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2021 , Vol. 40 >Issue 5: 1421 - 1431

DOI: https://doi.org/10.11821/dlyj020200402

Articles

Study on water resources zoning of five countries in Indo-China Peninsula

  • QIU Tao , 1, 2 ,
  • ZHANG Shifeng , 1 ,
  • XIAN Wen 1, 2
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  • 1. Key Laboratory of Water Cycle and Related Land Surface Processes, Institute of Geographic Sciences and Natural Resources Research, CAS, Beijing 100101, China
  • 2. University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China

Received date: 2020-05-11

  Accepted date: 2020-07-13

  Online published: 2021-07-10

Copyright

Copyright reserved © 2021
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Abstract

Indo-China Peninsula, located in the southeast tip of the Eurasian continent, is one of the three major peninsulas in southern Asia. Five countries in the Indo-China Peninsula in this article refer to Myanmar, Thailand, Laos, Cambodia, and Vietnam, lying between 92°0'-109°30' east longitude and 5°30'-28°30' north latitude. The region is adjacent to the Andaman Sea to the west, Malay Peninsula to the south, South China Sea to the east and Chinese mainland to the north, covering a total land area of about 1938700 km2. Under the background of global change and the Belt and Road Initiative, the characteristics of water resources in the Indo-China Peninsula and different scenarios of socio-economic development in the future have aroused great concern. However, there have been relatively few systematic studies on water resources in this region, thus there are urgent needs to carry out related work. Through combing and summarizing previous studies, we used the GIS-based watershed topography division method to partition the water resources in the Indo-China Peninsula. The three-level divisions of water resources took into account the distribution of river systems and topographical factors, which reflected the characteristics of water resources in the five countries. The results illustrated that the water resources area of the peninsula can be divided into 7 first-level water resources zones, 17 second-level water resources zones and 138 third-level water resources zones. Seven first-level water resources zones were international basins, and the basin management of the peninsula needs cooperation and overall planning of all the countries. There were 87 mountainous units in the three-level water resources zones, with an area of about 1154120 km2, accounting for 60% of the total land area. There were 51 plain units with an area of about 779150 km2, accounting for 40% of the total land area. The ratio of mountainous area to plain area is 1.48, the mountainous area units were mainly concentrated in the middle and upper reaches of the basin, while the plain units were mainly concentrated in the lower reaches of the basin and coastal areas. The results will serve the evaluation and utilization of water resources in the five countries of the Indo-China Peninsula, and provide an effective reference for scientific regulation and benefit sharing of international rivers in this region.

Key words： Belt and Road Initiative; Indo-China Peninsula; water resources; water resources zoning; international basins

Cite this article

QIU Tao , ZHANG Shifeng , XIAN Wen . Study on water resources zoning of five countries in Indo-China Peninsula[J]. GEOGRAPHICAL RESEARCH, 2021 , 40(5) : 1421 -1431 . DOI: 10.11821/dlyj020200402

1 引言

中国与中南半岛山水相连,自古以来交往频繁,具有相近的文化习俗。2013年10月,中国提出与东盟共同建设“21世纪海上丝绸之路”的构想。作为“一带一路”海线与陆线上的重要区域,中南半岛不仅起着连接太平洋与印度洋的作用,还具有联通中国与东盟各国的地位,是“一带一路”经济走廊上的关键地带[1]。中南半岛与中国西南地区紧密相连,其水资源形势与中国西南诸河的水资源态势息息相关[2,3,4]。探讨中南半岛地区水资源形势与研究相关国家的水资源科学问题,是中国“一带一路”倡议背景下的重要课题[5,6],但该区域综合性的水资源研究开展不足,不利于支撑“一带一路”倡议在该区域的有效开展。水资源作为中南半岛各国关键性的经济资源与基础性的自然资源,在社会经济发展的过程中占据着不可比拟的重要地位[7,8]。当前,人类社会日益增长的需求与水资源之间的矛盾不断凸显,如何确保水资源得到科学高效地开发利用,保证水资源的可持续利用,是当前需要十分重视的问题[9,10,11,12,13]。中南半岛绝大部分地区位于热带,降雨充沛,水资源量非常充足,但是由于该地区水资源管理方面的经验不足,导致其水资源的利用效率十分低下,经常引发水量分配的冲突,亟需对境内水资源开展综合规划等工作[14,15,16,17]。因此,要实现中南半岛地区水资源科学高效的开发利用,首要工作就是厘清该地区水资源量的基础情况,开展相关的综合规划工作。
水资源分区工作是进行水资源综合规划的重要前提,以流域水系与地形因素等自然地理条件为基础,结合区域未来的经济发展态势,满足水资源开发利用的需求。前人的研究中对于中南半岛的水资源研究多集中在澜沧江-湄公河流域,缺乏对中南半岛地区全境水资源的整体研究[18,19,20,21]。本文通过充分收集中南半岛境内的水文气象资料,基于中南半岛五国的流域水系图、地形图以及行政区划图等,综合考量研究区的自然地理特征、人文历史状况以及政治环境等因素,构建起中南半岛水资源分区的方法体系,并根据流域特性来对研究区进行水资源分区工作,水资源分区的结果反映了水资源自身条件的地区差异,科学有力地支撑了未来中南半岛水资源的开发利用、管理与保护等工作。
中南半岛位于亚欧大陆的东南角,三面环海,是亚洲南部三大半岛之一[22]（图1）。本研究所指的中南半岛五国为缅甸、泰国、老挝、柬埔寨、越南,其地理位置位于92°0'E~109°30'E、5°30'N~28°30'N,研究区西临孟加拉湾与安达曼海,南抵马来半岛与马六甲海峡,东临太平洋的南海,北接中国大陆,总面积约193.87万km2。中南半岛地区绝大部分位于热带季风气候区,整个地区全年高温,一年分为旱、雨两季,降水多集中于雨季[23]。研究区6—10月盛行西南季风,降水十分丰沛,是雨季;11—5月则盛行东北季风,干燥少雨,是旱季。中南半岛地势整体呈现为南低北高,其北部和中国西南地区紧密相连,南北纵列地分布着许多山川河谷,其中主要有西部缅印边界的印缅系列山脉（若开山脉）,中部中国横断山脉向南延展形成的一系列山脉以及东部的长山山脉,全境最高处是位于缅甸西北的开卡博峰[24];半岛上的水系大多由北向南流,与山脉的走向大致相同,其中又以伊洛瓦底江、怒江-萨尔温江、湄南河、澜沧江-湄公河及元江-红河最为重要。研究区北部山高谷深,多为山地丘陵,加之水流湍急,这一区域蕴藏着丰富的水能资源;南部河谷开阔、地势平坦、水流舒缓,泥沙在此堆积形成较大的河口三角洲与冲积平原[25]。
图1 研究区位置及高程

注：该图基于国家自然资源部标准地图服务系统的标准地图（审图号：GS(2016)1663号）制作,底图无修改。

Fig. 1 Location and elevation of the study area

2 数据与方法

2.1 数据

本文流域图层数据来源于世界野生动物基金会与美国地质调查局合作开发的全球流域与水系数据集HydroSHEDS（Hydrological data and maps based on SHuttle Elevation Derivatives at multiple Scales）,选取的子数据集HydroBASINS（V1.0）是包含全球范围内流域边界和流域划分的一系列矢量图层[26]。DEM数据来源于美国航空航天局和美国国防部国家测绘局联合测量的数据集SRTM（Shuttle Radar Topography Mission）,考虑数据的可获取性和精度,DEM数据选用SRTM3（V4.1）,空间分辨率约为90m[27]。行政区划数据来源于全球行政区划数据库网站GADM（Database of Global Administrative Areas）,时间为2018年[28]。对流域水系和DEM数据等进行前期预处理,利用ArcGIS10.2软件,将全球国界线矢量图、全球流域水系矢量图及全球DEM图加载到同一坐标系的图层中,以中南半岛五国行政区边界为界限,将界限内的水资源分区作为水资源区的基本单元。

2.2 划分原则

为研究中南半岛地区各区域内的水资源特征,对中南半岛进行水资源分区,鉴于区域内各国的自然地理条件、经济发展趋势、政治文化格局以及流域水系管理等十分复杂,该地区的水资源分区与常见的流域级中小尺度分区有所不同,水资源区划的选定不仅需要依据流域水系的自身特征,还要注意考虑跨国流域的政治影响[29]。依据中南半岛地区的行政区划、水文气象、自然地貌以及河流水系等情况,参考中国水资源分区的相关原则,结合中南半岛各国相应的《水资源开发利用规划》及《水资源公报》等成果进行水资源分区[30]。
水资源分区主体原则是：将行政区与流域单元进行有机结合,确保流域单元与行政单元的统一性与组合性,尽量满足水资源评价、开发利用、管理与保护工作的需要;以大江、大河的流域水系为基础,综合考虑行政区划、社会经济发展状况、地形地貌和流域单元大小等因素;选取统一的水资源分区标准,大中尺度上的分区主要以该地区地表水的区域形成,即以流域与水系为主,在小尺度上的水资源分区中,重点考虑流域内的地形特征。具体的分区原则参考如下：
（1）在进行分区的过程中,确保水资源分区单元中的自然地理特征与水文气象情况相近,做到基本反映水资源条件的各地区差异。同时尽量借鉴已有的柬埔寨等国水资源分区成果,多参考前人研究中已有的各国自然地理资料。
（2）尽量确保流域水系的系统性与完整性,以大河的干流河段为基础进行分段,适当整合具有相似地理特征的小型河流水系,同时要尽可能保证分区单元在一个国家内的连续性,即确保行政区划的完整。中南半岛地区的各型流域水系数量较多,考虑到该地区未来开展水资源评价与开发利用等工作,在分区过程中要注意确保分区单元的系统性与完整性。
（3）水资源三级分区的单元总量要适中。中南半岛区域面积较大,其水资源分区是大中尺度上的分区,不同于常见的流域级小尺度分区,因此在分区时要注意保证各分区单元的面积适当,确保分区单元总量适中,合理完成各分区单元的划分工作。

2.3 划分方法

依照上述中南半岛水资源分区原则,参考已掌握的数据资料,利用基于GIS的流域地形划分方法对中南半岛水资源进行分区,即基于Arcgis10.2软件,以山区与平原为区划指标对中南半岛全境水资源进行3级分区（图2）。本次分区首先整合得到整个中南半岛的水资源分区结果,再提取出区域内的各国水资源分区结果。分区按照流域的地理位置由西至东,由河口至源头的划分顺序进行,最后依次对研究区内缅甸、泰国、柬埔寨、老挝和越南的流域进行整理合并。以下是中南半岛水资源分区的具体实施方法。
图2 水资源分区技术路线

Fig. 2 Technical flow chart of water resources zoning

一级区：不同地理区域在其水文特征、气候条件、水资源情况、地形要素、国民经济发展状况以及政治环境等方面均存在着明显差异,且现有大中尺度研究多以自然地理区域作为基本单元,加之半岛上主要大江大河的流域面积占比大,因此水资源一级区的划分主要采用地理区域划分与流域水系区划相结合的方法进行界定。
二级区：将一级水资源分区图和中南半岛的流域水系图在ArcGIS10.2软件中进行叠加处理,在各一级水资源区的基础上再进行区划,整理得到二级水资源区。部分流域水系数量较多或者水资源条件迥异的二级水资源区,不仅要考虑到流域水系的走向及分布,同时还要考虑到与已有水资源分区成果的衔接性,确保各分区单元中水系的独立性与完整性。
三级区：在上述水资源二级分区内划分三级区时,依据文献资料,参考中国山地空间范围定量界定与中国数字山地图（1:670万）等研究成果[31,32],选取起伏度、海拔以及坡度三个指标,建立本次分区的山地量化界定指标,最终得到以山区和平原为基本单元的三级区。此次山地划分的具体方法为,对于研究区域内陆地表面选定的某一处地表b,将此处地表的平均海拔记作Hb,平均坡度记作Sb,起伏度记作Rb。当有以下三种情况之一出现时：① 平均海拔Hb>2500 m;② 500 m<Hb<2500 m,同时起伏度Rb>100 m且平均坡度Sb>25°;③ 平均海拔Hb<500 m,同时起伏度Rb>50 m,则将选定的地表区域b划作山地。
此外在水资源分区的过程中,对上述范围做了局部的人工调整。首先,把山地界定范围与地形图、最新遥感影像进行对照比较,确保马来半岛与越南中部等零散山地区域的准确划分;其次,本次分区得到的山区和平原并不都是完全的山区或平原,划分为山区的区域里可能包含有部分平原,而划分为平原的区域中也可能包含有部分山地;最后本次水资源三级分区的单元面积至少达到1000 km2。

3 中南半岛水资源的分区

3.1 水资源分区的命名与编码

在参考中国境内水资源分区命名和编码规则的基础上,结合中南半岛地区的实际情况,制定水资源分区命名与编码规则如下。
一级水资源区按照各地理区域名称进行命名,编码时则依次选用1位英文字母进行编号。具体的编码顺序为：把缅甸作为起点,把越南作为终点,依据流域地理位置,遵循由西至东、由河口至源头的原则依次编码。如若开山水系代码为A。
二级水资源区的命名主要采用区域内的大江大河名称,编码时依次选用1位阿拉伯数字进行编号（见表1）。编码具体的顺序为由西向东、从南至北。如安达曼湾水系-伊洛瓦底江水系代码为B1。
表1 中南半岛水资源二级分区成果

Tab. 1 Results of the second level water resources zones in the Indo-China Peninsula

一级区名称 二级区名称 分布区域 三级区个数
若开山水系(A) 若开山水系(A1) 缅甸 6
安达曼湾水系(B) 伊洛瓦底江(B1) 缅甸 16
钦敦江(B2) 缅甸 10
锡当河(B3) 缅甸 3
萨尔温江(B4) 缅甸 泰国 14
安达曼湾南部(B5) 缅甸 泰国 7
泰国湾水系(C) 泰国湾西南诸河(C1) 泰国 10
湄南河(C2) 泰国 老挝 缅甸 10
泰国湾东南诸河(C3) 泰国 柬埔寨 5
湄公河水系(D) 九龙江平原(D1) 越南 柬埔寨 1
湄公河下游区(D2) 老挝 柬埔寨 越南 9
湄公河中游区(D3) 泰国 老挝 14
湄公河上游区(D4) 缅甸 老挝 泰国 9
北部湾水系(E) 红河(E1) 越南 老挝 6
马江(E2) 越南 老挝 3
越南中部水系(F) 越南中部水系(F1) 越南 14
珠江水系(G) 左江(G1) 越南 1
三级水资源区命名主要参照区域内各大江大河的支流或地理区域等,编码时依次选用2位阿拉伯数字进行编号（表2,见第1426页）。按照从西向东,由南至北的顺序完成整个三级区的编码。如安达曼湾水系-锡当河水系-锡当河山区代码为B302。按照以上规则进行命名与编码,中南半岛水资源一级区、二级区和三级区的编号字符数分别为1、2、4。其中,水资源一级区的编号是由1位大写的英文字母组成;水资源二级区的编号则是由一级区编号与1位阿拉伯数字组合形成;水资源三级区编号由二级区编号和2位阿拉伯数字组合形成。
表2 中南半岛水资源三级分区成果

Tab. 2 Results of the third level water resources zones in Indo-China Peninsula

二级区 三级区 个数
A1
 若开北部平原(01) 若开北部山区(02) 加拉丹河山区(03) 莱谬河山区(04) 博伊努河山区(05) 若开南部山区(06) 6
B1
 伊洛瓦底江三角洲平原(01) 伊洛瓦底江下游山区(02) 勃固山西部山区(03) 伊洛瓦底江下游平原(04) 尧河平原(05) 伊洛瓦底江上游平原(06) 穆河平原(07) 照济河平原(08) 照济河山区(09) 南渡河山区(10) 伊洛瓦江上游山区(11) 密支那平原(12) 莫冈河平原(13) 迈立开江山区(14) 葡萄平原(15) 恩梅开江山区(16) 16
B2
 钦敦江下游平原(01) 钦敦江山区(02) 密达河平原(03) 莱达岭山区(04) 曼尼普尔河山区(05) 密达河山区(06) 玉河平原(07) 钦敦江上游平原(08) 塔奈河平原(09) 塔奈河山区(10) 10
B3 锡当河平原(01) 锡当河山区(02) 勃固山东部山区(03) 3
B4
 萨尔温江平原(01) 扎米河山区(02) 坚河山区(03) 萨尔温江下游山区(04) 延河山区(05) 当翁河山区(06) 南蚌河山区(07) 萨尔温江上游山区(08) 拜河山区(09) 南登河山区(10) 辛河山区(11) 南庞河山区(12) 南卡江山区(13) 莱别山东部山区(14) 14
B5
 土瓦河山区(01) 德林达依沿海山区(02) 德林达依河山区(03) 莱尼亚河山区(04) 安达曼湾东南山区(05) 安达曼湾南部平原(06) 安达曼湾南部山区(07) 7
C1
 桂河平原(01) 比劳山东南山区(02) 桂河山区(03) 奎内河山区(04) 泰国湾西北平原(05) 泰国湾西部山区(06) 泰国湾西部平原(07) 泰国湾西南山区(08) 泰国湾西南平原(09) 泰国湾南部山区(10) 10
C2
 湄南河平原(01) 巴塞河平原(02) 巴塞河山区(03) 湄南河下游山区(04) 宾河山区(05) 难河山区(06) 永河山区(07) 旺河山区(08) 宾河平原(09) 旺河平原(10) 10
C3
 班巴功河平原(01) 班巴功河山区(02) 泰国湾东北部平原(03) 泰国湾东部山区(04) 泰国湾东南平原(05) 5
D1 九龙江平原(01) 1
D2
 洞里萨平原(01) 洞里萨山区(02) 湄公河下游平原(03) 湄公河下游山区(04) 公河平原(05) 公河山区(06) 桑河平原(07) 桑河山区(08) 斯雷博河平原(09) 9
D3
 色敦河平原(01) 色敦河山区(02) 湄公河中游山区(03) 蒙河平原(04) 蒙河山区(05) 锡河平原(06) 锡河山区(07) 湄公河中游平原(08) 色邦亨河平原(09) 色邦亨河山区(10) 长山北部山区(11) 颂堪河平原(12) 川圹高原东南山区(13) 南俄河山区(14) 14
D4
 湄公河上游平原(01) 湄公河上游山区(02) 南康河山区(03) 南森河山区(04) 南乌江山区(05) 南塔河山区(06) 英河山区(07) 科克河山区(08) 南莱河山区(09) 9
E1 红河平原(01) 红河下游山区(02) 太平江山区(03) 沱江山区(04) 红河山区(05) 广宁山区(06) 6
E2 马江平原(01) 朱江山区(02) 马江山区(03) 3
F1
 大江平原(01) 大江山区(02) 越南中北部平原(03) 越南中北部山区(04) 武嘉河-秋盆河平原(05) 武嘉河-秋盆河山区(06) 越南中南平原(07) 越南中南山区(08) 巴江山区(09) 长山东南山区(10) 越南东南平原(11) 西贡河平原(12) 同奈河平原(13) 同奈河山区(14) 14
G1 左江山区(01) 1

3.2 水资源分区的结果

根据上述水资源分区的原则与方法得到中南半岛水资源分区结果,按照需求不同,采取了3级分区的方法,最终中南半岛的水资源区被划分为一级区、二级区（图3,见第1427页）和三级区（图4,见第1427页）。
图3 水资源一级区和二级区示意

注: 该图基于国家自然资源部标准地图服务系统的标准地图（审图号：GS(2016)1663号）制作,底图无修改。

Fig. 3 Schematic diagram of the first and second level water resources zones

图4 水资源三级区示意

注：该图基于国家自然资源部标准地图服务系统的标准地图（审图号：GS(2016)1663号）制作,底图无修改。图中138个编号对应三级区见表2。

Fig. 4 Schematic diagram of the third level water resources zones

中南半岛水资源分区具体成果：一级区共7个（图5,见第1428页）,分别为：若开山水系-A,安达曼湾水系-B,泰国湾水系-C,湄公河水系-D,北部湾水系-E,越南中部水系-F和珠江水系-G。二级区共17个,分别为：若开山水系-A1,伊洛瓦底江-B1,钦敦江-B2,锡当河-B3,萨尔温江-B4,安达曼湾南部-B5,泰国湾西南诸河-C1,湄南河-C2,泰国湾东南诸河-C3,九龙江平原-D1,湄公河下游区-D2,湄公河中游区-D3,湄公河上游区-D4,红河-E1,马江-E2,越南中部水系-F1,左江-G1。三级分区共138个,按英文字母顺序,7个一级区含有的三级区数量分别为6个、50个、25个、33个、9个、14个和1个。具体的划分结果如表1所示。本文在进行中南半岛水资源三级区划分时综合考虑了地形因素与河流水系的分布,结果更贴合实际地反映了中南半岛五国水资源分区特色。水资源分区的单元总量适中,其中山区面积约为115.412万 km2,占研究区陆地面积的60%;平原面积约为77.915万km2,占研究区陆地面积的40%;山区与平原的面积之比约为1.48。
图5 水资源一级区面积

Fig. 5 Area map of the first level water resources zones

4 讨论

在前人研究成果中,水资源分区主要集中在湄公河流域及单一国家尺度上,如李妍清等将柬埔寨全国划分成若干水资源一级区、二级区和三级区[33]。本文则利用基于GIS的流域地形划分方法对中南半岛全境水资源进行分区。与通常的流域、区域级的水资源分区不同,本研究对中南半岛五国进行水资源分区时,一方面要注意到区域内复杂的水资源条件,另一方面还得兼顾跨境流域带来的系列政治影响,在选定具体的分区原则与方法上不仅要注意确保大江大河的统一性,还要考虑到不同地区自然地理、政治环境以及社会发展等方面存在的差异。中南半岛水资源分区的明确,给中南半岛全境水资源的研究提供了基础支撑,有利于未来社会发展下的中南半岛水资源特征研究。本文仅进行了中南半岛水资源研究的基础性工作,其中山区和平原的界定结果存在一定的误差,研究区内包含了许多跨国流域,涉及到跨国流域水资源管理等问题。鉴于此,未来可以继续进行更细致完善的分区,例如在水资源开发利用评价时考虑人口、GDP以及用水等因素,也可在本文的基础上开展以下工作：
（1）摸清中南半岛五国水资源的“家底”,了解中南半岛各分区水资源的基本情况,掌握研究区水资源开发利用现状,进一步分析其用水趋势及用水影响因素,发现水资源开发利用过程中可能存在的问题,实现中南半岛五国水资源供需平衡分析。
（2）对中南半岛五国分别进行水资源分区,同时在分区的基础上进行水资源评价等工作。例如可对越南和老挝等国进行水资源分区,构建其未来社会发展情景下的水资源演变特征,预估水资源变化态势,为保障未来水安全提供数据支撑。
（3）水资源三级区是基于山区和平原进行划分的,因此每个分区单元既包含相关的水文信息又具有一定的地貌特征,可以服务于中南半岛各国的农业区划、水生态功能分区和综合自然区划等。

5 结论

水资源分区可为水资源评价、开发利用、保护与规划建设等工作提供基础的科学支撑,科学合理的分区对于协调区域社会经济发展与生态环境改善具有重要指导意义。本文以中南半岛五国水资源区为研究对象,系统收集了研究区当前的人文历史、经济发展、自然地貌、流域水系以及水文气象等方面的资料,基于文献等大量资料选定中南半岛五国的水资源分区原则和方法,进行了水资源三级分区的划分。
考虑到中南半岛五国复杂的水资源条件,本研究从中南半岛水资源情况实际出发,合理选定了中南半岛水资源分区的原则与方法,建立了中南半岛水资源三级分区指标,开展了中南半岛水资源分区工作。以地理区域、流域水系为依据,将中南半岛划分为7个水资源一级区;以研究区内大江大河的干、支流作为研究对象,将7个水资源一级区划分成17个水资源二级区;以地形特征、河流水系为指标,将17个二级区进一步划分成138个三级区。其中,中南半岛水资源一级区均为国际流域,这表明该地区流域管理需要各国协力配合;138个水资源三级分区中山区单元有87个,面积约为115.412 万km2,占研究区陆地总面积的60%。平原单元51个,面积约为77.915 万km2,占研究区陆地总面积的40%。山区与平原面积之比为1.48,山区单元主要集中在流域的中上游,平原单元主要集中在流域下游以及沿海地区。

匿名评审专家提出的意见和建议对本文的行文安排、数据和图表内容的改进、划分方法检验、结论梳理等方面有很大的帮助,特此感谢。

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