呂梁市地表徑流資源特性分析

席愛萍

(山西省呂梁市水文水資源勘測分局，山西呂梁033000)

呂梁市位于黃河中游山西省西部化北隆起臺地，面積21095 km2，約占全省總面積的13.5%。呂梁市山多川，十年九旱，水資源十分匱乏，使得工業(yè)、農(nóng)業(yè)、城鎮(zhèn)生活用水只能靠大量開采地下水度日。地下水大量開采的同時，又不能得到地表徑流的充足補充，致使近幾年地下水位連年下降。如不合理有效地利用地表水資源，我區(qū)的水資源會越來越緊張。因此，摸清地表徑流資源的狀況及其相互關(guān)系，對于因地制宜地發(fā)展工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，促進呂梁地區(qū)的經(jīng)濟建設(shè)具有十分重要的意義。

1 徑流資源現(xiàn)狀

據(jù)2010年統(tǒng)計，呂梁市水資源總量為11億m3，地表水為7億m3，地下水為9億m3，二者重復量為5億m3，全市用水總量為 4.5億m3，地表水為 2億m3，占總用水量的45.0%;地下水為2.5億m3，占總用水量的55.0%，全市人均用水量122m3，畝均用水量160m3，城鎮(zhèn)人均生活用水量106 L/d，農(nóng)村人均生活用水量43 L/d。

1.1 主要水系分布

呂梁市屬黃河流域，以呂梁山為界可分為黃河和汾河兩大水系，黃河水系在呂梁山脈東部，面積13760 km2，主要河流有嵐漪河、蔚汾河、湫水河、三川河、屈產(chǎn)河等。該區(qū)屬丘陵溝壑區(qū)，區(qū)內(nèi)黃土廣布，溝壑縱橫，森林植被差，水土流失嚴重。近年來水土保持步伐不斷加快，水土流失有所減輕，生態(tài)環(huán)境有所好轉(zhuǎn)。汾河水系在呂梁山脈東部，面積7228 km2，主要河流有嵐河、文峪河、磁窯河、雙池河等。該區(qū)屬丘陵盆地區(qū)，區(qū)內(nèi)地勢較為平坦，氣候溫和，上游植被好，下游土質(zhì)肥沃，有較好的水利灌溉設(shè)施，是呂梁市糧棉基地。

1.2 地表徑流的影響因素

1.2.1 自然因素

氣候因素對徑流的影響，主要是降水和蒸發(fā)。我市降水、徑流、蒸發(fā)分布規(guī)律基本一致，均以呂梁山脊一線為高值區(qū)向東西兩側(cè)遞減，形成降雨、蒸發(fā)相對的高低值中心。地形對地表徑流的影響包括兩個方面，一是通過對氣候因素的影響間接影響地表徑流的形成，另一方面地形的坡度和切割程度直接影響地表徑流的形成。因為山地不但多雨而且坡陡河網(wǎng)發(fā)育，所以山區(qū)比同降水量的平原地區(qū)有更多的地表徑流量。地表巖石性質(zhì)對地表徑流的形成也有一定的影響，巖石透水性和水蝕性強的地區(qū)比同降水量巖石透水性小的地區(qū)地表徑流小。我市蘆芽山南部即交口縣到離石市以東廣大山區(qū)以東部地區(qū)屬透水性和水蝕性很強的分布區(qū)，地面徑流大多補給了地下水，形成了下游排泄點的泉水出露。第三紀紅土層主要分布在黃河沿岸湫水河以北的臨縣、興縣境內(nèi)，透水性較小。第四紀黃土層分布在黃河沿岸，湫水河流域以南地區(qū)和汾陽、文水、交城、孝義平川地區(qū)，透水性大。植被對地表徑流也有一定的影響。植被增大了地面糙度，截留了雨水并延緩徑流急速下泄增加徑流入滲率。同時，森林植被對調(diào)節(jié)徑流，涵養(yǎng)水源，減少土壤侵蝕，降低河流含沙量作用也十分顯著。

1.2.2 人為因素

人類活動也是影響地表徑流的因素之一。隨著人類改造自然活動的廣泛深人開展，這種作用越來越大。目前，我市現(xiàn)有大中型水庫8座，小型19座，總計蓄水能力3億m3，興利庫容1.39億m3。這些工程不僅攔蓄了洪水徑流，削減了洪峰，而且由于發(fā)展灌溉，使河川的年徑流量減少，年內(nèi)分配趨于均勻。大規(guī)模的植被建設(shè)、農(nóng)田基本建設(shè)以及截流蓄水工程建設(shè)等水土流失綜合治理措施，也通過對地表微地形、植被覆蓋等因素的改變，對地表徑流的產(chǎn)生、流動過程產(chǎn)生影響。

1.3 地表徑流資源的分布

1.3.1 空間分布

地表徑流資源的空間分布與降雨的空間分布大體是一致的，徑流的高低區(qū)分布與多雨區(qū)彼此相互呼應。多年徑流等值線有其對應的等雨線，如50 mm等徑流線與500 mm、550 mm等雨量線基本相當，而且兩者走向在很多部分是相符的。但由于水文下墊面的再分配和調(diào)節(jié)作用，局部地區(qū)持水條件極不相同，從而導致徑流量地區(qū)分布的差異，形成部分地區(qū)或河段因滲漏出現(xiàn)徑流低值區(qū)。呂梁山多年平均地表徑流以關(guān)帝山(大于200 mm)為高值中心向東西兩側(cè)遞減，黃河谷地與汾河平川一帶分別以小于50 mm和小于10 mm為兩個低值中心。

1.3.2 時間分布

地表徑流主要來源于降水，但還受補給條件的制約。徑流的年內(nèi)分配較降水更有明顯差異。呂梁地區(qū)地表徑流以雨洪補給為主，汛期徑流暴漲暴落，使大量水資源無法利用而白白流走，枯季河流則常發(fā)生斷流，出現(xiàn)水荒。黃河水系70%以上的徑流集中在6月～9月份，以屈產(chǎn)河和湫水河分配最為不均，僅7月～8月份兩個月分別占全年徑流的50%和55%。汾河水系65%的徑流集中在7月～10月份。從兩個水系看，汾河水系比黃河水系的徑流年內(nèi)分布較為均勻。

徑流的年際變化即豐枯特征，其與降水量相對應，在變幅上較降水更劇烈。我市河川徑流年際變化不僅表現(xiàn)為豐枯頻繁出現(xiàn)，而且表現(xiàn)為連續(xù)枯水年出現(xiàn)偏多且年數(shù)加長。如1974～1975年兩年偏枯，1980～1984年連續(xù)5年偏枯，1985～1993年基本上也屬于干枯年份。1997～1999年更是歷史上罕見的干枯年份。

1.4 地表徑流資源的分配

呂梁市多年平均降水量為498.4 mm，折合水體104.6億m3，地表徑流量為9.5億m3，其中黃河水系6.2億m3，汾河水系3.3億m3。全市單位面積平均水量4.5萬m3/km2。其中單位面積平均水量最多是交城縣8.4萬m3/km2，最少的是汾陽縣2.5萬m3/km2。全市人均占有量為184m3，人均最多的縣交城縣475m3，最少的是孝義市77m3。顯而易見，交城縣地處關(guān)帝山降水高值區(qū)，徑流資源很豐富，而以平川面積為主的汾陽、文水和孝義人口密集，交通方便，且工農(nóng)業(yè)相對發(fā)達，地表徑流資源卻非常緊張。

2 徑流資源利用現(xiàn)狀

2.1 徑流利用率低

呂梁市的水資源相當貧乏，地表徑流資源更是嚴重不足，加之徑流地區(qū)分配不均，年際變差大，年內(nèi)分配高度集中，使本來就很有限的徑流資源不能得到充分利用，這在黃河水系區(qū)域尤為明顯。2010年黃河水系地表徑流為4.04億m3，加上嵐漪河流入全區(qū)的過境水量為0.28億m3，合計為4.32億m3，實際用水為0.60億m3，利用率僅為14%左右，86%的地表徑流資源白白流走;在汾河水系區(qū)域，地勢比較平坦，水利工程設(shè)施較好，2010年地表徑流量為3.02億m3，加上引汾西水量0.42億m3，總地表徑流量為3.44億m3，實際用水量為1.29億m3，利用率為38%。雖然利用率較黃河水系較高，但由于平川4縣是呂梁經(jīng)濟最發(fā)達的地區(qū)，有限的徑流資源還遠遠趕不上工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展的需要。

2.2 徑流污染嚴重

近年來，隨著城市規(guī)模的擴大和社會經(jīng)濟的展，鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)迅猛崛起，廢污水排放量與日俱增，大量的超標廢水、廢渣及生活污水任意排放，致使河流、水庫等水域水質(zhì)污染日益加劇。城市河段和工業(yè)集中地區(qū)尤為嚴重。據(jù)2010年18處河段水質(zhì)評價結(jié)果表明，各項水質(zhì)指標達I類標準的河段為0，達II標準的河段有3處，占總評價河段的16.7%;達Ⅲ標準的河段有5處，占總評價河段的27.7%;達IV類標準的河段有1處，占總評價河段的5.6%;達V類標準的河段有0處，達劣V類標準的河段竟有9處，占總評價河段的一半，使原本十分有限的水資源尤如雪上加霜。

2.3 徑流含沙量

呂梁市地處黃土高原，水土流失十分嚴重，沿黃諸河是黃河流域主要產(chǎn)沙區(qū)之一。本區(qū)大部分水庫存在著泥沙淤積嚴重的問題，大大減小了徑流的攔蓄利用效益。如張家莊水庫，2010年興利庫容為446萬m3，總庫容為3751萬m3，淤積庫容為25'70萬m3，現(xiàn)在根本起不到調(diào)蓄供水作用，已成為名譽水庫。

2.4 徑流利用浪費嚴重

呂梁市一方面水資源緊缺，很多地方供需矛盾十分尖銳，另一方面水資源浪費現(xiàn)象又較嚴重，用水無節(jié)制，清水長流現(xiàn)象普遍存在。農(nóng)業(yè)方面，一些地方大水漫灌，無計劃用水的現(xiàn)象也不乏其例。

3 徑流資源的利用策略

3.1 挖潛配套水利設(shè)施

對現(xiàn)有無效益或低效益病險水庫進行除險加固，整修改造，使之充分發(fā)揮效益，增加可供蓄水量。加強供水設(shè)施的渠系配套及田面平整配套建設(shè)，做到有水可用，有水能用。進一步增建和擴建山區(qū)蓄水工程，大量種樹種草，達到改善氣候、涵養(yǎng)水源、調(diào)蓄徑流的目的。

3.2 控制污染

堅決貫徹《中華人民共和國水法》有關(guān)條文，堅持誰污染誰治理的原則來控制水資源污染，使水資源得到有效的保護。有關(guān)專家指出，對于世界未來水資源威脅最大的不在于水量的缺乏，而是由于污染的擴大造成的水資源衰竭，所以要提高污水利用率。如:工業(yè)、熱電企業(yè)在閉合循環(huán)上重復利用，降低用水量;加強污水處理，發(fā)展灌溉等。

3.3 加強生態(tài)建設(shè)

要堅持生物措施和工程措施相結(jié)合，重點流域治理與戶包小流域治理相結(jié)合的全方位綜合治理措施，大力開展植被建設(shè)，控制水土流失，涵養(yǎng)水源，攔截泥沙，減小水庫泥沙淤積，延長工程壽命，為水資源的充分開發(fā)利用創(chuàng)造有利條件。

3.4 提倡節(jié)約用水

廣泛開展節(jié)約用水的宣傳教育，明確水資源并非是取之不盡、用之不竭的，而且是來之不易、用之有價的一種不可替代的特殊“商品’，從而提高群眾節(jié)約用水的自覺性。對工礦企業(yè)要積極采取先進的節(jié)水工藝和閉路循環(huán)、廢水回用等節(jié)水技術(shù)，提高水的重復利用率。在農(nóng)業(yè)灌概方面，要根據(jù)條件因地制宜地推廣低壓管灌及噴灌、滴灌等先進灌溉技術(shù)，大搞渠道防滲，提高渠系水利用系數(shù)，把節(jié)水提高到新水平。