開封市水資源分析及可持續(xù)發(fā)展對策

常 靜

（開封水文水資源勘測局 河南 開封 475000）

0 引言

開封市水資源形成及運移轉(zhuǎn)化的一般規(guī)律為：進入開封市上空的水汽形成降水，落到地表，植物截留少量降水，通過蒸發(fā)重新返回大氣中，大部分降水到達地面后部分補給河網(wǎng)、 坑塘等各種水體，部分從地表入滲到土壤中。 當(dāng)降水強度超過下滲強度或降水量滿足土壤蓄水容量時， 則形成坡面流，匯入河道。 滲入土壤中的水量，一部分由土壤直接蒸發(fā)和通過植物散發(fā)返回大氣中，一部分以壤中流形式補給河道，其余部分下滲補給地下水。 部分地下水被河道切割，以基流的形式補給河道。 坡面流和壤中流、 基流等水體補給河道的水量構(gòu)成河川徑流量。

1 開封市水資源現(xiàn)狀

1.1 地表水資源量

地表水資源量通常指河流、湖泊、水庫等地表水體中由當(dāng)?shù)亟邓纬伞?可以逐年更新的動態(tài)水量，用天然河川徑流量表示。

1.1.1 地表水資源量計算

天然年徑流由于受人類活動影響，改變了原來的時空分布規(guī)律，測站斷面實測資料往往不能反映流域內(nèi)的天然徑流情況。 為了反映天然徑流情況，并使資料具有一致性，以便采用數(shù)理統(tǒng)計的方法對水資源量進行統(tǒng)計分析，必須對實測資料進行還原計算。 根據(jù)不同頻率的降雨量，由降雨徑流相關(guān)圖集，求得各區(qū)的相應(yīng)徑流深。 地表水資源量等于各計算區(qū)徑流深與各計算區(qū)面積的乘積，用上式分別求得開封市行政的地表水資源量,如表1 所示。

表1 開封市各縣區(qū)不同頻率的年徑流量Table 1 Annual runoff of different frequencies of Kaifeng city (Unit: 104 m3)徑流量/104m3

1.1.2 地表水資源的年內(nèi)分配

由于年降水量呈季節(jié)性變化，造成地表徑流的季節(jié)性變化， 又因為人類活動和下墊面狀況的影響，使徑流年內(nèi)變化過程又不完全與降水的變化過程一致。 表2 列出了1980～2010 年水文站最大連續(xù)4 個月天然徑流量占全年百分比。從表中可看出，開封市最大連續(xù)4 個月天然徑流量占全年的百分比一般在50%～70%之間， 出現(xiàn)的月份一般在7～10 月或6～9月。

表2 1980-2010 年最大連續(xù)4 個月天然徑流量占全年比例Table 2 Proportion of max continuous four months natural runoff in the whole year from 1980 to 2010

圖1 所示是開封市大王廟水文站天然徑流深年內(nèi)分配過程線。 從圖中可看出，天然降水主要集中在7-8 月份，其他月份的天然徑流年內(nèi)分配相對變化不大，最大與最小之比可高達12.5 倍。

圖1 大王廟站天然徑流量年內(nèi)月分配過程線Fig.1 Dawangmiao station natural runoff month distribution hydrograph in a year

1.2 淺層地下水資源量

根據(jù)開封市所處位置的特殊性，在淺層地下水資源計算中，主要是參照關(guān)于豫東地區(qū)的實驗資料和地質(zhì)部門的調(diào)查成果，采用多種方法進行分析，盡量使所選用的參數(shù)達到合理，符合開封市的實際情況。

（1）動儲量和靜儲量。 淺層地下水資源量由動態(tài)儲量和靜態(tài)儲量兩部分組成。 動態(tài)儲量為更新的水資源量，主要由大氣降水入滲補給形成，數(shù)值上近似等于大氣降水入滲補給量等各種補給量之和；靜態(tài)儲量是在地質(zhì)構(gòu)造時期形成的、不可更新的水資源量。

（2）當(dāng)?shù)啬甑叵滤傃a給量。 通過計算淺層地下水各項補給量，累加并扣除他們之間的重復(fù)計算量后，便可得當(dāng)?shù)啬隃\層地下水總補給量。 通過分析計算，可得行政分區(qū)在不同頻率下的地下水總補給量。

（3）地下水資源量。 地下水資源量是指地下水中參與現(xiàn)代水循環(huán)且可更新的動態(tài)儲量。 地下水資源在數(shù)值上等于總補給量減去井灌回歸入滲補給量，如表3 所示。

（4）地下水可開采量。 所謂地下水的可開采量，是指在經(jīng)濟合理、技術(shù)可行且不引起生態(tài)環(huán)境變化條件下允許從含水層中取出的最大水量。 就開封市而言，從總補給量中扣除潛水蒸發(fā)量后可得到地下水可開采量，如表3 所示。

表3 開封市各縣區(qū)淺層地下水資源與可開采量統(tǒng)計表 單位：104m3Table 3 Statistics of thin layer underground water resource and available resource of Kaifeng city (Unit: 104m3)

由表中可以看出開封市地下水資源量多年平均為10.62×108m3，P=20%的年地下水資源多為11.82×108m3，P＝50%年為10.43×108m3，P＝75%年為9.32×108m3，P＝95%年為8.79×108m3。 開封市多年可開采量為9.39×108m3，P＝20%年為10.26×108m3，P＝50%年為9.38×108m3，P＝75%年為8.33%×108m3，P＝95%年為7.76×108m3， 對應(yīng)的開采率分別為：88.4%，86.7%，89.9%，89.4%，88.4%， 平均可開采率為88.6%。 以上數(shù)據(jù)說明開封市地下水動態(tài)儲量的補給比較豐富，有效地利用和保護地下水資源，對開封市的國民經(jīng)濟的發(fā)展將會起到一定的作用。

1.3 水資源總量及其可利用量

“四水”轉(zhuǎn)化關(guān)系是指大氣降水、地表水、土壤水、地下水之間的水量循環(huán)和平衡關(guān)系。 大氣降水是水資源總來源，地表水和地下水是水資源的兩種表現(xiàn)形式，均處于同一個水循環(huán)系統(tǒng)中。 它們之間互相聯(lián)系而又不斷轉(zhuǎn)化，河川徑流中包括一部分地下水排泄量，地下水補給量中有一部分來源于地表水的入滲。 因此，計算某一區(qū)域的水資源總量時，必須在深刻了解區(qū)域水循環(huán)規(guī)律的基礎(chǔ)上，分析大氣降水、地表水、土壤水、地下水之間的水量轉(zhuǎn)化關(guān)系，扣除水資源的重復(fù)計算量。

表4 反映了開封市各縣區(qū)多年平均水資源的總量為12.47×108m3[4]，其中地表水資源量為4.58×108m3，地下水資源量為10.62×108m3，兩者之間的重復(fù)計算量為2.75×108m3。 產(chǎn)水模數(shù)杞縣最小，為14.22×104m3／km2， 蘭考縣最大， 為23.26×104m3／km2。 開封市的平均產(chǎn)水系數(shù)為0.29，最小的是杞縣，為0.21，最大的是蘭考縣，為0.35。

表4 開封市各縣區(qū)多年平均水資源總量表Table 4 Average water resource total value of each administrative district in several years of Kaifeng city

（1）人均和畝均水資源占有量分析。

開封市人均水資源占有量為272.9m3／a，由于土地與人口的分布不均，人均水資源占有量最大的蘭考縣為445.4 m3／a， 而最小的市區(qū)只有117.3m3／a，兩者相差達3.8 倍。 其他縣的人均水資源占有量一般都在200～400 之間。 在畝均水資源占有量方面，全市畝均水資源占有量為228.6m3／a，畝均水資源占有量較大的為蘭考縣、市區(qū)、開封縣等，較小的是通許縣和杞縣等，如表5 所示。

表5 開封市各縣區(qū)人均、畝均水資源占有量統(tǒng)計表Table 5 Statistics of per capita and a unit of area water resource of each county

開封市水資源總量及人均、畝均水資源占有量，在全省范圍內(nèi)處于中等水平，和全國年均水量(人均2500m3/a，畝均2050m3/a)相比，則屬于水資源極度貧乏的地區(qū)，年人均和畝均水資源占有量只有全國平均水平的10.9%和11.15%。

（2）地表水資源開發(fā)利用量[3]

2010 年開封市地表水資源總量為9.94×108m3(其中引黃量：4.92×108m3，當(dāng)?shù)貜搅鳎?.02×108m3)，實際利用量為5.67×108m3，開發(fā)利用率為57.1%。 各行政分區(qū)現(xiàn)狀年(2010 年)的地表水資源總量、實際利用量及開發(fā)利用率如表6 所示。

表6 2010 年開封市各縣區(qū)地表水開發(fā)利用程度Table 6 Surface water exploitation degree of administrative district of Kaifeng city in 2010

（3）地下水資源開發(fā)利用量[3]

由表7 中可見，開封市各縣區(qū)的地下水開發(fā)利用程度差別很大，開發(fā)利用水平地區(qū)分布不平衡。 開封縣、蘭考縣、尉氏縣，地下水開發(fā)程度及利用率不高，主要是引黃河水利用比較方便；杞縣、通許縣開采利用率高，也客觀反映了引黃河水較少的原因；市區(qū)出現(xiàn)超采的情況，主要原因是第三產(chǎn)業(yè)、個體戶亂開采地下水造成。 在50%降雨頻率下，開采量最小的蘭考縣為5540×104m3，而市區(qū)的地下水開采量達9700×104m3，兩者相差1.75 倍。

表7 2010 年開封市各行政分區(qū)地下水開發(fā)利用程度Table 7 Underground water exploitation degree of each administrative district of Kaifeng city in 2010

2 開封市水資源可持續(xù)發(fā)展對策

水資源是一項十分寶貴的自然資源，開封市在水資源十分短缺的情況下， 正確把握區(qū)域內(nèi)人口、資源、環(huán)境與社會經(jīng)濟持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)上，合理配置有限的水資源，實現(xiàn)綜合效益最大化。 這是開封市面臨的一個重大問題。 建議采取對策，以實現(xiàn)開封市水資源的可持續(xù)發(fā)展。

2.1 依法治水，強化管理

水資源保護與可持續(xù)利用是全社會的事情，必須進一步喚起全社會珍惜水、愛護水、保護水的意識。 應(yīng)全面貫徹2011 年中央一號文件、《水法》、《水污染防治法》、《防洪法》、《水土保持法》、國務(wù)院460號令和省政府59、63 號令等法律法規(guī)， 堅定不移地走依法治水的道路， 依法加強水資源統(tǒng)一管理，實施統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一取水許可、統(tǒng)一管理水質(zhì)水量、統(tǒng)一管理地表水和地下水、統(tǒng)一征收水資源費。 根據(jù)國家和河南省有關(guān)法律法規(guī)， 完善地方管理辦法，進一步落實開封市 《水資源管理辦法》、《水政監(jiān)察管理辦法》、《水利工程管理辦法》、《供水管理辦法》、《行業(yè)用水定額》、《節(jié)約用水、計劃用水管理辦法》、《排污口設(shè)置暫行規(guī)定》等管理制度，規(guī)范管理行為，做到與法律配套、有法可依；明確主題，有法必依；機構(gòu)合理，具有權(quán)威；執(zhí)法必嚴(yán)，違法必究；責(zé)任到人，究辦得力。 建立生態(tài)用水指標(biāo)體系，運用水權(quán)、水市場手段保護水資源[1]。

2.2 通力合作，控制污染

建立水功能區(qū)限制納污制度，是保證水資源品質(zhì)和可持續(xù)利用的重要措施。 水利與環(huán)保部門應(yīng)共同建立統(tǒng)一協(xié)調(diào)的工作機制，從嚴(yán)核定水域納污容量，嚴(yán)格控制入河排污總量。 依法實施排污許可管理制度，嚴(yán)格審批新增取水和入河排污口。 應(yīng)根據(jù)開封市水功能區(qū)劃分和水環(huán)境承載能力，設(shè)置水環(huán)境保護區(qū)，加強水質(zhì)監(jiān)測，對那些未經(jīng)處理，或未達標(biāo)排放的污染源堅決予以取締，使水污染防治逐步走向濃度和總量控制雙軌道。 應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行排放污染物申報→污染物排放量核查→流域水環(huán)境容量確定→下達總量指標(biāo)→發(fā)放污染物排放許可證→依法監(jiān)管總量排污的程序，把排污限制在水環(huán)境的承載能力之內(nèi)，逐步遏止水環(huán)境惡化趨勢，恢復(fù)水體的生態(tài)功能。 目前解決開封市水環(huán)境污染兩大根本性措施是：（1）徹底完善城市基礎(chǔ)設(shè)施，建立、健全城市排污管網(wǎng)，實行雨、污管網(wǎng)分流，加大開封市城市生活污水處理，進一步完善城市中水體系，對各種水質(zhì)分項使用。 （2）調(diào)整工業(yè)經(jīng)濟結(jié)構(gòu)，淘汰落后工藝、設(shè)備和產(chǎn)品，建立有地方特色的傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，建立低污染、高效益的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)，走可持續(xù)發(fā)展的良性循環(huán)道路[2]。

2.3 推廣先進技術(shù)，加強節(jié)約保護

根據(jù)水利部“十二·五”項目的安排，加大水利設(shè)施建設(shè)與保護的投入，有計劃地修建一批具有防洪、排澇、抗旱功能的調(diào)蓄水庫和骨干水利工程，強化現(xiàn)有水利設(shè)施的利用效能。 建立用水效率控制制度，把節(jié)水工作貫穿于經(jīng)濟社會發(fā)展和群眾生產(chǎn)生活全過程。 制定和推廣開封市行業(yè)和用水產(chǎn)品的用水效率指標(biāo)體系，加強用水定額和計劃管理。 建設(shè)節(jié)水示范工程，普及農(nóng)業(yè)高效節(jié)水技術(shù)。 關(guān)鍵是提高人們的節(jié)水意識，改變?nèi)藗兊挠盟?xí)慣。 節(jié)約用水不僅是緩解用水壓力問題的重要措施， 而且可以相應(yīng)減少污水排放量，降低用水和污水處理費用，減輕水體污染程度。 應(yīng)當(dāng)對開封市地下水超采區(qū)進行嚴(yán)格控制，對一般地區(qū)進行有序地開采利用。 對過去開采密度大、水位下降比較明顯的區(qū)域，應(yīng)積極開展地下水回灌試驗工作， 控制地下水開采量，涵養(yǎng)水資源。 同時，應(yīng)認真貫徹落實開封市人民政府批準(zhǔn)的《開封市城區(qū)超深層地下水開發(fā)利用與保護規(guī)劃》。

2.4 增加資金投入，夯實工作基礎(chǔ)

加強水資源的基礎(chǔ)性工作，是實現(xiàn)水資源可持續(xù)利用的一項根本措施。 為此，各級水利部門應(yīng)加強對水資源基礎(chǔ)工作的調(diào)查， 加大水資源保護規(guī)劃、水資源綜合評價、水資源優(yōu)化配置的工作力度。針對水資源管理中存在的問題， 應(yīng)需進行專題研究，注重觀測資料的收集、調(diào)查、分析工作；搞好水資源綜合評價，摸清家底，建立數(shù)據(jù)庫。 在水資源綜合評價的基礎(chǔ)上，搞好水資源的開發(fā)利用規(guī)劃和水資源保護規(guī)劃， 使開封市水資源的開發(fā)、 利用、治理、節(jié)用、保護和配置，建立在科學(xué)有序的基礎(chǔ)上。近年來， 政府已加大對水資源基礎(chǔ)工作的投入，調(diào)整了水資源征收標(biāo)準(zhǔn)，特別是調(diào)整了深層地下水資源經(jīng)費標(biāo)準(zhǔn)， 致使不少單位采取各種節(jié)水措施，但也出現(xiàn)了采用非法手段偷水盜水的現(xiàn)象。 有效制止偷水盜水的辦法就是進一步完善地下水監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)，對用水大戶安裝智能型水表。 相信一系列法規(guī)和措施能夠保障水資源管理工作的順利開展，為實現(xiàn)水資源良性循環(huán)和可持續(xù)利用奠定基礎(chǔ)。

3 結(jié)論

綜上所述，開封市現(xiàn)有水資源總量已遠遠不能滿足本地經(jīng)濟社會發(fā)展的需要，必須加強引黃工程建設(shè)，優(yōu)化配置開封市水資源。 另一方面，開封市目前地表水資源利用率很低，地下水資源有限，在國家實施黃河水量統(tǒng)一調(diào)度后，必須采取一切措施，盡量提高當(dāng)?shù)氐乇硭Y源的利用率。 鑒于對地下水開采強度偏大，必須實施嚴(yán)格的控制開采量和加強地下水補給的措施。

[1] 陳家琦.可持續(xù)的水資源開發(fā)與利用[J].自然資源科學(xué)報，1995（10）3：252-257.

[2] 楊偉利，郭茂.開封市水資源保護與污染防治研究[J].中國農(nóng)村水利水電，2003.（6）：50-52.

[3] 開封市水利局， 榮曉明. 開封市水資源公報 ［R］. 2010：10-12.

[4] 榮曉明，許志榮，王心義等.河南省開封市水資源綜合規(guī)劃［R］. 2007.