杭州市水資源開發(fā)利用現(xiàn)狀及潛力分析

蔡慶峰

(華北水利水電大學(xué)，河南鄭州 450046)

水資源是基礎(chǔ)性資源和戰(zhàn)略性資源，是生態(tài)環(huán)境不可或缺的控制因素，本文通過(guò)對(duì)水資源的分析和研究，增強(qiáng)人們對(duì)水資源的認(rèn)識(shí)和理解，使水資源開發(fā)及利用更加合理。水資源開發(fā)利用潛力是衡量一個(gè)地區(qū)水資源短缺程度的重要標(biāo)志。隨著杭州市經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與生活對(duì)水的依賴程度越來(lái)越高，各種各樣的水開發(fā)利用問(wèn)題紛紛而來(lái)。一方面，人類的生產(chǎn)、生活及生態(tài)用水給水資源系統(tǒng)構(gòu)成了巨大的威脅；另一方面，人類對(duì)水資源的巨大需求還在不斷地增加，進(jìn)一步給水資源開發(fā)、保護(hù)與管理帶來(lái)挑戰(zhàn)。掌握杭州市水資源開發(fā)現(xiàn)狀與開發(fā)潛力，加強(qiáng)對(duì)杭州市水資源的保護(hù)與管理，對(duì)實(shí)現(xiàn)全市水安全、水生態(tài)、水環(huán)境與經(jīng)濟(jì)社會(huì)的協(xié)調(diào)發(fā)展意義重大［1］。

1 研究區(qū)概況

杭州市位于中國(guó)的東南沿海北部，浙江省的北部。杭州市地貌類型較為復(fù)雜，西南部為山丘過(guò)渡地區(qū)，天目山為主要山脈，東北部平原地區(qū)存在部分殘丘地貌，地勢(shì)比較低平。其中，平原地區(qū)又被分為錢塘江、笤溪、浦陽(yáng)江3個(gè)平原區(qū)［2］。杭州山區(qū)面積占總面積的65.6%，主要集中在杭州市的西部、中部與南部地區(qū)；平原地區(qū)占比為26.4%，集中分布在杭州的東北部地區(qū)。全年平均氣溫17.8℃，平均相對(duì)濕度為70.3%，降水量年際波動(dòng)較大，年內(nèi)分配較為不均，多年平均降水量約為1664mm，多年平均降水天數(shù)約150天，年日照時(shí)間1765h左右。由于冬夏季風(fēng)交替存在，夏季高溫炎熱，春季時(shí)有倒春寒，秋季陰雨天氣較多，冬季寒冷凍害等氣象災(zāi)害常有發(fā)生［3］。

杭州市主要有江南運(yùn)河、東苕溪、錢塘江三大河流，分屬于太湖、錢塘江兩大水系。杭州市主城區(qū)所在的東部平原地區(qū)河流相互交錯(cuò)，大小湖泊分布其間，水系相對(duì)發(fā)達(dá)。市內(nèi)有河流400余條，其水體類型包括了江、河、湖、海、溪，是一座名副其實(shí)的“五水并存”的城市。全杭州市共有大型水庫(kù)4座、中型水庫(kù)13座，2017年水庫(kù)總蓄水量133.90億m3，其中大型水庫(kù)總蓄水量131.89億m3，中型水庫(kù)總蓄水量2.01億m3。

2 水資源現(xiàn)狀分析

2.1 水資源數(shù)量

杭州市近6年的平均水資源總量為187.41億m3，其中地表水資源量為185.29億m3，地下水資源總量34.30億m3，其中重復(fù)計(jì)算水量32.18億m3。2017年全市水資源總量146.87億 m3，比多年平均值少21.60%；全市地表水資源量為144.95億m3，比多年平均值少21.77%；地下水資源量為29.63億m3，比多年平均值少13.62%。地表水資源量空間分布與降雨量空間分布大體相似，由東部的平原向西部的山區(qū)逐漸遞增，錢塘江流域和東苕溪流域最大連續(xù)4個(gè)月徑流量出現(xiàn)在4—7月，分水江流域出現(xiàn)在3—6月。全市產(chǎn)水系數(shù)0.57，產(chǎn)水模數(shù)88.50萬(wàn)m3/km2。

2.2 水資源開發(fā)利用

a.供水量：2017年杭州市總供水量為33.47億m3，其中地表水供水量為33.18億 m3，占總供水量的99.13%；地下水供水量為0.12億m3，占總供水量的0.36%；其他水源供水量為0.17億m3，占總供水量的0.51%。

b.用水量：杭州市總用水量為33.47億m3，其中生產(chǎn)用水量21.32億m3，占總用水量的63.70%；生活用水量11.25億m3，占總用水量的33.61%；生態(tài)用水量0.90億m3，占總用水量的2.69%；市區(qū)總用水量27.80億m3，占總用水量的83.06%。

c.耗水量：杭州市總耗水量16.50億m3，平均耗水率49.3%，其中生產(chǎn)耗水量11.41億m3，占總耗水量的69.15%；生活耗水量4.27億m3，占總耗水量的25.88%；生態(tài)耗水量 0.82億 m3，占總耗水量的4.97%。

全市供水、用水、耗水量結(jié)構(gòu)見圖1。

圖1 杭州市供水、用水、耗水量結(jié)構(gòu)

2017年杭州市人均水資源量為1948.20m3，年人均綜合用水量353.50m3；城鎮(zhèn)居民的年人均生活用水量為58.60m3，農(nóng)村居民的年人均生活用水量為52.40m3，城鎮(zhèn)公用的年人均用水量為80.30m3，農(nóng)田灌溉的年畝均用水量為418.60m3，人均水資源占有量為1551.20m3，水資源占有率22.8%(不含過(guò)境水資源量)。

2.3 水資源質(zhì)量

杭州市共有148個(gè)水功能區(qū)，參與評(píng)價(jià)的有98個(gè)，其中77個(gè)達(dá)到了Ⅲ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，水功能區(qū)水質(zhì)達(dá)標(biāo)率為78.6%，共77個(gè)達(dá)到水功能區(qū)目標(biāo)水質(zhì)要求，空間分布上山區(qū)明顯好于平原。其中錢塘江流域共有63個(gè)水功能區(qū)參與評(píng)價(jià)，有54個(gè)水功能區(qū)已經(jīng)達(dá)到Ⅲ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，有50個(gè)水功能區(qū)已經(jīng)達(dá)到水質(zhì)目標(biāo)要求，未符合要求的水功能區(qū)主要超標(biāo)項(xiàng)目為總磷。苕溪流域參評(píng)的水功能區(qū)為15個(gè)，達(dá)到Ⅲ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)并達(dá)到水功能區(qū)水質(zhì)目標(biāo)的均為14個(gè)，總體上水質(zhì)穩(wěn)定，只有1個(gè)水功能區(qū)總磷超標(biāo)。運(yùn)河流域參評(píng)的水功能區(qū)為20個(gè)，達(dá)到Ⅲ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的有13個(gè)，主要超標(biāo)項(xiàng)目為氨氮和總磷。全市列入最嚴(yán)格水資源管理制度考核的水功能區(qū)87個(gè)，主要考核氨氮和高錳酸鹽指數(shù)兩個(gè)指標(biāo)，79個(gè)達(dá)標(biāo)，達(dá)標(biāo)率為90.8%。

通過(guò)以上分析可以看出，杭州市的水資源總量較為豐富，但人均水資源量略低于全國(guó)人均水資源量2068.31m3的水平，供水主要以地表水為主，地表水開發(fā)利用程度相對(duì)較高，地下水開發(fā)利用程度相對(duì)較低，具有一定開發(fā)潛力，生產(chǎn)用水量占杭州市總用水量一半以上，市區(qū)用水量占到總用水量的八成以上。生產(chǎn)耗水量占總耗水量近七成，生態(tài)用水量與生態(tài)耗水量均偏低。全市水質(zhì)除少數(shù)幾個(gè)功能區(qū)未達(dá)標(biāo)外，水質(zhì)情況總體偏好。

3 水資源開發(fā)潛力分析

3.1 分析方法

水資源負(fù)載指數(shù)法廣泛用于區(qū)域水資源可持續(xù)性評(píng)價(jià)、水資源承載力評(píng)價(jià)與合理開發(fā)等方面，是水資源基礎(chǔ)情況研究和水資源開發(fā)潛力評(píng)價(jià)的重要指標(biāo)［4］，水資源負(fù)載指數(shù)的物理意義是區(qū)域的降水、人口決定水資源的需求量，利用這個(gè)數(shù)據(jù)與水資源量之間的關(guān)系反映水資源的利用程度及判斷今后水資源開發(fā)的難易程度，其計(jì)算公式如下［5］：

式中：C為水資源負(fù)載指數(shù)；P為人口數(shù)量，萬(wàn)人；G為國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值，億元；W為水資源量，億m3；K為與降水有關(guān)的系數(shù)，其取值公式為

式中：R為降水量，mm。

根據(jù)C值可以把不同地區(qū)水資源開發(fā)利用潛力劃分為6級(jí)［6］，分級(jí)結(jié)果及其物理意義見表1。

表1 水資源負(fù)載指數(shù)分級(jí)

3.2 杭州市水資源開發(fā)潛力分析

水資源承載力的分析數(shù)據(jù)來(lái)源于杭州市水資源公報(bào)、杭州市統(tǒng)計(jì)年鑒、杭州市國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào)以及各縣區(qū)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào)，在現(xiàn)有的資料基礎(chǔ)上，利用水資源負(fù)載指數(shù)方法計(jì)算了杭州市2012—2017年的水資源負(fù)載指數(shù)，給出了相關(guān)的評(píng)價(jià)級(jí)別，用于綜合分析杭州全市水資源開發(fā)利用潛力狀況，其計(jì)算結(jié)果見表2。

表2 杭州市水資源負(fù)載指數(shù)

從表2可知，杭州市2012—2016年水資源負(fù)載指數(shù)等級(jí)均為Ⅱ級(jí)，說(shuō)明杭州市這5年水資源利用程度高，水資源開發(fā)潛力不大，今后水資源進(jìn)一步開發(fā)很困難；2017年全市的水資源負(fù)載指數(shù)為Ⅰ級(jí)，水資源利用程度很高，開發(fā)潛力很小。

3.3 杭州市各地區(qū)水資源開發(fā)潛力分析

2017年，杭州市各區(qū)縣的水資源負(fù)載指數(shù)計(jì)算結(jié)果見表3。

表3 杭州市各地區(qū)水資源負(fù)載指數(shù)

杭州市各區(qū)縣的水資源負(fù)載指數(shù)為：市轄區(qū)＞桐廬縣＞臨安市＞建德市＞淳安縣。建德市、桐廬縣、臨安市的水資源負(fù)載指數(shù)等級(jí)均為Ⅲ級(jí)，水資源利用程度中等，開發(fā)潛力較大，今后水資源進(jìn)一步開發(fā)條件中等；淳安縣水資源負(fù)載指數(shù)等級(jí)為Ⅳ級(jí)，水資源利用程度較低，開發(fā)潛力大，今后水資源進(jìn)一步開發(fā)比較容易；市轄區(qū)的水資源負(fù)載指數(shù)值大于全市的平均水平，明顯大于各縣市的負(fù)載指數(shù)值，負(fù)載指數(shù)等級(jí)為Ⅰ級(jí)，水資源利用程度很高，開發(fā)潛力極小，屬于嚴(yán)重缺水的地區(qū)。

4 結(jié)論

本文以杭州市水資源開發(fā)利用現(xiàn)狀為基礎(chǔ)，選用水資源負(fù)載指數(shù)的方法，探討了杭州市近6年水資源開發(fā)的潛力，揭示了杭州市水資源開發(fā)潛力的空間格局與縣區(qū)差異，并得出如下結(jié)論。

a.杭州市水資源總量相對(duì)豐富而人均水資源量偏低，隨著未來(lái)人口的增長(zhǎng)以及經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，杭州市水資源短缺問(wèn)題將會(huì)更加突出。

b.杭州市2012—2017年中水資源負(fù)載指數(shù)最小的一年為2012年，開發(fā)潛力亦最大，負(fù)載指數(shù)最大的為2017年，開發(fā)潛力最小，水資源開發(fā)潛力呈減小趨勢(shì)，整體來(lái)講，全市的水資源利用程度高，開發(fā)潛力小。

c.從空間上來(lái)說(shuō)，杭州市各地區(qū)的水資源開發(fā)利用程度明顯小于市轄區(qū)，由于市區(qū)的人口密度大以及經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，各行業(yè)對(duì)水資源的巨大需求已經(jīng)對(duì)杭州市的水資源造成壓力，這一矛盾短期內(nèi)無(wú)法改變，應(yīng)加強(qiáng)節(jié)水，利用好再生水及過(guò)境水，有條件時(shí)從外流域調(diào)水。