氣候變化中的區(qū)域水資源演變規(guī)律及對(duì)策

井 涌

（陜西省水文水資源勘測(cè)局，710068，西安）

不僅在我國(guó)，全球范圍內(nèi)從氣候變化到水資源演變，再到自然災(zāi)害的發(fā)生大都表現(xiàn)出同步響應(yīng)的事實(shí)。與我國(guó)同處亞洲的日本，在1897—1997年約100年間，從1976年后的降水量明顯減少，1956—1995年的后20年水資源量也明顯小于前20年水資源量。特別是1994年日本列島發(fā)生嚴(yán)重旱災(zāi)，全日本范圍內(nèi)極端少雨的異常缺水。1995年發(fā)生阪神淡路大地震，130萬戶人家遭受長(zhǎng)達(dá)90天的斷水。這種氣候—水資源—自然災(zāi)害基本一致響應(yīng)的情況與陜西省同時(shí)期發(fā)生的情況非常相似。

一、近50年陜西“氣候—水資源—自然災(zāi)害”響應(yīng)變化的客觀事實(shí)

1.氣候（降水量主導(dǎo)因子）變化

陜西水資源主要來自當(dāng)?shù)亟邓?956—2008年的53年間，全省兩大流域和三大自然地理區(qū)年降水量總體呈現(xiàn)約10年豐枯間隔波動(dòng)減少的趨勢(shì)。20世紀(jì)70年代和90年代全省降水量比多年平均普遍偏少，90年代偏少最為劇烈。80年代全省降水量普遍偏大，長(zhǎng)江流域部分地區(qū)偏大幅度較大。60年代降水量除個(gè)別區(qū)域偏小外，其余皆稍偏大。

全省降水量最大20世紀(jì)80年代與最小90年代的減幅達(dá)127.5mm。黃河流域50年代最大575.9mm，與最小90年代460.6mm減幅高達(dá)115.3mm；長(zhǎng)江流域80年代最大1002.6mm，與最小90年代811.2mm減幅達(dá)191.4mm。

21世紀(jì)前9年的2000—2008年，全省、黃河及長(zhǎng)江流域除2003年和2007年是豐水年或偏豐水年外，其余7年多為偏枯和枯水年份，形成自20世紀(jì)90年代以來連續(xù)20余年的枯水期。

2.水資源隨降水量響應(yīng)的減量變化規(guī)律

全省和各流域片除個(gè)別年份外，其地表水、地下水和水資源總量基本都響應(yīng)降水量的豐枯總體呈減量變化態(tài)勢(shì)。地表水變化表現(xiàn)更明顯。

1956—2000年45年的多年平均全省水資源總量423.3億m3，與1956—1979年的24年平均比較減少18.8億m3，其中黃河流域減少 11.7億m3，長(zhǎng)江流域減少7.1億m3，全省地表水、地下水資源分別減少23.8億 m3和34.3 億 m3。

20世紀(jì)70、90年代降水量、地表水減少，且地表水減幅大于降水量減幅；60和80年代降水量和地表水增加，地表水增幅大于降水量增幅；90年代降水量最小、減幅最大，同樣地表水資源量也最小、減幅也最大。2000—2008年全省、黃河及長(zhǎng)江流域除2003年和2005年地表水資源量均高于其多年均值外，其余7年均為小于多年均值的少水年份。

研究認(rèn)為，黃河上中游河川徑流水文周期平均在70～80年。在1470—2007年的538年間存在7個(gè)水文周期，11個(gè)連續(xù)枯水段，連續(xù)10年以上枯水段約70年出現(xiàn)一次，比較嚴(yán)重枯水段有1481—1491年、1627—1641年和1922—1932年3次，1969—1982年和1985—2007年為第7個(gè)水文周期中的2個(gè)連續(xù)枯水段，且為11個(gè)連續(xù)枯水段中枯水連續(xù)時(shí)間最長(zhǎng)23年和程度最劇烈之首。2013年前仍可能處于第7個(gè)水文周期的枯水期。

渭河流域華縣水文站1919—2005年的87年間實(shí)測(cè)年徑流量20世紀(jì)30年代前為少水期，30年代后期開始，連跨40、50、60年代30余年為多水期（其中僅有7年為少水期）。從20世紀(jì)70年代起至21世紀(jì)前5年，經(jīng)過80年代6個(gè)、70年代2個(gè)多水年份，又進(jìn)入一個(gè)大跨度的少水期，其中90年代后為一個(gè)較長(zhǎng)的連續(xù)少水期 （僅2003年一年為多水期），90年代衰減最為劇烈。數(shù)值上從60年代平均最大100億m3減為90年代以來的約40億m3。消除人類活動(dòng)影響，90年代與 1922—1932年枯水程度相當(dāng)。

華縣站87年實(shí)測(cè)年徑流量各年代時(shí)段內(nèi)豐枯結(jié)構(gòu)特征：20世紀(jì)50、60年代各年徑流量均大于50億m3，70年代多水與少水年份出現(xiàn)較均衡，80年代多水年份多而集中，90年代后僅出現(xiàn)1年大于70億m3（2003年93.4 億 m3）， 出 現(xiàn) 1995、1997、2001、2002年4次小于30億m3的小水年。最大187.6億m3(1964年)比最小16.8億 m3（1997 年）高出 11 倍。

3.自然災(zāi)害的響應(yīng)變化事實(shí)

1956—2008年的53年間，省境內(nèi)連枯連旱和極端干旱年份出現(xiàn)頻率增高的 “氣候—水資源—自然災(zāi)害”響應(yīng)事實(shí)明顯。20世紀(jì)90年代為干旱最嚴(yán)重的旱災(zāi)期。90年代全省平均每年有250天處于干旱狀態(tài)，渭河、漢江均出現(xiàn)有水文記載以來的斷流現(xiàn)象。1995年和1997年是最典型的兩個(gè)旱災(zāi)年。

1995年關(guān)中地區(qū)出現(xiàn)了接近1928年的大旱，漢江及其支流幾近斷流。1997年是從1994年開始連續(xù)4年的持續(xù)干旱年，從4月下旬開始的100余天時(shí)間里，大部分地方降水偏少 5～9 成，氣溫偏高 3～6℃，比大旱的1995年還高1.2℃，西安等地極限高溫長(zhǎng)達(dá)近40天。涇、洛、渭等主要河流達(dá)到或接近歷史最枯流量，漢江部分河段斷流60多天。400多座中小型水庫(kù)干涸，4.6萬眼機(jī)井吊空。

二、水是陜西應(yīng)對(duì)氣候變化背景下可持續(xù)發(fā)展難點(diǎn)中的核心問題

1.水資源總量“緊缺”制約全省可持續(xù)發(fā)展

陜西三大自然區(qū)優(yōu)勢(shì)資源可持續(xù)開發(fā)及經(jīng)濟(jì)社會(huì)與生態(tài)環(huán)境保護(hù)的可持續(xù)發(fā)展最大的制約在于缺水。全省水資源總量423.3億m3，其中地表水396.4億m3，地下水 130.8億 m3。陜北、關(guān)中、陜南三大自然區(qū)水資源總量分別為 40.4億 m3、82.3億 m3和300.6 億 m3。

全省水資源總量和人均水資源量在全國(guó)均排第19位，總量是全國(guó)水資源總量 28412億 m3的 1.5%。人均、單位耕地水資源總量1162m3和8820 m3／hm2， 分別是全國(guó)平均水平3.294 萬、2.156 萬m3／hm2的53%和41%。

從人均看，陜西全省屬人均高于1000 m3低于1667 m3的水資源緊缺省份，但黃河流域的關(guān)中地區(qū)屬人均低于500 m3的“絕對(duì)貧水”區(qū)域，陜北屬“貧水”地區(qū)。分析預(yù)測(cè)，現(xiàn)狀水平年渭河流域需水73億m3，在強(qiáng)化節(jié)水情況下遠(yuǎn)期需水將達(dá)到81億m3，陜北能源化工基地及周邊地區(qū)現(xiàn)狀需水10億m3，遠(yuǎn)期需水達(dá)到24億m3，加之水生態(tài)環(huán)境的干化、惡化，缺水成為陜西經(jīng)濟(jì)社會(huì)中心發(fā)展區(qū)域優(yōu)勢(shì)資源開發(fā)利用的嚴(yán)重制約。

2.陜西省水資源5個(gè)突出本底不利條件

（1）水資源時(shí)空分布極不均衡，水土資源分布與需求不匹配、不協(xié)調(diào)

省內(nèi)水資源與土地資源、經(jīng)濟(jì)布局不匹配。平原、耕地、人口和經(jīng)濟(jì)社會(huì)重心在黃河流域，水在長(zhǎng)江流域，黃河流域又重在關(guān)中地區(qū)，陜北水土資源承載力有限且十分脆弱。黃河流域面積占全省2/3，經(jīng)濟(jì)總量占全省82%，灌溉面積占全省83%，但水資源量?jī)H占27.4%，水資源供給緊張，直接導(dǎo)致生態(tài)環(huán)境惡化。隨著“大關(guān)中城市群”概念的提出與實(shí)施和陜北能源化工基地建設(shè)的快速發(fā)展，其未來用水需求的較快增長(zhǎng)或?qū)ΡＷC程度的要求之高是必然的趨勢(shì)。

水資源年內(nèi)分配集中在汛期，黃河流域汛期地表水一般占全年70%左右，長(zhǎng)江流域占60%左右。年際地表水量變化幅度也較大，1964年全省地表水 847億 m3，1997年僅 169億m3，極值比4.9倍，個(gè)別地區(qū)如陜北皇甫川極值比達(dá)22.3。時(shí)空分布不均對(duì)開發(fā)利用造成很大困難。

（2）主產(chǎn)水區(qū)在境內(nèi)，而主用水區(qū)在省外

陜南長(zhǎng)江流域的丹江漢江，黃河流域伊洛河的主產(chǎn)水區(qū)在陜西境內(nèi)的上游山區(qū)，而主用水區(qū)在省外的平原區(qū)。丹江漢江和陜南巴山自產(chǎn)地表水300多億m3，占南水北調(diào)中線丹江口水庫(kù)入庫(kù)水量的70%以上，伊洛河陜西境內(nèi)靈口水文站多年平均徑流量近6億m3，但省內(nèi)上游山區(qū)經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)，又承擔(dān)水源保護(hù)區(qū)的重任，當(dāng)?shù)刈援a(chǎn)水難以開發(fā)利用。

（3）河流泥沙含量高

陜西境內(nèi)黃河流域水土流失嚴(yán)重，年河流輸沙量6.58億t，占黃河干流三門峽斷面以上總輸沙量的1/2，區(qū)域內(nèi)除個(gè)別河流泥沙較少外，大部分河流含沙量都很大，平均達(dá)100kg/m3，窟野河、無定河、北洛河達(dá)300 kg/m3，最大達(dá)到1100～1700 kg/m3。泥沙嚴(yán)重影響水庫(kù)的使用壽命，據(jù)統(tǒng)計(jì)近50年來，黃河流域總計(jì)損失庫(kù)容40億m3以上，與全省目前總庫(kù)容相當(dāng)。

（4）封閉內(nèi)聚的環(huán)境構(gòu)架，決定了渭河關(guān)中盆地四周山區(qū)環(huán)境好，中部平原環(huán)境差的污染分布環(huán)境

渭河關(guān)中盆地南北兩岸各支流的降雨、徑流量均由南向北或由北向南、兩山向平原遞減，山區(qū)的產(chǎn)匯流區(qū)和平原區(qū)的排泄區(qū)具有強(qiáng)烈水力聯(lián)系的水環(huán)境整體性特點(diǎn)，決定了盆地四周山區(qū)環(huán)境好，中部平原環(huán)境差的污染分布環(huán)境。

（5）陜北生態(tài)環(huán)境脆弱，區(qū)內(nèi)自產(chǎn)水資源開發(fā)利用極其有限

陜北地區(qū)地表水、地下水存在更強(qiáng)烈的水力聯(lián)系，且與生態(tài)環(huán)境密切關(guān)聯(lián)，開發(fā)不當(dāng)可能出現(xiàn)嚴(yán)重的生態(tài)環(huán)境災(zāi)難。因此，應(yīng)以水資源總量控制陜北地區(qū)水資源的開發(fā)。

三、對(duì)策與建議

1.建設(shè)全省水資源安全供給工程保障體系

供水水源工程，特別是蓄水工程調(diào)劑河流來水豐枯，是確保安全供水的剛性條件。但關(guān)中地區(qū)仍以地下水供給，陜南、陜北仍以引水工程為主的地表水供給為主。全省現(xiàn)狀地下水設(shè)施供水能力44.6億m3已達(dá)可開采量上限，蓄、引、提地表水工程供水能力60.8億m3占全省地表水可利用量的44.8%，而剩余地表水可利用量主要分布在陜南地區(qū)，必須實(shí)施省內(nèi)帶有蓄水工程的南水北調(diào)工程，統(tǒng)籌調(diào)蓄調(diào)度長(zhǎng)江、黃河流域水量，才能確保全省兩大流域平穩(wěn)渡過枯水期。

在全面考慮全省黃河、長(zhǎng)江流域，陜北、關(guān)中、陜南地區(qū)的水資源條件，用水歷史和現(xiàn)狀，尤其是未來發(fā)展用水的需求變化情況，水利部門已提出了包括實(shí)施省內(nèi)南水北調(diào)——引漢濟(jì)渭、引紅濟(jì)石、引乾濟(jì)石工程等在內(nèi)的全省水資源開發(fā)利用總體配置規(guī)劃和工程布局。

應(yīng)千方百計(jì)加強(qiáng)前期工作投入力度，積極推進(jìn)早日建成全省水資源安全供給工程保障體系。科學(xué)合理調(diào)控用水，加強(qiáng)以渭河流域?yàn)橹袠械年兾骶硟?nèi)長(zhǎng)江、黃河流域水量一體化調(diào)度前期規(guī)劃工作。

2.將生態(tài)環(huán)境用水整體納入全省水資源優(yōu)化配置大格局，全面配置水資源

生態(tài)環(huán)境的良性恢復(fù)和保持是可持續(xù)發(fā)展的保障基礎(chǔ)。經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和生態(tài)環(huán)境保護(hù)用水需求的配置不可偏廢一方。要高度重視生態(tài)環(huán)境用水，將生態(tài)環(huán)境用水與經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展用水整體納入全省水資源優(yōu)化配置的大格局之中。配置生態(tài)環(huán)境用水時(shí)，應(yīng)優(yōu)先預(yù)留河道內(nèi)基本生態(tài)環(huán)境需水，再配置河道外生態(tài)環(huán)境需水。利用陜南豐沛水資源的先天優(yōu)勢(shì)調(diào)水入關(guān)中和開發(fā)利用黃河干流水，置換或轉(zhuǎn)移水權(quán)，以當(dāng)?shù)貜搅餍栽蚨位厮葹樗?，分別配置陜北、關(guān)中、陜南三大自然區(qū)河道內(nèi)、外生態(tài)環(huán)境的用水。

3.加強(qiáng)氣象水文監(jiān)測(cè)，及時(shí)準(zhǔn)確做好水情旱情中短期預(yù)報(bào)，為應(yīng)對(duì)干旱枯水提供高效信息支撐

整合氣象、水利部門的監(jiān)測(cè)信息資源。一方面，在繼續(xù)作好洪水預(yù)報(bào)，為防汛抗洪服務(wù)的同時(shí)，力爭(zhēng)提高洪水預(yù)報(bào)精度、延長(zhǎng)洪水預(yù)報(bào)期，為洪水利用、調(diào)洪蓄洪，洪水資源化提供預(yù)警時(shí)間；另一方面，轉(zhuǎn)變觀念，切實(shí)重視旱情和枯季河川徑流及地下水可開采量的預(yù)報(bào)工作。加大政府資金投入力度，盡早建成全省土壤墑情及旱情的監(jiān)測(cè)、預(yù)報(bào)、預(yù)警網(wǎng)絡(luò)體系，以及抗旱調(diào)水水源工程的調(diào)度指揮組織體系。

[1]陜西省水文水資源勘測(cè)局，等.陜西省水資源調(diào)查評(píng)價(jià)[R].2008.

[2]陜西省水利電力勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，等.陜西省水資源開發(fā)利用情況調(diào)查評(píng)價(jià)[R].2007.

[3]陜西省水利廳.陜西省黃河流域水資源配置規(guī)劃[R].2007.

[4]井涌.近50年陜西省水資源變化情勢(shì)及對(duì)策[J].中國(guó)水利，2008（7）.

[5]井涌.無定河徑流一致性及人類活動(dòng)定量影響分析[M].//中國(guó)水利學(xué)會(huì)水生態(tài)監(jiān)測(cè)與分析論文集.2008.

[6]吳濃娣譯.日本全國(guó)水資源綜合規(guī)劃[M].北京：中國(guó)水利電力出版社，2002.

[7]畢慈芬，郭崗，沈梅，等.1933—2007年黃河上中游連續(xù)枯水段的研究[J].水文，2009（4）.