山東省水資源演變情勢分析

郭廣軍 王風軍

山東省水資源演變情勢分析

郭廣軍 王風軍

一、基本情況

山東省位于我國東部沿海，黃河下游，分屬黃、淮、海三大流域，陸地面積15.67萬km2。山東東臨大海，西接華北平原，泰沂山脈橫亙中央，地形地貌復雜。全省土地面積中，山地丘陵占29%，平原占55%，洼地、湖沼占8%，其他占8%，根據(jù)地形特征，可分為泰沂山區(qū)、膠東半島低山丘陵區(qū)和魯西北、魯西南平原區(qū)三大部分；山東省位于北溫帶半濕潤季風氣候區(qū)，氣候具有明顯的過渡特征，四季界限分明，溫差變化大，雨熱同期，降雨季節(jié)性強。

二、影響山東省水資源演變情勢的主要人類活動分析

影響水資源演變情勢的主要人類活動包括城市化、水土保持、水利工程攔蓄調(diào)引水、地下水開采、灌溉方式、用水結(jié)構(gòu)、污水處理水平等。

1.城市化

隨著社會經(jīng)濟不斷發(fā)展，城市化程度愈來愈高，不斷向郊區(qū)和鄰近的農(nóng)村擴展。城市數(shù)量的增加、規(guī)模的擴大，對水資源情勢影響顯著。主要包括以下幾點：一是增加局地降水量；二是隨著城市的擴大，不透水面積也在增大；三是會使下游水質(zhì)變差。其原因主要有：一是城市工業(yè)生活廢水大量增加，有的未經(jīng)處理直接排入河道；二是城市雨洪徑流水質(zhì)較差。

2.水土保持

山東省的水土保持工作起步較晚，20世紀80年代以后才真正步入正常軌道。1986～2010年的25年，全省累計治理水土流失面積32817km2，其中山丘區(qū)26691km2、平原風沙區(qū)6126km2，建設基本農(nóng)田6765萬hm2，營造水保林166.99萬hm2、經(jīng)濟林85.05萬hm2，修建塘壩、谷坊等小型水利水保工程56.1萬項。對水土流失地區(qū)有效地采取水土保持措施后，森林和植被覆蓋率增大，增加了植物截留、流域蒸散發(fā)和地下水入滲，減少了地表徑流。

3.蓄水工程

據(jù)第一次全國水利普查和水庫注冊登記統(tǒng)計，山東省現(xiàn)有大中型水庫234座，小型水庫6180座，總庫容216 億m3；塘壩5.1萬座，總庫容12.3億m3。各類蓄水工程建成運行后，下墊面條件發(fā)生了顯著變化，水資源情勢也隨之變化。蓄水工程對地表徑流的影響主要表現(xiàn)在：一方面，改變了下游河道河川徑流量的年內(nèi)年際分配，特別對年內(nèi)分配具有明顯的調(diào)節(jié)作用；另一方面，蓄水工程對地下水主要產(chǎn)生兩種影響，一種是利用蓄水工程調(diào)控下泄水量，增加河道過流時間，增加對兩岸地下水的補給，另一種是蓄水工程攔蓄的水大部分被引用，除汛期棄水外，下游河道基本無水，造成河流對沿岸地下水補給的減少。另外，平原水庫滲漏對當?shù)氐叵滤畷a(chǎn)生一定補給。

4.地下水開發(fā)利用

20世紀80年代以來，隨著用水的增加，地下水開采量逐年加大，部分地區(qū)出現(xiàn)了地下水超采的局面，開采量大于入滲補給量，形成了多處漏斗區(qū)。地下水開發(fā)利用的影響，主要包括以下幾個方面：（1）地下水開采后，地下水水位下降，包氣帶增厚，減少了地表徑流量。（2）沿河兩岸大量開采地下水，當?shù)叵滤坏陀诤铀粫r，汛期會發(fā)生河川徑流量補給地下水資源量，從而導致地表水資源量減少，枯季因無地下水排泄而發(fā)生河道斷流，加劇河流年內(nèi)年際分配不均的狀況。（3）開采地下水用于農(nóng)業(yè)灌溉后，能有效地改善土壤的墑情，增加土壤的含水量，減少產(chǎn)流損失，增大產(chǎn)流量。

5.跨流域調(diào)水的影響

引黃供水是目前山東省主要的跨流域調(diào)水工程，涉及到10個市，范圍廣，水量大，對水資源的影響不可忽視：（1）跨流域調(diào)水用于農(nóng)田灌溉，改善了土壤墑情，土壤含水量增加，從而使產(chǎn)水量增大。山東省的魯北和湖西平原區(qū)，引黃灌溉占有很大比重。據(jù)分析，近20年來，在其他地區(qū)徑流系數(shù)普遍較20世紀80年代前偏小的情況下，魯北和湖西平原區(qū)的徑流系數(shù)均無明顯減小趨勢。（2）跨流域調(diào)水用于農(nóng)業(yè)灌溉和工業(yè)生活用水時，會在使用過程、運輸或尾水排放過程中，對地下水形成補給，增加地下水補給量。

6.供水增加

20世紀80年代以后，山東省用水量明顯增加，供水量也相應增加。當?shù)厮Y源總供水量一直呈上漲趨勢，1985～2010年平均年增長率為2.5%，地下水資源開采量年增長率則更大，為年均4.5%。供水增加的影響主要表現(xiàn)在以下幾個方面：（1）流域上游蓄水工程攔蓄的大量河川徑流通過專用輸水渠、管道等被直接利用，只有少量回歸河道，造成下游河道河川徑流量驟減，斷流時間延長。從而對當?shù)厮Y源的變化情勢產(chǎn)生影響。（2）為了滿足當?shù)赜盟枨?，地下水開采量大量增加，甚至出現(xiàn)超采現(xiàn)象，不僅襲奪了河川基流，還造成河川徑流反向補給地下水，導致河道斷流。（3）由于污水處理設施不足，處理程度低，用水量大量增加，污水排放量相應增加，從而造成當?shù)厮Y源質(zhì)量下降，甚至造成嚴重的水污染。

7.灌溉方式改變

山東省傳統(tǒng)上多采用大水漫灌的方式，近些年隨著經(jīng)濟社會發(fā)展，水資源緊缺矛盾日益突出，許多地區(qū)開始逐步采用節(jié)水灌溉方式。采用節(jié)水灌溉方式后，由于灌溉定額、灌溉水量大幅度降低，對地表水灌區(qū)，會導致地下水入滲補給量的減少，同時也不利于地表徑流的產(chǎn)生；而對地下水灌區(qū)，由于降低了總開采量，客觀上有利于實現(xiàn)采補平衡，改善當?shù)亟邓霛B補給及產(chǎn)匯流條件。

三、水資源演變情勢分析

1.地下水資源情勢變化

1980～2010年全省多年平均地下水資源量為165.12億m3/a，多年平均地下水資源模數(shù)為12.2萬m3/km2·a，與1956～1979年多年平均地下水資源量163.36億m3/a和多年平均地下水資源模數(shù)12.2萬m3/km2·a相比基本持平。而1980～2010年、1956～1979年兩個系列降水量分別為627.3mm、725.1mm，兩者變化規(guī)律有明顯差別。這說明地下水資源量的多少不僅取決于降水量的多少，也與其他因素，尤其是下墊面與水資源開發(fā)利用等人類活動有關(guān)。

平原區(qū)地下水資源評價一般采用補給量法。在各項補給量中，降水入滲補給量的變化不僅受降水量變化的影響，也與人類活動，如地下水開發(fā)利用引起的地下水埋深變化、城市化帶來的不透水面積增加等有關(guān)。其他各項補給量，如地表水體補給量、井灌回歸補給量等則主要與人類活動有關(guān)。受20世紀80年代以來引水灌溉增加的影響，后一時段的地表水體補給量較前一時段增加3.85億m3，增幅20.5%。井灌回歸補給量受節(jié)水灌溉面積增加、地下水水位下降等因素影響，盡管總灌溉水量有所增加，但補給量仍有所減少。

山丘區(qū)地下水資源評價一般采用排泄量法。1956～1979年河川基流量為 54.13億 m3/a，1980～2010年為41.76億m3/a，偏小近23%，超過了同期降水量的變化幅度（15%）。由于地下水開采量大幅度增加，地下水實際開采量占整個山丘區(qū)地下水資源量由5%增加到43.1%。由于山區(qū)地下水實際開采量一部分襲奪了地表徑流量，這是造成本次山區(qū)地下水資源量較第一次有所增大的重要原因，也是造成有些地區(qū)地表水資源大幅減少的重要原因。

2.地表水資源情勢變化

按照全省4個水資源二級區(qū)，通過對地表水資源量1956～1979年、1980～2010年兩個系列的P～R關(guān)系差異的分析，確定不同級別年降水量的徑流變化。

全省除徒駭馬頰河區(qū)外，各水資源二級區(qū)年徑流量都呈衰減趨勢，減幅由大到小分別為：花園口以下區(qū)（15.5% ～20.7%）、膠東諸河區(qū)（7.1%～17.9%）、沂沭泗河區(qū)（0～13.0%）；徒駭馬頰河區(qū)隨著年降水量級的不同，年徑流量有增加的趨勢，增幅在0～10.7%之間。水資源的演變情勢是人類活動多種因素共同作用的結(jié)果，但對不同地區(qū)，人類活動的影響又側(cè)重于不同的方面。比如，魯北平原區(qū)和湖西平原區(qū)主要受引黃的影響；山丘區(qū)及其下游受水庫群及大量開采地下水的影響較為明顯；對于采取水土保持措施的小流域，受水土保持的影響較為明顯；對于流域內(nèi)城市化面積較大的地區(qū)，如小清河上游黃臺橋站以上受城市化的影響尤為明顯。

四、水資源演變趨勢預測

1.未來土地利用與水資源開發(fā)利用總體變化趨勢

根據(jù)山東省實施的積極城市化戰(zhàn)略，預計2020年、2030年全省城市化水平將分別達到60%、70%。今后的城市建設將更加強調(diào)以人為本，城市綠地和水面面積將較現(xiàn)狀有一定程度的增加。

根據(jù)可持續(xù)發(fā)展的科學發(fā)展觀，山東省提出了治理水土流失、建設生態(tài)農(nóng)業(yè)的戰(zhàn)略部署，計劃于2030年宜治理水土流失面積全部治理完畢，森林覆蓋率達35%以上，探索河流基本流量保障制度，科學核定生態(tài)用水，生態(tài)環(huán)境明顯好轉(zhuǎn)的戰(zhàn)略目標。

水資源的利用程度和利用效率會進一步提高，水資源區(qū)域配置作用將得到加強，水源更加多樣化。按照“全面推行節(jié)約用水，科學引用黃河水，積極引用長江水，大力攔蓄地表水，合理開發(fā)地下水，提高污水回用率，實施海水利用和淡化工程”的思路，將加強水資源的綜合利用和優(yōu)化配置，把節(jié)水擺到突出位置，建立節(jié)水型社會，實施可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略性措施來抓。主要建設任務是：完成南水北調(diào)和膠東西水東調(diào)工程；繼續(xù)建設一批大型灌區(qū)配套及節(jié)水灌溉示范項目；擴大節(jié)水灌溉面積，農(nóng)業(yè)灌溉水利用系數(shù)由0.53提高到0.68，保持農(nóng)業(yè)用水零增長；沿黃地區(qū)重點完善配套15座平原水庫，河道入?？诮ㄔO一批地下水庫，干旱地區(qū)和山區(qū)應因地制宜建設小型、微型水利工程和雨水集蓄工程。大中城市污水回用率達到20%左右。上述措施實施后，預計到2030年，總供水量會比現(xiàn)狀有一定程度的增加，但各水源在總供水中所占比重會有所變化。其中地表水、地下水的供水量所占比重會有一定程度的下降，其他水源（包括海水淡化、污水回用、礦坑水等）及客水所占比重會有一定程度的上升，尤其是其他水源所占的比重會有較大幅度的上升。

隨著經(jīng)濟社會發(fā)展，二、三產(chǎn)業(yè)的比重會進一步加大，加上城市化水平的提高，預計全省城市工業(yè)與生活用水的比重將明顯上升。

2.水資源演變趨勢預測

根據(jù)上述對山東未來土地利用和水資源開發(fā)利用變化趨勢的分析，綜合考慮它們對水資源的影響，預計未來水資源可能會出現(xiàn)如下變化趨勢：局部地區(qū)產(chǎn)水量可能會增加；年內(nèi)年際變化將較現(xiàn)狀變??；地下水各項補給量所占比例會有所變化；水質(zhì)會逐步好轉(zhuǎn)。

五、結(jié)語

本文通過分析影響水資源變化情勢的主要人類活動，結(jié)合山東省水資源綜合規(guī)劃，從降水、地表水資源、地下水資源等方面分析了山東省水資源演變情勢，根據(jù)對山東未來土地利用和水資源開發(fā)利用變化趨勢的分析，綜合考慮它們對水資源的影響，并對其變化趨勢進行了預測，可為將來合理開發(fā)利用水資源奠定良好基礎

（作者單位：山東省水利工程管理局250014 山東省聊城市江北水城旅游度假區(qū)于集鎮(zhèn)水利站 252039）