長(zhǎng)治市水資源利用的時(shí)空變化特征研究

田劍浩

（長(zhǎng)治市水利發(fā)展中心 山西長(zhǎng)治 046000）

水資源是整個(gè)社會(huì)發(fā)展的重要基石，要依據(jù)水資源承載能力來(lái)優(yōu)化城市空間布局、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、人口規(guī)模，堅(jiān)持做到以水定城、以水定地、以水定人、以水定產(chǎn)。習(xí)近平總書(shū)記多次圍繞系統(tǒng)治水做出了一系列重要論述和重大部署，科學(xué)指引水利建設(shè)，開(kāi)創(chuàng)了治水興水新局面。國(guó)內(nèi)部分學(xué)者對(duì)長(zhǎng)治市水資源的研究方向有水文特性分析、水資源動(dòng)態(tài)分析、水資源承載能力評(píng)價(jià)[1]和用水總量控制指標(biāo)分解研究等方面的開(kāi)展。然而關(guān)于對(duì)長(zhǎng)治市的水資源利用情況進(jìn)行時(shí)空變化特征與區(qū)域差異的研究相對(duì)較少，因此，本文基于2013—2017年的長(zhǎng)治市水資源數(shù)據(jù)，按照用水結(jié)構(gòu)和區(qū)域分類(lèi)，進(jìn)一步研究水資源利用的時(shí)空變化。

1 研究?jī)?nèi)容與數(shù)據(jù)來(lái)源

1.1 區(qū)域概況

長(zhǎng)治市坐落在晉東南，是以山地丘陵為主的黃土高原盆地。長(zhǎng)治市地處內(nèi)陸，形成了比較典型的大陸性季風(fēng)氣候，多年（1956—2000年）平均降水量為573.3mm，而且具有年內(nèi)分配不均的特點(diǎn)。多年平均水資源總量19.07 億m3，但是水資源地區(qū)分布不均勻，上黨盆地區(qū)人口密集，工業(yè)發(fā)達(dá)，是全市經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的中心，人口占全市的58.9%，GDP 占全市的62.6%，但其水資源量只占到全市的31.6%，這一區(qū)域水的供需矛盾將更加突出；此外煤礦開(kāi)采疏干煤系地層及上覆含水層孔隙、裂隙地下水，從而影響巖溶地下水的補(bǔ)給，部分地區(qū)已出現(xiàn)地面沉降、裂縫、塌陷等現(xiàn)象，有些還對(duì)周邊居民生活用水產(chǎn)生影響。因此，要對(duì)長(zhǎng)治市水資源的時(shí)空變化特征進(jìn)行系統(tǒng)分析，為本地水資源合理開(kāi)發(fā)、優(yōu)化配置以及水資源管理提供科學(xué)依據(jù)。

1.2 研究?jī)?nèi)容

本文研究?jī)?nèi)容：一是通過(guò)長(zhǎng)治市多年水資源量與水資源用水結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)分析它們之間的時(shí)間變化特征；二是通過(guò)建立水資源變化區(qū)域差異模型來(lái)直接分析長(zhǎng)治市水資源利用的空間變化特征。

1.3 數(shù)據(jù)來(lái)源

本文多年水資源量、取用水量等數(shù)據(jù)來(lái)自于《長(zhǎng)治市水資源公報(bào)》（2013-2017）、《長(zhǎng)治市用水統(tǒng)計(jì)年報(bào)》（2013-2017）。

2 長(zhǎng)治市水資源利用的時(shí)間變化特征分析

2.1 水資源供需情況的分析

選取2013—2017年的長(zhǎng)治市水資源數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，結(jié)果如表1 所示，長(zhǎng)治市的水資源總量與用水總量隨時(shí)間變化兩者總的趨勢(shì)均為下降的，2016年水資源總量有所增加，是因?yàn)槿锌側(cè)刖乘?.725 1 億m3，比上年偏多349.9%。水資源擁有量由2013年的16.87 億m3下降到2017年的13.59 億m3，減少率為19.44%，減少值為3.28 億m3；與此同時(shí)，全市用水量由2013年的6.23 億m3下降到2017年的5.36 億m3，減少率為13.96%，減少值為0.87 億m3。分析5年的水資源總量和用水總量變化情況，水資源總量和用水總量均呈下降趨勢(shì)，但兩者減少率和減少值相比，水資源總量的減少幅度大于用水總量的減少幅度。隨著長(zhǎng)治市城鎮(zhèn)化水平的提高和經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，供水規(guī)模逐年增大，水資源供需矛盾日益突出。

2.2 用水結(jié)構(gòu)的分析

如表1 所示，在2013-2017年期間，長(zhǎng)治市水資源利用中農(nóng)業(yè)用水占比最高，農(nóng)業(yè)用水占用水總量的40%以上，其次是工業(yè)用水，工農(nóng)業(yè)兩個(gè)類(lèi)型用水占比達(dá)到了75%以上，生活和生態(tài)用水總共僅占不足25%的比例。從年際間用水結(jié)構(gòu)變化來(lái)看，總體上呈現(xiàn)出“三增一降”的形態(tài)特點(diǎn)，生活用水、農(nóng)業(yè)用水、生態(tài)用水的比重呈現(xiàn)增長(zhǎng)趨勢(shì)，工業(yè)用水比重呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。農(nóng)業(yè)用水比重增長(zhǎng)最大，增加了4.64 個(gè)百分點(diǎn)，其次是生活用水比重增加了4.28 個(gè)百分點(diǎn)，生態(tài)用水比重呈微弱增長(zhǎng)趨勢(shì)，工業(yè)用水比重降低了9.07 個(gè)百分點(diǎn)。隨著長(zhǎng)治市工業(yè)領(lǐng)域轉(zhuǎn)型升級(jí)，在地方政府部門(mén)一系列積極的治水政策下，關(guān)井壓采，生態(tài)修復(fù)等共同支撐下，工業(yè)中重點(diǎn)耗水大戶用水量明顯下降；同時(shí)伴隨經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、人口的發(fā)展，生活用水和農(nóng)業(yè)用水是在水資源利用結(jié)構(gòu)中持續(xù)增長(zhǎng)的主要?jiǎng)恿Α?/p>

表1 2013-2017年長(zhǎng)治市水資源利用情況與用水結(jié)構(gòu)

3 長(zhǎng)治市水資源利用的空間變化特征分析

長(zhǎng)治市各縣區(qū)水資源利用變化存在著顯著的地區(qū)差異，可以通過(guò)王秀蘭等[2]提出的利用變化區(qū)域差異模型來(lái)分析，該模型是用水資源利用類(lèi)型相對(duì)變化率來(lái)反映各縣區(qū)的差異情況，如下式所示。

式中：R 為某區(qū)域某一特定水資源利用類(lèi)型的相對(duì)變化率；Ka 與Kb 分別表示某區(qū)域某一特定水資源利用類(lèi)型的利用量在研究期初與研究期末的數(shù)值；Ca 與Cb 分別表示該區(qū)域全部水資源利用總量在研究期初與研究期末的數(shù)值。

如果某區(qū)域某種水資源利用類(lèi)型的相對(duì)變化率R＞1，則表示該區(qū)域這種水資源利用類(lèi)型變化較全區(qū)域大；若某區(qū)域某種水資源利用類(lèi)型的相對(duì)變化率R=1，則表示該區(qū)域這種水資源利用類(lèi)型的變化與全區(qū)域的一樣；若某區(qū)域某種水資源利用類(lèi)型的相對(duì)變化率R＜1，則表示該區(qū)域這種水資源利用類(lèi)型變化較全區(qū)域小。

由上述公式計(jì)算出2013-2017年長(zhǎng)治市12 個(gè)縣（區(qū)）不同水資源利用類(lèi)型的相對(duì)變化率，如表2 所示。利用標(biāo)準(zhǔn)差分析水資源利用類(lèi)型的空間變化，得出生態(tài)用水的空間變化差異最大；工業(yè)用水和農(nóng)業(yè)用水的空間變化差異居中；生活用水和用水總量的空間變化差異最小。

表2 2013-2017年長(zhǎng)治市12 個(gè)縣（區(qū)）水資源利用類(lèi)型空間差異

從空間變化的12 個(gè)縣區(qū)數(shù)據(jù)散布看，用水總量以潞州區(qū)、上黨區(qū)、屯留區(qū)和潞城區(qū)的變化小于整個(gè)長(zhǎng)治市的變化，而其余8 個(gè)縣的變化大于整個(gè)長(zhǎng)治市的變化；生活用水變化中有屯留區(qū)、黎城縣和壺關(guān)縣等5地區(qū)的變化大于整個(gè)長(zhǎng)治市的變化，而潞州區(qū)、上黨區(qū)和襄垣縣等7 地區(qū)的變化均小于整個(gè)長(zhǎng)治市的變化；農(nóng)業(yè)用水的變化中潞州區(qū)、屯留區(qū)和平順縣等6地區(qū)的變化大于整個(gè)長(zhǎng)治市的變化，而上黨區(qū)、襄垣縣和長(zhǎng)子縣等6 地區(qū)的變化小于整個(gè)長(zhǎng)治市的變化；工業(yè)用水變化中潞州區(qū)、屯留區(qū)和黎城縣等4 地區(qū)的變化大于整個(gè)長(zhǎng)治市的變化，而上黨區(qū)、襄垣縣和平順縣等8 地區(qū)的變化小于整個(gè)長(zhǎng)治市的變化；生態(tài)用水變化中有上黨區(qū)、平順縣和武鄉(xiāng)縣等5 地區(qū)的變化大于整個(gè)長(zhǎng)治市的變化，而潞州區(qū)、襄垣縣和屯留區(qū)等7 地區(qū)的變化均小于整個(gè)長(zhǎng)治市的變化。由此可得，沁源縣水資源利用相對(duì)變化率最大，潞城區(qū)的水資源利用相對(duì)變化率最小。

4 結(jié)論

本文以長(zhǎng)治市以及12 個(gè)縣區(qū)為例，基于2013-2017年間研究區(qū)水資源數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)分析長(zhǎng)治市水資源利用的時(shí)空變化特征，主要結(jié)論如下：

1）從水資源利用的時(shí)間變化特征分析，水資源總量和用水總量隨時(shí)間變化均呈下降趨勢(shì)，但把兩者減少率和減少值作比較，水資源總量的減少幅度大于用水總量的減少幅度；在年際間變化中，工農(nóng)業(yè)兩個(gè)類(lèi)型用水占比達(dá)到了75%以上，用水結(jié)構(gòu)變化來(lái)看，總體上呈現(xiàn)出“三增一降”的形態(tài)特點(diǎn)，生活用水、農(nóng)業(yè)用水、生態(tài)用水的比重呈現(xiàn)增長(zhǎng)趨勢(shì)，工業(yè)用水比重呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。

2）從水資源利用的空間變化特征分析，生態(tài)用水的空間變化差異最大，其次是工業(yè)用水和農(nóng)業(yè)用水的空間變化差異，生活用水和用水總量的空間變化差異最小；沁源縣水資源利用相對(duì)變化率最大，潞城區(qū)的水資源利用相對(duì)變化率最小。