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        朝陽市水資源量變化規(guī)律研究

        2020-10-12 12:08:10高德軍
        黑龍江水利科技 2020年9期
        關(guān)鍵詞:朝陽市朝陽降水量

        高德軍

        (朝陽縣水資源辦公室,遼寧 朝陽 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,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)的地下水過度開采且水資源浪費(fèi)嚴(yán)重,此外水資源存在邊際效益低、可開發(fā)總量少、開采成本高等特點(diǎn)。工礦產(chǎn)業(yè)及資源開發(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),朝陽市全年總用水量45 617.0萬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m3。2019年總供水量45 617.0萬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,朝陽市水資源利用狀況,見表1。

        表1 朝陽市水資源利用狀況 萬m3

        從表1可知,朝陽地區(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)。朝陽市降水量變化趨勢(shì)圖,見圖1。

        圖1 朝陽市降水量變化趨勢(shì)圖

        根據(jù)圖1可知,朝陽地區(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

        大氣降水為朝陽地區(qū)水資源的主要來源,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,見圖2??梢?,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

        朝陽地區(qū)城鎮(zhèn)生活和工農(nóng)業(yè)用水主要來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發(fā)利用程度,所以合理開發(fā)地下水對(duì)緩解緊張的供水矛盾具有重要意義[8]??偠灾柺械叵滤Y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%。朝陽市地下水資源統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),見表2。隨著對(duì)地下水的持續(xù)開發(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,見圖4。

        表2 朝陽市地下水資源統(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),朝陽市總水資源統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),朝陽市總水資源統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),見表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,見圖5。

        表3 朝陽市總水資源統(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)??梢姡乇硭Y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題更加突出。

        2.5 對(duì)策建議

        水資源的開發(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),盡可能降低萬元GDP耗水量以及提升朝陽市企業(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)期以來朝陽地區(qū)面臨著嚴(yán)峻的缺水問題,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。大氣降水為朝陽市地表水的主要供給來源,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。

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