禹州市水資源及其特性分析

□靳永強（河南省許昌水文水資源勘測局）

1.基本情況

禹州市地理位置地理坐標為東經113°03′～113°39′和北緯33°59′～34°24′之間。全境東西約53km，南北約47km，總面積1469km2，地形地貌處于伏牛山余脈與豫東南平原的交接部位，北部、西部為山地丘陵，中部和東南部為沖積平原，整個地勢由西北向東南傾斜，地貌類型主要有山地、丘陵、崗地和平原組成。潁河是流經禹州境內的最大河流，發(fā)源于登封少室山潁谷，經白沙水庫流入禹州市境，貫穿中部，流入襄城縣，在禹州境內流域面積為869km2。禹州市現(xiàn)下轄26個鄉(xiāng)鎮(zhèn)(街道辦事處)，654個行政村。總人口120.83萬人，其中城鎮(zhèn)人口36.73萬人，農業(yè)人口84.10萬人。本次評價分析計算采用資料系列全部為1956-2007年同步實測資料系列。

2.降水與蒸發(fā)

禹州市多年平均氣溫14.4℃，較暖年的平均氣溫為15.7℃(1961年)，較冷年的平均氣溫為13.6℃，一般年份介于13.0～16.0℃之間。歷年極端最低氣溫為-13.9℃，發(fā)生在1958年1月和1971年12月；歷年極端最高氣溫為42.9℃，發(fā)生在1972年6月。以橫貫西北、東南的潁河為界，構成北（具茨）、南（箕山）兩大山系，環(huán)抱潁川平原，氣候屬大陸性暖溫帶季風型，四季變化分明，夏季炎熱，冬季寒冷，無霜期長。禹州市多年平均降水量為673.0mm，最大年(1964年)為 1143.7mm，最少年(1966年)為441.2mm。由于受季風氣候影響，禹州市各季節(jié)降水量分布懸殊，多年平均汛期降雨量為439.1mm，汛期降雨量占多年平均年降雨量的65.6%。禹州市多年平均蒸發(fā)量為946.2mm。水面蒸發(fā)量的年內分配主要受季節(jié)變化和溫濕條件的影響，全市水面蒸發(fā)量以4至8月5個月為最大，5個月水面蒸發(fā)量占全年的68.3%；以1月、12月為最小，兩月水面蒸發(fā)量占全年的8.0%。多年平均干旱指數(shù)為1.53左右，自山區(qū)向平原區(qū)遞減。

3.河川徑流量

禹州市河川徑流量時空分布具有顯著差異，年內分配極不均勻，年際變化大很大。山區(qū)徑流較為豐沛，平原區(qū)地表水資源較為匱乏；全年河川徑流主要集中在汛期的4個月，徑流量約占全年的60%多，最大與最小年徑流量相差懸殊，最大與最小倍比值在10～50之間。年徑流量的地區(qū)分布與降水量的分布近似，基本上是西、南部大，北部小，東部主要為平原區(qū)，也相對較小。禹州市入境白沙代表站位于西部山區(qū)，其控制面積均在白沙以上的登封市，多年平均徑流深較大，為117.8mm，與其山區(qū)地形相符。禹州市出境化行代表站，多年平均徑流深97.1mm，徑流深及徑流系數(shù)均較小。白沙～化行區(qū)間控制面積部分為山區(qū)，部分為丘陵和平原，多年平均徑流深為76.1mm。

4.地表水資源量

多年平均禹州市地表水資源量為14261萬m3，其中，潁河北岸支流分區(qū)為3422萬m3，占地表水資源總量的24.0%；潁河南岸支流分區(qū)為4352萬m3，占30.6%。北汝河支流分區(qū)為3795萬m3，占26.7%。表明禹州市的地表水資源量主要產自潁河兩岸支流區(qū)和北汝河支流分區(qū)。

地表水資源年代豐枯變化基本上和降水量相同。全市1956－1960年平均地表水資源量比多年平均（1956－2007年系列，下同）偏多27.3%，1961－1970年量比多年平均偏多19.2%，1971－1980年比多年平均偏少25.4%，1981－1990年比多年平均偏多25.3%，1991－2000年比多年平均偏少24.6%。2001－2007年比多年平均偏少11.6%。年內分配反映為夏季和秋季的天然徑流量占全年總徑流量的比例為最大，多年平均（1956－2007年系列）夏季的天然徑流量占全年總徑流量一般為39.0%～49.8%，秋季占全年總徑流量一般為27.4%～29.4%，春季占全年總徑流量一般為13.5%～19.5%，而冬季的天然徑流量比例最小，一般為9.3%～16.8%。徑流量連續(xù)最大3個月是7－9月，其徑流占全年徑流總量的41.7%～56.5%。

5.地下水資源量

禹州市地下水資源總量等于河谷平原區(qū)、崗區(qū)、山丘區(qū)地下水資源量之和，再扣除它們之間的重復量。重復計算量包括崗區(qū)的山前側向流入量等。根據(jù)評估計算，山丘區(qū)的地下水資源量為3907萬m3，崗區(qū)為5843萬m3，平原區(qū)為4961萬m3，山丘區(qū)與平原區(qū)之間地下水重復計算量為733萬m3。全市地下水資源量為13978萬m3，平均地下水資源模數(shù)為9.52萬m3/km2。

6.水資源質量評價

河道水質：綜合評價的10條河流共有22個監(jiān)測斷面。水質為Ⅱ類水的河長35.8km，Ⅲ類水的河長42.5km，Ⅳ類水河長151.1km，劣于Ⅴ類水河長9.1km。水庫水質：潁河5座水庫，其中水庫水質Ⅱ類2座，Ⅳ類3座。石梁河2座水庫，其中水庫水質Ⅲ類1座，Ⅴ類1座，蘭河評價3座水庫，水質為Ⅳ類。水庫水質汛期比非汛期好。主要污染項目是溶解氧、化學需氧量,造成水體富營養(yǎng)化。白沙水庫變化趨勢總硬度和五日生化需氧量逐年上升趨勢，氨氮和溶解氧變化趨勢不明顯、高錳酸鹽指數(shù)呈下降趨勢。禹州橡膠壩總硬度、氯化物和氨氮呈逐年上升趨勢，五日生化需氧量和高錳酸鹽指數(shù)變化不明顯、溶解氧呈下降趨勢。

水功能區(qū)狀況評價：綜合評價水功能區(qū)5個，全年達標3個，2個不達標。即潁河禹州飲用水源區(qū)～橡膠壩，潁河禹州排污區(qū)～楮河公路橋。造成水功能區(qū)不達標的主要原因是有機物化學需氧量、五日生化需氧量等。禹州市重要的供水水源地水質類別較差，供水量合格率低，應當進行治理，保證居民飲用水水源的水質安全。

地下水水質評價：綜合評價范圍為禹州市平原區(qū)、丘陵區(qū)、山區(qū)的淺層地下水、中深層地下水和深層地下水?？傇u價面積1469km2。監(jiān)測井22眼，其中淺層井9眼，中深層井6眼，深層井7眼。按禹州市總地下水面積算，淺層地下水超標率為24.45%，主要超標項目是總硬度、硝酸鹽氮、溶解性總固體、亞硝酸鹽氮。中深層地下水超標率為13.31%。深層地下水超標率為14.55%。主要超標項目是總硬度、硝酸鹽氮。總體來看，禹州市地下水污染問題主要表現(xiàn)在部分地區(qū)出現(xiàn)總硬度、硝酸鹽氮、亞硝酸鹽氮超標、溶解性總固體及鐵含量偏高，地下水污染成因主要是：地表水污染水、灌溉及某些小企業(yè)污廢水的滲坑排放、固體廢棄物處置不當、農藥、化肥的施用不盡合理等。

7.水資源總量

禹州市多年平均地表水資源總量14261萬m3，地下水資源量14125萬m3，扣除重復計算量4477萬m3，水資源總量23908萬m3，產水模數(shù)為16.27萬m3/km2。

8.水資源可利用量

水資源可利用量是指在可預見的時期內，在統(tǒng)籌考慮生活、生產和生態(tài)環(huán)境用水的基礎上，通過經濟合理、技術可行的措施，在水資源開發(fā)使用中可提供一次性利用的最大水量。禹州市多年平均地表水可利用量6373萬m3，禹州地下水可開采量為9753.47萬m3。其中河谷平原區(qū)地下水可開采量4165萬m3，崗區(qū)地下水可開采量4737萬m3，山丘區(qū)地下水可開采量850萬m3。地表水資源可利用量加上淺層地下水資源可開采量之和再扣除兩者之間重復計算量為水資源可利用總量。禹州市水資源可利用總量為14767萬m3，可利用率62%。

9.水資源演變情勢分析

降水情勢：對禹州市全區(qū)來講，各計算分區(qū)20世紀70年代降水量基本接近多年（1956－2007年）均值；全市20世紀50年代降水量最豐，20世紀90年代偏枯，60年代緊接多年平均稍偏豐，20世紀80年代緊接多年平均稍偏枯。

徑流情勢：代表站白沙站1991－2000年的降水量均值比長系列1956－2007年均值減少了6%，而徑流系數(shù)卻比長系列均值減小了19%；代表站化行站的降水量均值比長系列均值減少了3%，而徑流系數(shù)卻比長系列均值減小23%；白化區(qū)間的降水量均值比長系列均值減少了3%，而徑流系數(shù)卻比長系列均值減小19%。這表明：人類活動對降雨徑流關系已經產生了相當大的影響。從禹州市水資源總量差積曲線分析，20世紀50年代到20世紀60年代初期水量趨于減少，20世紀60年代初期至20世紀60年代中期有所上升，20世紀60年代至20世紀90年代水量總體上呈減少趨勢。

水資源總量情勢：在1956－2007年系列中水資源總量年代豐枯變化基本上和降水量相同，且全市20世紀50年代和20世紀80年代水資源量總量偏多，是兩個明顯的豐水期。1961－1970年比長系列（1956－2007年系列)均值偏多19.2%，1971－1980年比長系列均值偏少25.4%，1981－1990年比長系列均值偏多25.3%，1991－2000年比長系列均值偏少24.6%。2001－2007年比長系列均值偏少11.6%。

水質變化趨勢分析：地表水近期水質變化趨勢分析，選取白沙水庫和禹州橡膠壩監(jiān)測斷面，白沙水庫變化趨勢總硬度和五日生化需氧量逐年上升趨勢，氨氮和溶解氧變化趨勢不明顯、高錳酸鹽指數(shù)呈下降趨勢。禹州橡膠壩總硬度、氯化物和氨氮呈逐年上升趨勢，五日生化需氧量和高錳酸鹽指數(shù)變化不明顯、溶解氧呈下降趨勢。地下水水質變化趨勢分析，按照監(jiān)測項目監(jiān)測值的年均變化率（ΔCi）分為三個區(qū)，分別為惡化區(qū)（ΔCi＞5%），穩(wěn)定區(qū)（－5%≤ΔCi≤5%），好轉區(qū)（ΔCi＜－5%），淺層地下水PH值、礦化度及總硬度監(jiān)測值的年均變化率（ΔCi）基本上處在－5%≤ΔCi≤5%之間，總體來看，淺層地下水水質動態(tài)基本上處于穩(wěn)定狀態(tài)。

1 0.對未來水資源趨勢分析

禹州市主要受降水量的影響，地表水資源量和水資源總量進入20世紀90年代均呈減少趨勢，且減少趨勢較為明顯，對禹州市各水系區(qū)域降水量、地表水資源量10年滑動平均過程線以及差積曲線分析，在近十年內仍有可能繼續(xù)減少，因此也使得水資源量會繼續(xù)呈減少趨勢，同時隨著人口經濟社會的發(fā)展，各項水利工程的加快建設，必將對區(qū)域內下墊面條件產生變化，因此造成對水資源形成及轉化的影響仍將繼續(xù)，也將會對未來的水資源情勢產生一定的影響。