基于水量供需平衡的河北省張家口市崇禮區(qū)水資源承載力分析

張萌雪, 魯春霞, 吳燕紅, 夏建新

(1.中央民族大學(xué) 生命與環(huán)境科學(xué)學(xué)院, 北京 100081; 2.中國(guó)科學(xué)院 地理科學(xué)與資源研究所, 北京 100101)

河北省張家口市作為京津冀水源涵養(yǎng)功能區(qū)旨在提高京津冀生態(tài)承載能力，為三地協(xié)同發(fā)展提供水安全保障，特別是作為冬奧會(huì)核心區(qū)的崇禮區(qū)，其水資源承載力是綠色奧運(yùn)重點(diǎn)關(guān)注的內(nèi)容之一。

2022年張家口市崇禮區(qū)將承辦冬奧會(huì)部分賽事活動(dòng)，并將以冬奧會(huì)為契機(jī)建設(shè)成為冬季冰雪運(yùn)動(dòng)和旅游勝地，未來(lái)大規(guī)模人口流動(dòng)及賽事活動(dòng)都需要利用大量水資源。近年該區(qū)地表水利用效率低，大量開(kāi)采地下水作為主要供水方式，尤其是農(nóng)業(yè)[1]。因此，未來(lái)崇禮區(qū)水資源承載力面臨巨大挑戰(zhàn)。水資源承載力包含了社會(huì)發(fā)展、資源稟賦、支撐狀況和環(huán)境保障等多個(gè)方面，是水資源供需平衡狀況的綜合反映[2]。分析水資源可利用量以及基于水資源供需平衡的承載力對(duì)解決崇禮區(qū)冬奧會(huì)水資源供需問(wèn)題、提高水資源利用效率以及保障水資源可持續(xù)利用具有重要意義。

對(duì)于水資源承載力的概念，學(xué)術(shù)界對(duì)其定義有多種表述[2-3]，從研究?jī)?nèi)容上可為水資源的最大開(kāi)發(fā)能力和最大支撐規(guī)模[2,4-5]。由于區(qū)域水資源承載力具有一定的地域性、復(fù)雜性、動(dòng)態(tài)性等，導(dǎo)致其研究方法具有多樣性，對(duì)此學(xué)者們提出了水資源承載力的不同研究方法，如常規(guī)趨勢(shì)法、綜合評(píng)價(jià)法、系統(tǒng)分析法等[6-9]。國(guó)內(nèi)學(xué)者基于研究區(qū)水資源供需關(guān)系具體分析了水資源承載力。王雅竹等[10]利用水資源供需平衡指數(shù)對(duì)五家渠市未來(lái)水資源承載力進(jìn)行預(yù)測(cè)。李清河等[11]對(duì)綠洲灌區(qū)的水資源供給與需求量進(jìn)行分析評(píng)價(jià)，設(shè)定3個(gè)方案利用水資源承載力平衡指數(shù)進(jìn)行水資源承載力分析。李玲等[12]基于水資源供需關(guān)系利用SD模型對(duì)重慶市水資源承載力進(jìn)行模擬分析。國(guó)外學(xué)者也利用供需關(guān)系進(jìn)行水資源承載力研究，Milano等[13]基于水資源供需關(guān)系利用組合模型預(yù)測(cè)了埃布羅河流域未來(lái)水資源承載力。Dessu等[14]利用SWAT模型對(duì)馬拉河流域水資源供需進(jìn)行評(píng)價(jià)。由于水資源承載力直接與該區(qū)域可利用水資源量有本質(zhì)聯(lián)系，水資源量決定于不斷變化的資源環(huán)境和人類活動(dòng)影響下的水文循環(huán)規(guī)律及其控制的水資源形成規(guī)律，因此可從自然變化和人類活動(dòng)影響的水循環(huán)系統(tǒng)出發(fā)，通過(guò)“自然生態(tài)—社會(huì)經(jīng)濟(jì)”系統(tǒng)對(duì)水的需求和流域能夠提供多少可利用水資源量的“支撐能力”加以度量進(jìn)而分析水資源對(duì)區(qū)域發(fā)展支撐情況[15]。通過(guò)計(jì)算分析區(qū)域可利用的水資源量以及需水量，直接利用供需關(guān)系確定水資源承載能力，研究過(guò)程直觀明確，且利于在小尺度研究區(qū)進(jìn)行資料收集與數(shù)據(jù)分析。

本文通過(guò)計(jì)算崇禮區(qū)可利用的水資源量以及需水量，基于水資源供需關(guān)系分析了2005—2016年水資源承載力并預(yù)測(cè)分析了不同規(guī)劃年(2022，2035年)水資源承載情況，對(duì)農(nóng)業(yè)需水量進(jìn)行了情景預(yù)測(cè)，旨在為崇禮區(qū)冬奧會(huì)(2022年舉辦)以及未來(lái)水資源合理利用以及可持續(xù)發(fā)展提供基礎(chǔ)。

1 研究區(qū)概況

崇禮區(qū)位于河北省西北部，地處內(nèi)蒙古高原與華北平原過(guò)渡地帶，地理位置為東經(jīng)115°12′—115°34′，北緯40°47′—40°17′，全區(qū)總面積2 334 km2，該區(qū)域主要為清水河流域。該地區(qū)屬于東亞大陸性季風(fēng)氣候，冬季寒冷干燥，夏季暖熱多雨，冬季累計(jì)積雪量達(dá)1 m左右，存雪期長(zhǎng)達(dá)140 d多，多年平均降水量480 mm，降水年際年內(nèi)分布極不均勻，主要集中在6—9月份，年均蒸發(fā)量828.8 mm，徑流量年際變化大，多年平均徑流量為5.19×106m3。該地區(qū)土地利用類型主要為耕地、林地，草地，面積比例分別為30.79%，32.47%，34.42%，以種植業(yè)為主的特色農(nóng)業(yè)發(fā)展具有明顯優(yōu)勢(shì)，作物有蔬菜、蠶豆、馬鈴薯等，2005年蔬菜種植面積為3 360 hm2，2016年蔬菜種植增加為6 466.67 hm2，增長(zhǎng)了92.46%。近年以滑雪為主的旅游產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速。

2005—2016年崇禮區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展數(shù)據(jù)源于《崇禮區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展公報(bào)》，2005—2016年地表水和地下水利用量數(shù)據(jù)來(lái)源于崇禮區(qū)水文局，由于獲取地下水位監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)時(shí)間尺度上受限，地下水位監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)時(shí)間跨度為2015年3月至2018年6月，崇禮區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃資料來(lái)源于崇禮區(qū)規(guī)劃局，土地利用數(shù)據(jù)來(lái)源于地理國(guó)情監(jiān)測(cè)云平臺(tái)。

2 研究方法

2.1 水資源供需計(jì)算

2.1.1 需水量計(jì)算

WD=WP+WA+WI+WT+WE+WM

(1)

式中：WD為水資源需求總量(m3)；WP，WA，WI，WT，WE，WM為生活、農(nóng)業(yè)、工業(yè)、旅游、生態(tài)和其他需水量。下同。

崇禮區(qū)正處于飛速發(fā)展階段，用水?dāng)?shù)據(jù)波動(dòng)較大。這使得回歸分析預(yù)測(cè)、灰色預(yù)測(cè)等需要大量數(shù)據(jù)樣本和有規(guī)律統(tǒng)計(jì)資料的預(yù)測(cè)方法的使用受到了限制[16]?？紤]水資源緊缺對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的制約作用，本文利用定額法計(jì)算分析崇禮區(qū)需水情況。

生活需水量WP(m3)根據(jù)城鎮(zhèn)農(nóng)村居民數(shù)量P(人)以及居民需水定額KP(m3/人)計(jì)算：

WP=P×KP

(2)

農(nóng)業(yè)需水WA(m3)根據(jù)不同作物的面積A(hm2)、灌溉定額KA(m3/hm2)計(jì)算：

WA=A×KA

(3)

工業(yè)需水WI(m3)根據(jù)萬(wàn)元工業(yè)增加值IVA(元)以及需水定額KI(m3/元)計(jì)算：

WI=IVA×KI

(4)

旅游需水WT(m3)根據(jù)游客數(shù)量PT(人)、旅游天數(shù)D(天)以及需水定額KT(m3/人·d)計(jì)算：

WT=P×KT×D

(5)

由于計(jì)算可利用水資源把河道內(nèi)生態(tài)需水量扣除，因此生態(tài)需水量?jī)H考慮河道外需水量，依據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式按照城鎮(zhèn)生活需水10%進(jìn)行計(jì)算。其他需水包括冬奧會(huì)賽事需水以及造雪需水，賽事需水根據(jù)運(yùn)動(dòng)員人數(shù)、運(yùn)動(dòng)員需水定額以及運(yùn)動(dòng)員居住天數(shù)計(jì)算，造雪需水量根據(jù)雪量以及造雪定額進(jìn)行計(jì)算。

2.1.2 水資源可利用量計(jì)算 水資源可利用量為在滿足一定的生態(tài)保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)下的生態(tài)需水的前提下，在一定的經(jīng)濟(jì)技術(shù)水平條件下，在水權(quán)保證的、在總水資源量中可以被當(dāng)?shù)貎粝挠谏a(chǎn)生活的那部分水資源量[17]。水資源可利用量估算公式如下[18]：

WS=WO+WG

(6)

式中：WS——可利用的水資源量(m3)；WO，WG——地表水量(m3)和地下水量(m3)。

其中計(jì)算地表水資源量需扣除天然生態(tài)需水量[19]，計(jì)算地下水可開(kāi)采量需結(jié)合地區(qū)水文地質(zhì)條件分析，依據(jù)地下水位觀測(cè)、實(shí)際開(kāi)采量等資料確定地下水可開(kāi)采量[20]。

2.2 水資源承載力計(jì)算

2.2.1 水資源平衡指數(shù) 利用水資源平衡指數(shù)反應(yīng)水資源供需平衡關(guān)系，分析2005—2016年水資源承載力現(xiàn)狀并依據(jù)2022，2035年需水量進(jìn)行水資源承載力預(yù)測(cè)，計(jì)算該指標(biāo)公式如下[15]：

(7)

式中：IWSD為可利用水資源量(m3)。當(dāng)IWSD>0，可利用的水資源量可以支撐社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)。當(dāng)IWSD<0，可利用的水資源量不能支撐這樣規(guī)模的社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)。

2.2.2 地下水開(kāi)采潛力 選取地下水開(kāi)采潛力指數(shù)反映崇禮區(qū)地下水開(kāi)采程度。

I=Q允/Q采

(8)

式中：I為地下水開(kāi)采潛力指數(shù)；Q允為地下水允許開(kāi)采量(m3)；Q采為地下水現(xiàn)狀開(kāi)采量(m3)。若0.8≤I≤1.2則表明區(qū)域地下水采補(bǔ)平衡；若I<0.8表明地下水超采；若I>1.2則表明區(qū)域有開(kāi)采潛力。

3 結(jié)果與分析

3.1 水資源承載力現(xiàn)狀

根據(jù)水資源承載力計(jì)算公式，計(jì)算2005—2016年研究區(qū)水資源平衡指數(shù)。由圖1可知，2005—2016年水資源承載力呈下降趨勢(shì)，IWSD從2005年0.54下降至2016年0.06，趨于水資源采補(bǔ)平衡狀態(tài)。

圖1 2005-2016年崇禮區(qū)水資源承載力

結(jié)合2005—2016年需水情況來(lái)看(圖2a)，崇禮區(qū)需水量從2005年1.20×107m3增加至2016年的2.76×107m3。不同需水類型具體情況如下： ①農(nóng)業(yè)需水為主要需水類型，多年平均占總需水比例為65.02%。導(dǎo)致崇禮區(qū)需水量變化的主要原因是農(nóng)業(yè)需水變化，而農(nóng)業(yè)需水變化與作物種植面積增加相關(guān)，灌溉面積由2005年3.36×103hm2增加至2016年的6.47×103hm2，灌溉類型主要為設(shè)施蔬菜和露地蔬菜，兩者面積分別增長(zhǎng)了110.52%，87.18%。崇禮區(qū)2016年農(nóng)民人均蔬菜收入占農(nóng)民人均純收入的70%以上，蔬菜產(chǎn)業(yè)已成為富民主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)，蔬菜種植的突出利益優(yōu)勢(shì)帶動(dòng)了灌溉面積的增加。結(jié)合河北省用水定額可知，崇禮區(qū)設(shè)施、露地蔬菜灌溉定額分別為1 905，3 600 m3/hm2。②工業(yè)需水為第二大需水類型，多年平均占總需水量比例為13.31%。工業(yè)需水從2005年1.18×106m3增長(zhǎng)至2016年的4.01×106m3，需水量不斷增加與工業(yè)迅速發(fā)展相關(guān)。由于該區(qū)礦產(chǎn)資源稟賦，高耗水的采礦行業(yè)不斷發(fā)展，萬(wàn)元工業(yè)增加值由2005年3.49×104元增加至2016年1.85×104元，呈現(xiàn)逐年增長(zhǎng)趨勢(shì)。結(jié)合該區(qū)水資源公報(bào)，工業(yè)需水定額為33.88 m3/萬(wàn)元。③崇禮區(qū)旅游需水呈增加趨勢(shì)，從2005年3.81×105m3增加至2016年的5.27×106m3，結(jié)合中國(guó)旅游者基本消耗標(biāo)準(zhǔn)，崇禮區(qū)每位游客每天需水量為0.01 kg。近幾年該區(qū)以滑雪為龍頭的生態(tài)旅游業(yè)不斷發(fā)展，旅游人數(shù)以年均26.75%增長(zhǎng)，2016年旅游人數(shù)達(dá)到3.52×1010人，萬(wàn)龍、云頂?shù)?個(gè)大滑雪場(chǎng)已投入使用，因此旅游設(shè)施不斷完善促進(jìn)旅游人口顯著增加導(dǎo)致需水增加。

圖2 2005-2016年崇禮區(qū)水資源供需水量

崇禮區(qū)水資源由大氣降水補(bǔ)給，可利用的水資源為地表水和地下水。2005—2016年崇禮區(qū)可利用水資源量如圖2b所示，由圖可知崇禮區(qū)總供水量呈先升后降的趨勢(shì)，供水類型主要為地下水，多年地下水平均供水占總供水量比例為87.91%，地下水供水量呈先升后降趨勢(shì)，多年地表水供水量占總供水量的10.28%，2011年起該區(qū)域通過(guò)蓄水、引水工程增加了地表水供水量。受水利基礎(chǔ)建設(shè)以及傳統(tǒng)灌溉方式影響，該區(qū)域利用機(jī)電井抽取地下水進(jìn)行供水，由于社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展程度不平衡，部分地區(qū)地下水開(kāi)采強(qiáng)度較大，地下水出現(xiàn)超采現(xiàn)象，超采區(qū)主要為礦業(yè)開(kāi)采發(fā)展區(qū)以及蔬菜大棚產(chǎn)業(yè)區(qū)。結(jié)合崇禮區(qū)2015—2018年地下水監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)(圖3)可知，西灣子蔬菜產(chǎn)業(yè)區(qū)地下水位大致呈現(xiàn)逐年下降趨勢(shì)，年均地下水位下降2.03 m，高家營(yíng)種植業(yè)產(chǎn)業(yè)區(qū)地下水位呈逐年上升趨勢(shì)但年均地下水位下降48.45 m，可見(jiàn)崇禮區(qū)部分區(qū)域地下水開(kāi)采強(qiáng)度較大，地下水出現(xiàn)超采現(xiàn)象。計(jì)算2005—2016年地下水開(kāi)采潛力指數(shù)(圖4)可知崇禮區(qū)地下水位開(kāi)采潛力呈先下降后上升趨勢(shì)，2010年地下水開(kāi)采指數(shù)為1.01，達(dá)到最低值，地下水已達(dá)到采補(bǔ)平衡程度，由于2010年后地表水利用量增加，地下水實(shí)際開(kāi)采量小幅下降，2016年地下水開(kāi)采潛力為1.20，地下水資源采補(bǔ)平衡。若地下水開(kāi)采持續(xù)超過(guò)可開(kāi)采的地下水資源量，極易導(dǎo)致崇禮區(qū)地下水水位低于生態(tài)安全水位，導(dǎo)致水資源利用安全問(wèn)題。

圖3 崇禮區(qū)多年地下水位動(dòng)態(tài)變化

圖4 崇禮區(qū)2005-2016年地下水開(kāi)采潛力

3.2 水資源承載力預(yù)測(cè)

考慮水資源可持續(xù)發(fā)展，以2016年為現(xiàn)狀水平年，計(jì)算不同規(guī)劃年(2022，2035年)生活、生產(chǎn)、生態(tài)和其他需水量，對(duì)不同規(guī)劃年不同保證率的水資源供需平衡結(jié)果進(jìn)行分析(表1)，其余規(guī)劃年需水量可由線性插值計(jì)算得到。在2022年，若保證率P=25%，崇禮區(qū)水資源供給有盈余，盈余量約占總需水量的37.20%；當(dāng)P=50%，水資源供給小幅虧缺，虧缺量為6.53×106m3，缺水率為14.30%；當(dāng)P=75%時(shí)，水資源虧缺嚴(yán)重，虧缺量為1.99×107m3，缺水率為43.51%。在2035年，當(dāng)P=25%，水資源供給有盈余，當(dāng)P為50%，75%時(shí)，水資源供給均虧缺，分別為7.61×106，2.10×107m3，缺水率分別為16.28%，44.82%，虧缺量較2022年相比均增加。

利用定額法對(duì)2022，2035年需水量進(jìn)行預(yù)測(cè)，不同需水類型情況如下：①農(nóng)業(yè)需水量占總需水量63.41%，農(nóng)業(yè)灌溉需水仍為主要需水類型。根據(jù)崇禮區(qū)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展以及政府規(guī)劃，未來(lái)該區(qū)將主要發(fā)展觀光農(nóng)業(yè)，將小幅增加設(shè)施蔬菜面積，預(yù)計(jì)2022年灌溉面積將達(dá)到8.84×103hm2，設(shè)施蔬菜面積增加至2.90×103hm2，2035年面積保持不變?？紤]到未來(lái)蔬菜設(shè)施規(guī)?；N植，節(jié)水灌溉措施改善，較2022年2035年需水定額縮減10%，2035年設(shè)施、露地蔬菜灌溉定額分別為3 240，1 905 m3/hm2，因此2035年農(nóng)業(yè)需水量將小幅下降，但仍為主要需水量，占需水總量50.75%。②2022，2035年旅游需水量均為第二大需水類型，分別占總需水量的18.30%，20.85%，根據(jù)2005—2016年崇禮區(qū)游客數(shù)量可知，近年游客數(shù)量增長(zhǎng)率保持20%，參考北京奧運(yùn)會(huì)人口變化情況[21]，預(yù)計(jì)2022，2035年旅游人口達(dá)到5.57×106，6.50×106人，大幅增長(zhǎng)的旅游人口數(shù)量將導(dǎo)致旅游需水量的增長(zhǎng)。③按照人口增長(zhǎng)規(guī)律并結(jié)合崇禮區(qū)相關(guān)規(guī)劃預(yù)測(cè)，2022，2035年人口數(shù)量分別增長(zhǎng)至1.50×105，1.80×105人，較現(xiàn)狀年2016年分別增長(zhǎng)了2.40×104，5.40×104人，因此隨著人口數(shù)量的增長(zhǎng)，崇禮區(qū)生活需水增加，2022，2035年分別占總需水量的14.98%，18.27%，結(jié)合河北省用水定額標(biāo)準(zhǔn)，崇禮區(qū)城鎮(zhèn)以及農(nóng)村人均需水定額分別為140和110 L/d。④由于崇禮區(qū)進(jìn)行產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，未來(lái)主要發(fā)展農(nóng)業(yè)和旅游業(yè)，減緩工業(yè)發(fā)展，根據(jù)政策要求，未來(lái)工業(yè)需水量將大幅下降，維持1.00×106m3，為2016年工業(yè)需水量的25%。⑤由于2022年冬奧會(huì)賽事開(kāi)展，需水類型還包括賽事需水以及造雪需水，2022，2035年崇禮區(qū)雪道最大面積分別為8.25，10 km2，利用造雪1 m3需水量為0.5 m3關(guān)系求得造雪需水量，冬奧村運(yùn)動(dòng)員公寓提供床位共計(jì)5 034個(gè)，運(yùn)動(dòng)員居住時(shí)間為27 d(包括殘奧會(huì))，參考河北省用水定額為500 L/床·d，經(jīng)計(jì)算其他需水量分別僅占2022，2035年需水總量的5.10%，5.94%。

表1 崇禮區(qū)水資源供需平衡預(yù)測(cè)分析

崇禮區(qū)不同保證率可利用的水資源量相差較大，P=75%下的可利用的水資源量為P=25%可利用水資源量的56.50%。為確保地下水資源安全，可開(kāi)采的地下水資源量將維持在采補(bǔ)平衡狀態(tài)下1.53×107m3；崇禮區(qū)地表水水資源由大氣降水補(bǔ)給，降水呈現(xiàn)年際變化，因此地表徑流年際分配不均，呈豐平枯變化，P=75%，50%，25%地表徑流量分別為5.27×107，2.92×107，1.58×107m3。參考相關(guān)文獻(xiàn)[19]，若生態(tài)需水量長(zhǎng)時(shí)間維持在適宜生態(tài)流量的閾值，從生態(tài)系統(tǒng)彈性和抗性考慮，最終會(huì)導(dǎo)致河流生態(tài)系統(tǒng)破壞，因此生態(tài)需水存在范圍波動(dòng)。利用Tennant方法計(jì)算得到崇禮區(qū)生態(tài)需水量為5.32×106～8.57×106m3，從而地表水資源量也存在上下范圍，本論文進(jìn)行供需預(yù)測(cè)分析時(shí)取可利用水資源的最大值。經(jīng)計(jì)算可知，P=75%，50%，25%地表水資源分別占可利用水資源總量75.58%，60.91%，40.70%，相比地下水資源，地表水資源較豐富，但由于傳統(tǒng)供水方式，該區(qū)缺乏相關(guān)工程措施對(duì)地表水進(jìn)行蓄積利用，未來(lái)該區(qū)應(yīng)考慮增加地表水利用工程措施來(lái)提高地表水利用率。

由水資源供需平衡(表2)可以看出，當(dāng)P=25%時(shí)2022，2035年IWSD分別為0.27，0.25，水資源均能承載，水資源能維持供需平衡且地下水維持最大開(kāi)采量即可；當(dāng)P=50%時(shí)，2022，2035年IWSD均<0，水資源不能支撐社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展；當(dāng)P=75%時(shí)，2022，2035年IWSD分別為-0.77，-0.81，水資源供需缺水率均接近50%，水資源嚴(yán)重超載，水資源一定程度上將會(huì)制約社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。當(dāng)崇禮區(qū)水資源不可承載時(shí)，可考慮通過(guò)節(jié)水措施，減少農(nóng)業(yè)需水以及旅游需水量來(lái)保證水資源供需平衡。

表2 崇禮區(qū)不同規(guī)劃年水資源承載力預(yù)測(cè)

3.3 農(nóng)業(yè)需水情景分析

崇禮區(qū)多年露天蔬菜種植面積占總種植面積比例為76.61%，露地蔬菜灌溉方式為溝灌，水資源利用效率低，因此本文結(jié)合崇禮區(qū)農(nóng)業(yè)灌溉的實(shí)際情況，通過(guò)改變種植面積和灌溉方式計(jì)算水資源承載力，將2022，2035年農(nóng)業(yè)灌溉方式全部變?yōu)榈喂嗖⑶覂赡晷杷~分別減少15%，20%，面積均縮減20%，計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表3。當(dāng)P=25%，2022年灌溉需水量縮減53.26%，IWSD=0.52，水資源盈余量增加1.54.49×107m3，2035年灌溉需水量縮減55.93%，IWSD=0.47，水資源盈余量增加1.33×107m3；當(dāng)P=50%，不同規(guī)劃年IWSD分別為0.23和0.15，水資源均由超載變?yōu)榭沙休d，水資源盈余量分別為8.83×106m3，5.73×106m3；當(dāng)P=75%時(shí)，IWSD分別為-0.17和-0.29，水資源仍超載，但缺水量相比之前分別減少了22.68%，36.31%。由此可見(jiàn)，適當(dāng)縮減露地蔬菜種植面積并改善灌溉方式是提高水資源承載力的一種有效途徑。本文與胡彬等人[1]均分析得到農(nóng)業(yè)需水對(duì)水資源承載具有顯著影響，但本文定量計(jì)算了改變農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)以及縮減農(nóng)業(yè)需水定額對(duì)水資源承載情況的影響。

表3 崇禮區(qū)水資源承載力情景變化

4 結(jié) 論

本文通過(guò)計(jì)算水資源平衡指數(shù)，分析了2005—2016年崇禮區(qū)水資源承載力并預(yù)測(cè)了2022，2035年水資源承載情況。

(1) 2005—2016年崇禮區(qū)水資源承載力不斷下降，2016年水資源承載力IWSD降至0.06，趨于臨界狀態(tài)。農(nóng)業(yè)、工業(yè)需水為主要需水類型，多年平均占總需水量的65.02%，17.03%。崇禮區(qū)多年主要抽取地下水進(jìn)行水資源利用，地下水供水量占總供水量多年平均為87.91%，地下水開(kāi)采潛力先降后升，2016年開(kāi)采潛力達(dá)到1.20，已達(dá)到采補(bǔ)平衡。

(2) 在不同規(guī)劃年2022，2035年，當(dāng)保證率P=25%，水資源承載力IWSD分別為0.27，0.25，水資源盈余量分別為1.70×107m3，1.60×107m3，能夠支撐社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展；當(dāng)P=50%和75%時(shí)，不同規(guī)劃年水資源均超載，當(dāng)P=75%水資源嚴(yán)重超載，IWSD分別為-0.77，-0.81。

(3) 通過(guò)減少灌溉面積以及需水定額，當(dāng)P=25%，2022，2035年IWSD分別為0.52和0.47，水資源承載力提升，當(dāng)P=50%，不同規(guī)劃年水資源由超載均變?yōu)榭沙休d，IWSD分別為0.23和0.15，當(dāng)P=75%，2022，2035年IWSD<0，缺水量分別減少22.68%，36.31%。