云南省城鎮(zhèn)上山的水資源支撐能力評(píng)估與保障措施探討

丁文榮

(云南師范大學(xué)旅游與地理科學(xué)學(xué)院,云南 昆明　650500)

云南省城鎮(zhèn)上山的水資源支撐能力評(píng)估與保障措施探討

丁文榮

(云南師范大學(xué)旅游與地理科學(xué)學(xué)院,云南 昆明650500)

摘要：分析云南省水資源的總體狀況及存在問題,基于30m分辨率的DEM提取壩區(qū)和集水區(qū)范圍,疊加地表徑流深度、地下水徑流模數(shù)等數(shù)據(jù),計(jì)算云南省6大地貌區(qū)內(nèi)不同壩區(qū)的水資源供給量,從水資源的合理高效利用、區(qū)域間和部門間的水資源協(xié)調(diào)、水利基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)及水環(huán)境保護(hù)等方面,提出了云南省城鎮(zhèn)上山進(jìn)程中的水資源支撐保障措施。

關(guān)鍵詞：城鎮(zhèn)上山; 水資源保障; 水資源供給量; DEM;云南省

山地和高原占云南省總面積的94%,而壩區(qū)僅占6%。一方面,隨著云南省社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,城鄉(xiāng)建設(shè)用地持續(xù)增加,壩區(qū)耕地資源不斷減少,土地開發(fā)與保護(hù)的矛盾日益凸顯[1-2]。據(jù)統(tǒng)計(jì),面積在10 km2以上的壩子,目前已被建設(shè)用地占了近30%,若不及時(shí)進(jìn)行保護(hù),壩區(qū)優(yōu)質(zhì)耕地將進(jìn)一步被消耗。另一方面,這些壩子周邊荒山荒坡很多,利用潛力很大,且多為緩坡,生態(tài)環(huán)境、地質(zhì)條件、景觀效果都較為優(yōu)越,開發(fā)利用情景廣闊,可為城鎮(zhèn)上山提供空間。

水是生命之源、生態(tài)之基、生產(chǎn)之要,是社會(huì)發(fā)展和人民生活不可缺少的資源。云南省水資源總量豐富,但資源型、工程型、水質(zhì)型缺水現(xiàn)象在不同的地區(qū)將長(zhǎng)期存在[3],與社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展布局不相適應(yīng)。城鎮(zhèn)上山作為云南省未來發(fā)展的方向,對(duì)水資源的需求量將在較長(zhǎng)一段時(shí)期內(nèi)持續(xù)增長(zhǎng),因此,不同區(qū)域水資源的支撐能力評(píng)估成為城鎮(zhèn)上山的基礎(chǔ)工作。

1云南省水資源總體狀況及存在問題

云南省江河縱橫,水系龐雜,全省有大小河流600余條,其中較大的有180多條,分屬6大水系:怒江-薩爾溫江水系、瀾滄江-湄公河水系、元江-紅河水系、獨(dú)龍江-伊洛瓦底江水系、金沙江-長(zhǎng)江水系和南盤江-珠江水系(表1),分別注入3海和3灣:東海、南海、安達(dá)曼海和北部灣、莫踏馬灣、孟加拉灣,歸到太平洋和印度洋中。

從總量上來看,云南省水資源豐富,僅次于西藏和四川兩省,居全國(guó)第3位,占全國(guó)水資源總量的14.28%。云南省多年平均降水量4 820.8億m3,平均年自產(chǎn)水資源量達(dá)2 222億m3,其中地表水資源量為1 482.07億m3,占66.67%;地下水資源量為739.93億m3,占33.33%。從西藏、四川、貴州、廣西等鄰省入境水量1 845.8億m3;從緬甸、老撾、越南等鄰國(guó)入境水量97.2億m3,水資源總量達(dá)4 165億m3。此外,云南省還有高原湖泊30多個(gè),總面積1 066 km2,總蓄水量300億m3,水資源開發(fā)前景廣闊。

表1　云南省6大水系水資源基本狀況

從水資源的年內(nèi)分配上來看,由于控制云南上空的冬半年、夏半年氣團(tuán)性質(zhì)截然不同,因此云南降水的年際變化小,而年內(nèi)變化大,具有明顯的干季、雨季之分[4]。雨季(5—10月)降水量約占到全年水量的73%～85%,干季(11—次年4月)降水量約僅占全年水量的15%～27%。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用水量最大的4月、5月兩個(gè)月,用水量?jī)H占全年水量的2%～3%,是干旱的高發(fā)月份。從水資源的空間分布來看,由于云南境內(nèi)地勢(shì)自南向北逐漸升高,使得降水量空間分布也從南到北逐漸減少。云南省水資源空間分布的總體趨勢(shì)是:南多北少,西多東少,深谷多平壩少,水平分布復(fù)雜,垂直分帶明顯。

云南省水資源使用過程中也存在諸多問題,如使用不合理、利用效率低、浪費(fèi)嚴(yán)重、水質(zhì)污染日趨加重、洪旱災(zāi)害頻繁發(fā)生而防災(zāi)能力弱、嚴(yán)重的水土流失態(tài)勢(shì)、城鎮(zhèn)化進(jìn)程和管理滯后等[5-8],這些問題加劇了水資源的供需矛盾。

2數(shù)據(jù)來源及水資源支撐能力的評(píng)估與計(jì)算

為計(jì)算云南省城鎮(zhèn)上山的水資源支撐能力,首先從國(guó)家地理空間數(shù)據(jù)云(http://www.gscloud.cn/)下載30m分辨率的DEM,經(jīng)過校準(zhǔn)、拼接、裁剪后獲得云南省30m分辨率的DEM,然后基于ArcInfo 10.2平臺(tái)提取坡度為20°以下的區(qū)域,獲得云南省壩區(qū)數(shù)據(jù),再根據(jù)壩區(qū)周圍的山脊線,計(jì)算出每個(gè)壩區(qū)的集水面積。

從《云南統(tǒng)計(jì)年鑒》《云南省水資源公報(bào)》和《云南省省志(地理志)》中收集云南省不同區(qū)域地表徑流深度、地下水徑流模數(shù)等數(shù)據(jù),疊加每個(gè)壩區(qū)的集水區(qū)范圍,扣除重復(fù)計(jì)算部分(按10%計(jì)算)后,計(jì)算出云南省10 km2以上壩區(qū)的水資源供給總量。

3云南省城鎮(zhèn)上山的水資源支撐能力及區(qū)域差異分析

3.1云南省地貌分區(qū)及水資源開發(fā)利用程度

云南省地形復(fù)雜,元江河谷和大理劍川寬谷一線將云南省分為兩大地貌單元。元江河谷和大理劍川寬谷一線以西是橫斷山區(qū),以高山深谷為典型特征,以東部分是云南高原,喀斯特地貌廣泛發(fā)育[9]。兩大地貌類型面積分別占云南省總面積的50.20%和49.80%。兩大地貌類型內(nèi)又可以劃分出若干次一級(jí)的地貌單元,包括滇東南峰叢峰林區(qū)、滇南紅層區(qū)、滇西南寬谷區(qū)、滇中紅層山原區(qū)、原上湖盆溶丘區(qū)和三江并流高山峽谷區(qū)(圖1)。

1—滇東南峰叢峰林區(qū)；2—滇南紅層區(qū)；3—滇西南寬谷區(qū)；4—滇中紅層山原區(qū)；5—原上湖盆溶丘區(qū)；6—三江并流高山峽谷區(qū)圖1　云南省地貌單元與壩子分布

云南全省經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展不平衡,全省水資源分布不均勻,導(dǎo)致全省水資源開發(fā)利用率差距明顯。從地區(qū)分布來看,原上湖盆溶丘區(qū)的昆明、玉溪、楚雄水資源開發(fā)利用率較高,昆明市達(dá)66.7%,超過了國(guó)際公認(rèn)的合理開發(fā)利用上限;玉溪、楚雄達(dá)30%,超過了云南省的開發(fā)利用水平;曲靖開發(fā)利用率超過20%。滇中紅層山原區(qū)的大理水資源開發(fā)利用率也超過了25%。而其他地貌區(qū)水資源開發(fā)利用程度相對(duì)較低,均不超過20%,開發(fā)潛力較大。

3.2不同地貌分區(qū)水資源總量

云南省10 km2以上壩區(qū)的壩區(qū)面積、集水區(qū)面積和水資源供給狀況統(tǒng)計(jì)結(jié)果見表2。從表2可以看出,壩區(qū)面積最多的是原上湖盆溶丘區(qū),達(dá)19 901.77 km2,水資源總量達(dá)121.73億m3。其次是滇西南寬谷區(qū),壩區(qū)面積為6 831.66 km2,水資源總量為106.56億m3。從表2也可以看出,盡管三江并流高山峽谷區(qū)的壩區(qū)面積只有2 589.76 km2,但其水資源量仍有25.90億m3,超過滇西南寬谷區(qū)的水資源擁有量。

表2　云南省10 km2以上壩區(qū)水資源狀況

從單位壩區(qū)面積的水資源擁有量來看,滇西南寬谷區(qū)最為豐富,達(dá)155.98萬(wàn)m3/km2,滇南紅層區(qū)達(dá)130.30萬(wàn)m3/km2,而滇東南峰叢峰林區(qū)、原上湖盆溶丘區(qū)和滇中紅層山原區(qū)相對(duì)較少,尤其是滇中紅層山原區(qū),單位壩區(qū)面積的水資源擁有量?jī)H有59.25萬(wàn)m3/km2,為6大地貌區(qū)中單位面積水資源擁有量最少的分區(qū)。

3.3不同地貌分區(qū)水資源的供給狀況

3.3.1滇東南峰叢峰林區(qū)

滇東南峰叢峰林區(qū)超過10 km2的壩子有45個(gè),總面積約4 671.46 km2。在本區(qū)域中,東南季風(fēng)的迎風(fēng)坡上降水量總體豐富,年均可達(dá)1 200 mm以上,在紅河河口一帶年降水量甚至高達(dá)1 500 mm。但由于本區(qū)是云南省最為典型的喀斯特地區(qū),“地表水貴如油,地下水滾滾流”是本區(qū)的真實(shí)寫照。尤其是文山州的一些山間盆地,土壤以松散巖類為主,有利于降水入滲,入滲系數(shù)可達(dá)0.22,地下徑流模數(shù)達(dá)18萬(wàn)m3/km2。

本區(qū)水資源約33.88億m3,可用水資源約8.47億m3。從水資源供需來看,對(duì)于區(qū)內(nèi)45個(gè)壩子而言,本區(qū)水資源可以滿足需求。但在文山州的八寶壩、八達(dá)壩、紅豬寨壩一帶,由于地表水不足而地下水豐富,以至于出現(xiàn)水資源可利用量無法滿足需求的狀況。如果能夠提高水資源開發(fā)利用效率,并采取一些高效的節(jié)水措施,本區(qū)水資源供應(yīng)前景樂觀。

3.3.2滇南紅層區(qū)

滇南紅層區(qū)超過10 km2的壩子有45個(gè),由于該區(qū)地處橫斷山區(qū)的南延部分,為無量山、哀牢山余脈之尾稍,因此壩區(qū)的面積相對(duì)較小,總面積約2 811.19 km2。壩區(qū)大部分區(qū)域海拔在1 500 m以下,屬副熱帶高氣壓帶和東北信風(fēng)控制地區(qū),終年溫暖,夏長(zhǎng)無冬,尤其是海拔800 m以下地區(qū)秋春相連且為期較短,有得天獨(dú)厚的水熱條件。本壩區(qū)的水資源供給主要以地表水為主,山間盆地也有松散的沉積巖分布,由于年降水量多數(shù)在1 500 mm以上,故地下水也較為豐富,入滲系數(shù)在0.15～0.22之間,地下水徑流模數(shù)可高達(dá)20萬(wàn)～40萬(wàn)m3/km2。

本區(qū)水資源總量約36.64億m3,可用水資源約5.68億m3。區(qū)內(nèi)主要處于瀾滄江下游壩區(qū),降水量豐富,水資源也相對(duì)充裕。少數(shù)壩區(qū),如景洪,作為當(dāng)?shù)氐男姓行?人口聚集,水資源的需求量相對(duì)較大。從遠(yuǎn)景來看,這些壩區(qū)需要提高水資源利用程度,以保障社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展與生態(tài)環(huán)境的改善。

3.3.3滇西南寬谷區(qū)

滇西南寬谷區(qū)超過10 km2的壩子88個(gè),總面積達(dá)6 831.66 km2,屬于橫斷山區(qū)的南延部分,河流分屬瀾滄江、怒江兩大水系,屬亞熱帶低緯度山地季風(fēng)氣候。由于地處西南暖濕氣流的迎風(fēng)坡上,本區(qū)降水豐富,西盟一帶年降水量更是高達(dá)2 500 mm以上,為云南省降水最多的地方。受此影響,本區(qū)壩子的地下水資源也較為充裕,地下水徑流模數(shù)可高達(dá)40萬(wàn)～55萬(wàn)m3/km2,是云南省單位面積出水量最高的區(qū)域。本區(qū)水資源總量為106.56億m3,可用水資源約11.19億m3。區(qū)內(nèi)壩子數(shù)目相對(duì)較多且分散。從計(jì)算結(jié)果來看,88個(gè)壩子中,17個(gè)壩子的水資源需求超過了可利用部分。提高水資源開發(fā)利用程度,高效合理用水是這些壩子的發(fā)展要求。

3.3.4滇中紅層山原區(qū)

滇中紅層山原區(qū)超過10 km2的壩子55個(gè),面積約為5 136.19 km2。本區(qū)地處揚(yáng)子板塊西南緣,緊鄰哀牢山造山帶,地形切割普遍較深,構(gòu)造發(fā)育,巖性組合復(fù)雜,冬春季節(jié)久旱少雨,基本上處于東南季風(fēng)和西南季風(fēng)的交互影響區(qū),但同時(shí)又屬于兩大季風(fēng)的雨影區(qū),降水普遍偏少,年降水量絕大多數(shù)地區(qū)在1 000 mm以下,是全國(guó)聞名的老旱區(qū)之一。尤其是本區(qū)的北部金沙江河谷一帶,如元謀等地,多年平均降水量?jī)H有650 mm,地表水資源相對(duì)匱乏。本區(qū)水資源總量為30.44億m3,可用水資源約3.04億m3。本區(qū)為有名的干旱區(qū)域,降水少而蒸發(fā)強(qiáng)烈,計(jì)算時(shí)段中,本區(qū)23個(gè)壩子的水資源供給無法滿足水資源需求。因此,城鎮(zhèn)上山進(jìn)程中,水資源的供給保障成為重要的制約因素。

3.3.5原上湖盆溶丘區(qū)

原上湖盆溶丘區(qū)超過10 km2的壩子159個(gè),面積達(dá)19 901.77 km2,是云南省壩子最多和最集中的區(qū)域。地處金沙江、珠江、紅河3大水系分水嶺地帶,區(qū)內(nèi)河流侵蝕程度輕,高原面保存較好,形態(tài)完整,頂部平緩,呈較大塊狀分布,是城鎮(zhèn)上山最迫切的區(qū)域之一。但是,由于該區(qū)域地處3大流域的分水嶺和東南季風(fēng)、西南季風(fēng)的雨影區(qū),水資源缺乏一直是影響區(qū)域發(fā)展的限制性因子。為了對(duì)云南省最發(fā)達(dá)的滇中城市群供水,自20世紀(jì)開始便實(shí)施潤(rùn)滇工程和滇中調(diào)水工程,但到目前水資源仍不能滿足經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求。

本區(qū)水資源總量為121.73億m3,可用水資源約24.35億m3,為云南省各壩區(qū)中總量最多的區(qū)域。但本區(qū)處于3大水系的分水嶺地帶,加之城市眾多,人口集中,是云南省水資源供需矛盾最為突出的區(qū)域,尤其像昆明、通海、會(huì)澤、東川等壩區(qū),水資源的供需成為當(dāng)?shù)厣鐣?huì)經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展的一大瓶頸。計(jì)算結(jié)果表明,在上述159個(gè)壩區(qū)中,有近30個(gè)壩區(qū)存在水資源供需矛盾,需要緩解。此外,本區(qū)為滇中產(chǎn)業(yè)聚集區(qū)(新區(qū))的主要目標(biāo)區(qū)域,協(xié)調(diào)好產(chǎn)業(yè)建設(shè)與水資源的供給保障顯得尤為緊迫。

3.3.6三江并流高山峽谷區(qū)

三江并流高山峽谷區(qū)超過10 km2的壩子36個(gè),面積為2 589.76 km2,屬于青藏高原南延部分的橫斷山脈縱谷地區(qū)。相對(duì)于其他地貌區(qū)而言,壩子數(shù)量相對(duì)較少。由于地處高山峽谷區(qū),壩子的面積也相對(duì)較小。該區(qū)有怒江、瀾滄江和金沙江自北而南流過,地表水資源相對(duì)豐富,但主要處于深山峽谷區(qū),水資源使用不便。壩區(qū)有松散的沉積巖分布的地方,地下水量也較為可觀。

本區(qū)水資源總量為25.90億m3,可用水資源約2.59億m3。相對(duì)而言,區(qū)內(nèi)城鎮(zhèn)與人口相對(duì)較少,多數(shù)州市也重點(diǎn)發(fā)展旅游業(yè)。從計(jì)算結(jié)果來看,除了麗江、大理等壩區(qū)外,其他壩區(qū)水資源可支撐當(dāng)?shù)爻擎?zhèn)上山的要求。

4解決云南省城鎮(zhèn)上山區(qū)水資源支撐問題的措施

4.1合理、高效利用水資源

隨著城鎮(zhèn)上山的推進(jìn),城鎮(zhèn)上山區(qū)水資源的需求與供給之間的矛盾會(huì)越來越凸顯。合理用水、高效率用水、不浪費(fèi)水資源成為城鎮(zhèn)上山區(qū)的必由之路。節(jié)約用水的根本目的是提高用水水平,減少新水源的取用和不必要的浪費(fèi),減少污水排放,減輕供水及污水處理基礎(chǔ)設(shè)施的負(fù)擔(dān),切實(shí)保護(hù)城鎮(zhèn)上山區(qū)的水資源和環(huán)境,為城鎮(zhèn)上山區(qū)的硬件載體留下可持續(xù)發(fā)展的空間。

4.2做好不同區(qū)域和部門間的水資源協(xié)調(diào)

就一定區(qū)域而言,水資源是有限的,區(qū)域需水量常大于供水量。因此,區(qū)域內(nèi)各用水部門、各目標(biāo)用水必須相互協(xié)調(diào),以更好地利用和保護(hù)水資源。從區(qū)域間用水協(xié)調(diào)來看,對(duì)于云南省城鎮(zhèn)上山區(qū)而言,有近80%的可供上山區(qū)都是在一個(gè)市(州)內(nèi),可以降低行政協(xié)調(diào)成本。從部門間用水協(xié)調(diào)來看,農(nóng)業(yè)在云南省整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)中具有非常重要的地位,同時(shí)也是用水大戶。城鎮(zhèn)上山進(jìn)程中必然會(huì)擠占農(nóng)業(yè)用水,因此協(xié)調(diào)好農(nóng)業(yè)、城鎮(zhèn)上山區(qū)生產(chǎn)生活用水及生態(tài)用水就顯得尤為重要。

4.3加強(qiáng)水利基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)

長(zhǎng)期以來,云南省堅(jiān)持把水利工作擺在重要位置,推進(jìn)實(shí)施“興水強(qiáng)滇”戰(zhàn)略,實(shí)行水利大投入和大發(fā)展。雖然水利基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和改革管理取得了明顯成效,但工程型缺水嚴(yán)重、水利設(shè)施薄弱,始終是制約經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的突出矛盾,水旱災(zāi)害頻繁發(fā)生仍然是云南的心腹大患,缺水已成為制約經(jīng)濟(jì)社會(huì)協(xié)調(diào)發(fā)展的一大“瓶頸”[10]。對(duì)于城鎮(zhèn)上山區(qū)而言,盡管估算出的集水區(qū)面積內(nèi)水資源總量較大,但需要加大水利基礎(chǔ)設(shè)施的投入,解決因工程措施而導(dǎo)致的缺水問題。

4.4加強(qiáng)水環(huán)境保護(hù)

云南省城鎮(zhèn)上山區(qū)往往既是生態(tài)屏障區(qū),也是生態(tài)脆弱區(qū)。在城鎮(zhèn)上山進(jìn)程中,生活廢水、生產(chǎn)廢水的排放,會(huì)引起新的水質(zhì)惡化和污染;植被破壞和工程建設(shè)也會(huì)加劇水土流失。因此,城鎮(zhèn)上山進(jìn)程中,不僅要考慮水資源的支撐與保障,更要考慮水環(huán)境的保護(hù)問題,以保證城鎮(zhèn)上山區(qū)的可持續(xù)發(fā)展。

5結(jié)語(yǔ)

隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)迅速增長(zhǎng),城鄉(xiāng)之間的壁壘逐漸松動(dòng)并被打破,城鎮(zhèn)化成了云南省進(jìn)一步發(fā)展的必然趨勢(shì)。但云南省高原和山地面積比例很高,壩區(qū)面積僅占6%,城鎮(zhèn)化進(jìn)程中必然會(huì)占用壩區(qū)耕地,城鎮(zhèn)上山成為解決云南省城鎮(zhèn)化和耕地保護(hù)的必然選擇。資源基礎(chǔ)和保障的評(píng)估是城鎮(zhèn)上山進(jìn)程中的要解決的基礎(chǔ)問題,尤其水資源支撐能力的評(píng)估與保障,關(guān)系到云南省城鎮(zhèn)上山的可持續(xù)性和生態(tài)環(huán)境。云南省城鎮(zhèn)上山進(jìn)程中,要合理高效利用水資源,解決好不同區(qū)域間和部門間的水資源協(xié)調(diào)關(guān)系,加快水利基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè),加強(qiáng)水環(huán)境保護(hù)。

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Assessment of water resources capacity during construction of towns built into mountains of Yunnan Province and it’s safeguard measures

DING Wenrong

(SchoolofTourismandGeographicalSciences,YunnanNormalUniversity,Kunming650500,China)

Abstract：The general status of the water resources in Yunnan Province and existing problems are analyzed in this paper. A DEM based on a 30 m resolution was use to extract the dam area and the watershed boundary, and superposition of the depth of surface runoff and groundwater runoff modulus data was conducted, in order to calculate the water resources supply in six different geomorphological areas in Yunnan Province. Safeguard measures for water resources capacity during the construction of towns that are built into the mountains of Yunnan Province are put forward, with consideration of rational and effective utilization of water resources, inter-regional and inter-departmental coordination, water infrastructure construction, and environmental protection.

Key words：towns built into mountains; water resources guarantee; water resources supply; DEM; Yunnan Province

DOI：10.3880/j.issn.1004-6933.2016.03.011

基金項(xiàng)目:云南省社會(huì)發(fā)展科技計(jì)劃(2012CA024);國(guó)家自然科學(xué)基金(41101099,41261044)

作者簡(jiǎn)介:丁文榮(1979—),男,副教授,博士,主要從事水文水資源研究。E-mail:dingwenrong@163.com

中圖分類號(hào)：TV213.4

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1004-6933(2016)03-0059-05

(收稿日期：2015-04-30編輯：彭桃英)