高德軍

(朝陽(yáng)縣水資源辦公室，遼寧 朝陽(yáng) 122000)

水資源可以為農(nóng)作物生長(zhǎng)與人類生存發(fā)展提供所必須的水環(huán)境，且氣候條件和人類活動(dòng)對(duì)水資源時(shí)空分布特征、水環(huán)境質(zhì)量等產(chǎn)生明顯影響。近年來(lái)，受極端天氣事件及全球氣候變暖等因素作用，氣象系統(tǒng)耗散突變概率顯著增大，使得地表徑流聚集、陸面蒸散發(fā)以及降水過(guò)程等發(fā)生較大的變化，這在一定程度上改變了區(qū)域水資源特征[1-4]。

朝陽(yáng)市地處遼西低山丘陵區(qū)，水資源利用以地下水為主，局部地區(qū)的地下水過(guò)度開(kāi)采且水資源浪費(fèi)嚴(yán)重，此外水資源存在邊際效益低、可開(kāi)發(fā)總量少、開(kāi)采成本高等特點(diǎn)。工礦產(chǎn)業(yè)及資源開(kāi)發(fā)與工業(yè)用水基本匹配，境內(nèi)水生態(tài)功能和水環(huán)境承載力呈下降趨勢(shì)，該區(qū)域地下水開(kāi)采程度較低且地表水資源極為匱乏。隨著人口規(guī)模的擴(kuò)大及社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，水資源短缺逐漸成為限制其經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)鍵因素，為促進(jìn)區(qū)域發(fā)展必須合理綜合利用水資源，通過(guò)加強(qiáng)水源管理和水環(huán)境保護(hù)實(shí)現(xiàn)水資源的可持續(xù)利用。根據(jù)水資源可持續(xù)發(fā)展和水生態(tài)文明建設(shè)要求，全面了解水資源利用現(xiàn)狀及其變化趨勢(shì)為充分利用當(dāng)?shù)厮Y源，減少水環(huán)境污染和水資源浪費(fèi)，協(xié)調(diào)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展與水資源空間分布等提供理論依據(jù)，為發(fā)揮水資源價(jià)值及綜合利用水資源的重要依據(jù)，其中系統(tǒng)客觀的掌握水資源情況為實(shí)現(xiàn)可持續(xù)利用的基本條件[5-7]。

1 水資源利用現(xiàn)狀

依據(jù)2019年水資源公報(bào)，朝陽(yáng)市全年總用水量45 617.0萬(wàn)m3，其中農(nóng)田灌溉、居民生活、林牧漁畜、工業(yè)生產(chǎn)、城鎮(zhèn)公共和生態(tài)環(huán)境用水量19 475.0、8 909.1、7 211.8、5 893.5、3 245.7、881.9萬(wàn)m3。大凌河、老哈河、小凌河、青龍河流域的分區(qū)用水量依次為36 749.4、3 539.0、2 965.6、2 363.0萬(wàn)m3。2019年總供水量45 617.0萬(wàn)m3，其中污水回用量、地表和地下水供水量為1 524.9、4 362.1、39 730.0，所占比例為3.3%、9.6%和87.1%。此外，地表水供水量中提水、引水和蓄水工程供水量為515.0、1 383.7、2 463.4萬(wàn)m3，占地表供水量11.8%、31.7%、56.5%。2018年各行政分區(qū)的供、用水統(tǒng)計(jì)情況，朝陽(yáng)市水資源利用狀況，見(jiàn)表1。

表1 朝陽(yáng)市水資源利用狀況 萬(wàn)m3

從表1可知，朝陽(yáng)地區(qū)存在著結(jié)構(gòu)性水資源利用矛盾，居民生活和生態(tài)環(huán)境被農(nóng)業(yè)用水?dāng)D占問(wèn)題突出。為改善城市生態(tài)環(huán)境應(yīng)適當(dāng)增加部分生態(tài)用水，通過(guò)減少工業(yè)和農(nóng)業(yè)用水量實(shí)現(xiàn)水資源的綜合利用。

2 水資源變化趨勢(shì)

2.1 降水資源

朝陽(yáng)市2019年平均降水量482.3mm，較上年增加27.5%，折合徑流深95.3億m3，自南向北降水量總體呈逐漸增加的趨勢(shì)。其中，北票市年降水量最大為531.8mm，其次為凌源市的518.9mm，降水量最小區(qū)為建平縣414.1mm。結(jié)合2014-2019年水資源公報(bào)，利用回歸多項(xiàng)式擬合分析該區(qū)域降水量數(shù)據(jù)。朝陽(yáng)市降水量變化趨勢(shì)圖，見(jiàn)圖1。

圖1 朝陽(yáng)市降水量變化趨勢(shì)圖

根據(jù)圖1可知，朝陽(yáng)地區(qū)年際降水量存在較大變化，2014-2019年降水序列最大與最小值相差255.7mm，變異系數(shù)0.42，標(biāo)準(zhǔn)差80.47mm，年降水量較多年平均值的變化率為-32.3%-20.8%。結(jié)果顯示，年降水量呈上升-下降-上升的變化特征，其周期性變化較為明顯，降水量變化周期以4-5a為主。

2.2 地表水資源

大氣降水為朝陽(yáng)地區(qū)水資源的主要來(lái)源，所以氣候變化對(duì)地表水的影響較為顯著，二者存在較強(qiáng)的相關(guān)性，降水量與地表水相關(guān)曲線，見(jiàn)圖2。可見(jiàn)，地表水相對(duì)豐富、匱乏的年份降水量就較多或較少，大氣降水在很大程度上決定了地表水量。

圖2 降水量與地表水相關(guān)曲線

然后利用回歸多項(xiàng)式擬合分析該區(qū)域的地表水?dāng)?shù)據(jù)，擬合地表水變化趨勢(shì)圖，見(jiàn)圖3。地表水資源與降水量年際變化基本相同，2014-2019年地表水序列最大與最小值相差3.85×108m3，變異系數(shù)為2.7，標(biāo)準(zhǔn)差1.58×108m3，地表水較多年平均值的變化率為-25.0%-12.7%。

圖3 地表水變化趨勢(shì)圖

考慮到大氣降水為地表水主要供給來(lái)源的實(shí)際情況，大氣降水變化趨勢(shì)與地表水資源量具有相同的變化特征。通過(guò)對(duì)比分析發(fā)現(xiàn)，地表水與降水量變化特征基本一致，也呈現(xiàn)出先上升后下降再上升的趨勢(shì)，但地表水的變化幅度較降水量有所減少，由此表明二者存在非線性關(guān)系，除轉(zhuǎn)化為地表水外降水量大部分用于地下水補(bǔ)給、蒸散發(fā)消耗及河道徑流等。

2.3 地下水資源

朝陽(yáng)地區(qū)城鎮(zhèn)生活和工農(nóng)業(yè)用水主要來(lái)源于地下水資源供給，該區(qū)域具有較豐富的地下水資源，但總體處于較低的開(kāi)發(fā)利用程度，所以合理開(kāi)發(fā)地下水對(duì)緩解緊張的供水矛盾具有重要意義[8]?？偠灾?yáng)市地下水資源處于相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)，年際變化較低，變化率較多年平均值為-13.96%-11.80%。朝陽(yáng)市地下水資源統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，見(jiàn)表2。隨著對(duì)地下水的持續(xù)開(kāi)發(fā)利用將使得地下水位不斷下降，從而形成大尺度降落漏斗，地下水儲(chǔ)蓄量呈不斷下降趨勢(shì)，地下水變化趨勢(shì)圖，見(jiàn)圖4。

表2 朝陽(yáng)市地下水資源統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)

圖4 地下水變化趨勢(shì)圖

根據(jù)圖4可知，朝陽(yáng)地區(qū)的地下水年均下降速率達(dá)到0.56×108m3，進(jìn)一步分析引起該變化的原因?yàn)椋旱叵滤Y源受開(kāi)采量的不斷增加而逐漸下降；此外，由于降水補(bǔ)給量的減少使得地下水資源不斷減少。

2.4 水資源總量

扣除重復(fù)計(jì)算部分后的地表水與地下水之和等于水資源總量，結(jié)合以上計(jì)算結(jié)果，地下水逐年下降速率為0.56×108m3，地表水周期性變化與降水量基本相同[9]。因此，這兩種因素的綜合作用使得水資源總量呈不斷下降趨勢(shì)，朝陽(yáng)市總水資源統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，朝陽(yáng)市總水資源統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，見(jiàn)表3。利用回歸多項(xiàng)式擬合分析該區(qū)域的水資源總量數(shù)據(jù)，地下水變化趨勢(shì)圖，見(jiàn)圖5。

表3 朝陽(yáng)市總水資源統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)

圖5 地下水變化趨勢(shì)圖

研究表明，朝陽(yáng)地區(qū)總水資源量呈先上升后下降再上升的變化趨勢(shì)，但整體呈下降趨勢(shì)?？梢?jiàn)，地表水資源與水資源總量具有相似的變化趨勢(shì)，但二者的波動(dòng)幅度有所差異，其原因?yàn)榈叵滤示€性下降趨勢(shì)且對(duì)總水資源量的貢獻(xiàn)較大。隨著社會(huì)的發(fā)展和人口的激增，朝陽(yáng)市工農(nóng)業(yè)與生活用水量急劇增大，水資源將面臨著更加嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，水系統(tǒng)承載負(fù)荷逐漸增高，用水緊張和供給矛盾等問(wèn)題更加突出。

2.5 對(duì)策建議

水資源的開(kāi)發(fā)利用主要與水資源量、污水處理率、第三產(chǎn)業(yè)比重、降水量等因素相關(guān)，同時(shí)受海域耗水量、GDP增長(zhǎng)率、人口自然增長(zhǎng)率等影響。根據(jù)朝陽(yáng)地區(qū)水資源現(xiàn)狀及其變化規(guī)律，為更加合理的利用有限的水資源可采取以下有效措施：

1)推動(dòng)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整提高用水率，結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際情況優(yōu)化調(diào)整三產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，盡可能降低萬(wàn)元GDP耗水量以及提升朝陽(yáng)市企業(yè)重復(fù)用水率。

2)加快供水管網(wǎng)改造工程建設(shè)和節(jié)水器具、設(shè)備的普及，提升居民節(jié)水意識(shí)減少水資源浪費(fèi)，優(yōu)化調(diào)整生活用水定額和水價(jià)。

3)構(gòu)建節(jié)水管理體制和節(jié)水責(zé)任制，充分考慮各行政區(qū)阥程度重新調(diào)整或制定行業(yè)用水定額；加強(qiáng)澆灌節(jié)水技術(shù)、抗旱作物研究，推動(dòng)節(jié)水改造和骨干灌區(qū)線工程建設(shè)，提高渠系配套率和防滲率，實(shí)施入河口排入控制及河道整修防滲治理工程。

4)強(qiáng)調(diào)水環(huán)境保護(hù)與水污染控制，轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的污水治理策略發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)，從根本上解決水環(huán)境點(diǎn)、面源污染問(wèn)題；對(duì)耗水量大、污水排放量多的化工企業(yè)實(shí)行嚴(yán)格控制，限制工業(yè)密集帶沿河、沿江建設(shè)；為實(shí)現(xiàn)朝陽(yáng)市各主城區(qū)沿河污染的有效控制實(shí)施排污口改道措施，通過(guò)集中處理生活垃圾和水上航運(yùn)污染保護(hù)水體環(huán)境。

3 結(jié) 論

水資源是促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、提高生活質(zhì)量和生態(tài)保護(hù)的重要資源，也是實(shí)現(xiàn)國(guó)家糧食、生態(tài)與飲水安全的保障。長(zhǎng)期以來(lái)朝陽(yáng)地區(qū)面臨著嚴(yán)峻的缺水問(wèn)題，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展及人口的持續(xù)擴(kuò)張，水生態(tài)惡化、地下水超載等問(wèn)題日趨顯露，優(yōu)化配置和綜合利用有限的水資源極為重要。通過(guò)分析該區(qū)域水資源現(xiàn)狀及其變化趨勢(shì)，得出的結(jié)論如下：

1)朝陽(yáng)地區(qū)存在著結(jié)構(gòu)性水資源利用矛盾，農(nóng)業(yè)用水?dāng)D占生態(tài)環(huán)境用水和居民生活用水問(wèn)題突出，為改善城市生態(tài)環(huán)境應(yīng)適當(dāng)增加生態(tài)用水、調(diào)整工業(yè)和農(nóng)業(yè)用水。大氣降水為朝陽(yáng)市地表水的主要供給來(lái)源，該區(qū)域降水量總體呈先增大后減小再增加的趨勢(shì)，周期性變化較為明顯，降水量變化周期以4-5a為主。

2)地下水年均下降速率達(dá)到0.56×108m3，其原因?yàn)榈叵滤Y源受開(kāi)采量的不斷增加而逐漸下降，且降水補(bǔ)給量的減少使得地下水資源不斷減少。該區(qū)域總水資源量呈先上升后下降再上升的變化趨勢(shì)，但整體呈下降趨勢(shì)，為促進(jìn)生態(tài)環(huán)境、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)與區(qū)域水資源的協(xié)調(diào)持續(xù)利用，應(yīng)采取保護(hù)水生態(tài)環(huán)境、發(fā)展節(jié)水型工業(yè)和減少農(nóng)業(yè)用水總量等措施，提倡中水、微咸水資源化及高效節(jié)水灌溉技術(shù)的推廣應(yīng)用等。