼系数/%	评价结果	基尼系数/%	评价结果	基尼系数/%	评价结果	基尼系数/%	评价结果	基尼系数/%	评价结果
2012	15.65	绝对平均	13.26	绝对平均	21.55	较为平均	33.51	相对合理	23.75	较为平均	44.96	差距较大
2013	16.17	绝对平均	18.06	绝对平均	22.61	较为平均	32.62	相对合理	21.79	较为平均	49.69	差距较大
2014	16.90	绝对平均	15.15	绝对平均	23.47	较为平均	34.73	相对合理	21.01	较为平均	47.18	差距较大
2015	16.42	绝对平均	17.75	绝对平均	20.91	较为平均	32.83	相对合理	19.94	绝对平均	46.99	差距较大
2016	17.24	绝对平均	17.83	绝对平均	23.51	较为平均	34.67	相对合理	18.07	绝对平均	45.25	差距较大
2017	17.59	绝对平均	20.48	较为平均	23.75	较为平均	35.76	相对合理	17.12	绝对平均	43.00	差距较大
2018	18.09	绝对平均	19.84	绝对平均	22.17	较为平均	34.57	相对合理	16.89	绝对平均	33.67	相对合理
2019	21.55	较为平均	22.50	较为平均	24.95	较为平均	33.30	相对合理	17.58	绝对平均	38.01	相对合理
2020	21.39	较为平均	21.97	较为平均	16.31	绝对平均	37.93	相对合理	18.29	绝对平均	39.86	相对合理
2021	25.17	较为平均	23.61	较为平均	15.97	绝对平均	34.62	相对合理	20.75	较为平均	37.16	相对合理

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关中地区用水结构时空演变分析

Spatio-temporal Evolution of Water Utilization Structure in the Guanzhong Region

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