四川省地表水資源量變化趨勢分析

蔣吉發(fā)，王正勇

(四川省水文水資源勘測中心，成都，610036)

四川省冰川水資源占比較少，地下水資源變化不大，水資源主要是大氣降水形成的地表水資源。近年來，經(jīng)濟(jì)社會快速發(fā)展，部分區(qū)域水資源短缺，水安全問題日益突出，地表水資源演變規(guī)律呈現(xiàn)新的特點(diǎn)。

1 四川境內(nèi)水汽來源

四川省地處青藏高原與長江中下游平原過渡地帶。境內(nèi)西部為青藏高原邊緣及橫斷山區(qū)，東部為群山環(huán)抱的四川盆地，全省總體地勢呈東低西高的特點(diǎn)，大致可分為盆地腹部低海拔平原丘陵區(qū)、盆緣中海拔山地區(qū)、川西高山高原及川西南山地四大區(qū)域。

四川省屬暖濕的亞熱帶東南季風(fēng)和干濕季分明的亞熱帶西南季風(fēng)交替影響地區(qū)。大氣水汽來源受東亞季風(fēng)、南亞季風(fēng)、高原季風(fēng)的影響。水汽主要來自孟加拉灣，次為南海。西部高原水汽入流以西南方向為主；東部盆地由西南季風(fēng)帶來的水汽因受南亞季風(fēng)低壓槽外圍的氣旋式流場影響，進(jìn)入四川盆地后往往由西南風(fēng)轉(zhuǎn)為東南風(fēng)，氣旋環(huán)流加強(qiáng)、風(fēng)速加大，既加劇來自孟加拉灣上空水汽的水平輸送，也增強(qiáng)水汽的垂直輸送，這是水汽輸送的主要形式；在青藏高原上空還有一條水汽輸送帶，高原上空暖濕空氣由拉薩、昌都經(jīng)紅原到武都一帶，在金沙江上游入川，為甘孜州、阿壩州北部輸送水汽。

四川省水汽含量的總體分布趨勢是以四川盆地東南部至重慶涪陵為濕中心，自東南向西北水汽含量逐漸減少，四川盆地空中水汽含量明顯大于川西高原。水汽含量年內(nèi)變化主要取決于大氣環(huán)流對暖濕氣流的輸送條件。從春季開始，來自東太平洋的東南季風(fēng)從東向西逐漸深入到四川盆地，帶來的水汽從東向西形成四川省盆地多雨期，由于西南季風(fēng)未到，川西南上空水汽含量較小，降水稀少；到6、7月份來自孟加拉灣的西南季風(fēng)到達(dá)四川盆地與東南季風(fēng)匯合后北上，兩大洋濕潤氣流帶來豐沛的水汽形成降水的高峰期；在盛夏時節(jié)西太平洋副熱帶高壓氣流向西延伸，四川東部處于副熱帶高壓氣流控制下，易形成連晴高溫少雨的川東伏旱，而盆地西部位于副熱帶高壓邊緣，盆地西部偏東的暖濕氣流遇高原地形對降水產(chǎn)生增幅作用；隨著秋季的到來，西南季風(fēng)逐漸減弱，東亞季風(fēng)環(huán)流約在10月中旬逐步從北向南進(jìn)入四川，結(jié)束于翌年4月中旬，在冬季環(huán)流控制下，形成四川省少雨期。

2 降水分布規(guī)律及變化趨勢

降水量的地區(qū)分布與水汽來源方向、地形地貌相對應(yīng)。四川省1956-2016年同步期系列多年平均降水量962.0mm，降水較為豐沛，但地區(qū)分布不均，差異甚大，西部鄰近云南邊界地處金沙江干旱河谷得榮縣站334.3mm，東部盆緣大相嶺金山站達(dá)到2453.2mm，相差7倍多?？傮w來看，四川盆地盆緣高于盆中，盆緣山區(qū)降水量一般為1000mm～2000mm；盆地西緣山地形成1400mm～2200mm的弧形高值帶，其中大相嶺高值中心達(dá)到2500mm為全省最高；盆地腹部一般為800mm～1000mm；西部高原高山大體是自東南向西北遞減，變化于500mm～2200mm之間，但在高原的金沙江河谷狹窄地帶僅300mm；西南山地有許多小尺度的降水高低值中心相間分布，變化復(fù)雜。

四川盆緣山區(qū)多年平均降水1338.0mm，比全省平均多39.1%，為全省最多區(qū)域；盆地腹部多年平均降水1121.1mm，高于全省平均，比全省平均多5.2%；四川西南山地多年平均降水1150.4mm，高于全省平均，比全省平均多19.6%；川西高山高原多年平均降水796.5mm，比全省平均少17.2%，為全省最少區(qū)域。

1956-2016年同步期降水量系列按10年期統(tǒng)計，近期降水量普遍少于1956-1986年時期。西部高原高山平均降水量最大為1956-1966年，比同步期平均偏多3.6%，最小為2007-2016年比同步期平均偏少5.8%；西南山地平均降水量最大為1997-2006年，比同步期平均偏多4.4%，最小為2007-2016年比同步期平均偏少3.8%；盆緣山區(qū)平均降水量最大為1956-1966年，比同步期平均偏多7.0%，最小為1997-2006年比同步期平均偏少6.0%；盆地腹部山丘區(qū)平均降水量最大為1956-1966年，比同步期平均偏多8.0%，最小為1997-2006年比同步期平均偏少6.8%；盆地成都平原平均降水量最大為1956-1966年，比同步期平均偏多17.8%，最小為1997-2006年比同步期平均偏少17.7%；盆地平行嶺谷區(qū)平均降水量最大為1967-1976年，比同步期平均偏多4.0%，最小為1997-2006年比同步期平均偏少2.8%。成都平原為10年期平均降水量變化幅度最大的區(qū)域。全省范圍內(nèi)近期降水量普遍少于遠(yuǎn)期，盆地近30年降水量普遍少于前30年，其中1997-2006年是盆地降水量偏少最多的時期。各地形區(qū)降水量變化趨勢見圖1。

除盆緣山區(qū)年降水量變化趨勢不明顯外，全省其他地形區(qū)1980年以來年降水量均呈下降趨勢，全省年降水量總體呈下降趨勢。四川降水量變化情勢與全球持續(xù)變暖存在一定的對應(yīng)關(guān)系。全球持續(xù)變暖促使高原夏季風(fēng)強(qiáng)和西太平洋副熱帶高壓偏南年份增多，四川盆地西部大部分地區(qū)降水減少，盆地東部降水距平呈現(xiàn)出南北部反向分布，偏北地區(qū)降水減少，偏南地區(qū)降水增加，盆地東部偏北地區(qū)全在四川境內(nèi)，偏南地區(qū)以重慶市為主。氣候變暖帶來的大氣環(huán)流變異是四川降水量呈下降趨勢的主要原因。

3 蒸散發(fā)特征及變化趨勢

蒸發(fā)是水循環(huán)三要素之一。1956年以來，四川省未發(fā)生過足以改變下墊面產(chǎn)、匯流條件的破壞性地質(zhì)災(zāi)害和大范圍的人為改變下墊面事件。因此，氣溫升高、降水減少、蒸發(fā)增大等氣候條件變化是四川水資源情勢演變的主要原因。

東部盆地為氣候濕潤地區(qū)，濕度大、風(fēng)速小、云霧多、日照少，其綜合影響導(dǎo)致陸地蒸發(fā)量不大，盆緣山區(qū)降水量豐沛，下墊面供水條件好，多年平均陸地蒸發(fā)量521.8mm；盆地腹部氣溫高于盆緣山區(qū)，多年平均陸地蒸發(fā)量587.1mm；四川西南山地為氣候偏干旱地區(qū)，氣溫高、日照時間長，風(fēng)速大，水面蒸發(fā)量全省最大，但降水年內(nèi)分配過于集中，大部分時間下墊面供水不足，多年平均陸地蒸發(fā)量439.1mm；川西高山高原以寒溫帶氣候為主，空氣干燥，水汽含量少，雖然氣溫低，但水面蒸發(fā)量大于東部盆地，因降水稀少，對下墊面補(bǔ)水嚴(yán)重不足，多年平均陸地蒸發(fā)量340.2mm，為全省多年平均最小區(qū)域。

四川省氣象部門多數(shù)臺站20cm口徑蒸發(fā)皿水面蒸發(fā)量觀測始于1980年，2013年以后全部停測，僅保留少數(shù)氣象站E601蒸發(fā)皿水面蒸發(fā)量觀測項目。在全國水資源第3次調(diào)查評價過程中，選擇全省93個氣象站按各地形分區(qū)計算年平均20cm蒸發(fā)量和降水量，其中盆地腹部為54站平均，盆緣山區(qū)12站平均，四川西南山地13站平均，川西高原14站平均。繪制地形分區(qū)1980-2013年逐年20cm蒸發(fā)皿蒸發(fā)量過程線，用線性趨勢線分析蒸發(fā)量變化趨勢。

分析結(jié)果表明，1980年以來盆地腹部蒸發(fā)皿蒸發(fā)量與降水量變化趨勢相反，年蒸發(fā)量呈波動增加趨勢。從線性趨勢線分析，蒸發(fā)量增加趨勢顯著，年均增加3.3mm；盆地腹部降水量呈波動減少趨勢，降水量減少趨勢顯著，年均減少3.5mm。

1980年以來，盆緣山區(qū)蒸發(fā)皿蒸發(fā)量與降水量變化趨勢不明顯。從線性趨勢線分析，20cm蒸發(fā)皿年蒸發(fā)量略呈增加趨勢，年均增加僅有0.2mm；降水量也略呈增加趨勢，年均增加也僅0.2mm。

1980年以來，四川西南山地蒸發(fā)皿蒸發(fā)量與降水量均呈下降趨勢。從線性趨勢線分析，20cm蒸發(fā)皿年蒸發(fā)量呈波動減少趨勢，年均約減少2.0mm；降水量也呈波動減少趨勢，年均約減少2.7mm。

1980年以來，川西高原蒸發(fā)皿蒸發(fā)量呈下降趨勢而降水量變化不明顯。從線性趨勢線分析，20cm蒸發(fā)皿年蒸發(fā)量呈波動減少趨勢，年均約減少2.2mm；降水量變化趨勢不明顯，年均僅減少0.2mm。

盆地東部為氣候濕潤地區(qū)，年降水量大于年水面蒸發(fā)量，下墊面供水充分，符合氣候變暖，水面蒸發(fā)量增加，降水量減少規(guī)律。

西部西南山地、川西高原為氣候干旱、半干旱地區(qū)，年水面蒸發(fā)量大于年降水量，干、濕季分明，年內(nèi)降水較集中，降水日數(shù)少，年水面蒸發(fā)量與年降水量變化趨勢對應(yīng)關(guān)系不明顯。各地形分區(qū)蒸發(fā)量變化趨勢見圖2。

4 典型代表站徑流變化趨勢分析

按地形分類區(qū)選擇實(shí)測徑流資料系列較長，流域邊界閉合，控制面積適中，區(qū)域代表性較好的12個水文站作為徑流變化趨勢分析站。用線性趨勢線對各站全系列、1980年前系列和1980-2016年系列分別作年徑流變化趨勢分析。其中，有10個站全系列徑流變化呈下降趨勢，盆地東部及川西高原各有1站徑流變化略呈上升趨勢；有10個站1980年前系列徑流變化呈下降趨勢，盆地東部腹部及東部盆緣山區(qū)各有1站徑流變化呈上升趨勢；有10個站1980-2016年系列徑流變化呈下降趨勢，西南山地和西部高原各有一站徑流變化呈上升趨勢。

總體看來，四川省各地形區(qū)徑流以減少趨勢為主，1980年以后徑流下降減少趨勢加快。徑流減少趨勢不大的區(qū)域主要在盆地東部渠江流域、川西高原雅礱江流域、西南山地金沙江沿岸。各代表站年徑流趨勢分析成果見表1。

表1 徑流趨勢分析選用站年徑流深變化趨勢

5 水資源量變化趨勢分析

全省多年平均天然徑流量2563.60億m3，徑流深527.5mm，徑流系數(shù)0.55。盆緣山區(qū)多年平均徑流深816.2mm，為全省最大，徑流系數(shù)0.61；盆緣腹部多年平均徑流深425.0mm，為全省最小，徑流系數(shù)0.42；川西南山地多年平均徑流深711.3mm，徑流系數(shù)0.62；川西高山高原多年平均徑流深456.7mm，徑流系數(shù)0.57。

5.1 豐枯交替出現(xiàn)

四川省多年平均水資源總量2564.76億m3，1956-2016年水資源總量差積曲線走勢為升→降→升→降。1956-1968年時段差積曲線呈上升趨勢，為水資源較豐時段，年平均水資源總量2736.14億m3，距平差6.8%；1969-1979年時段差積曲線呈下降趨勢，為水資源較枯時段，年平均水資源總量2429.84億m3，距平差-5.3%；1980-1993年時段差積曲線呈上升趨勢，為水資源較豐時段，年平均水資源總量2693.61億m3，距平差5.0%；1994-2016年時段差積曲線呈下降趨勢，為水資源較枯時段，年平均水資源總量2458.30億m3，距平差-4.4%。

表2 四川省重點(diǎn)流域地表水資源量距平差統(tǒng)計及豐枯周期

5.2 變化趨勢

用線性趨勢線對全省及各水資源三級區(qū)1956-2016年系列、1956-1980年系列和1981-2016年系列分別做年水資源總量變化趨勢分析。全省1956-2016年平均水資源總量2564.76億m3，年水資源總量變化呈振蕩下降趨勢，平均每年減少4.05億m3；1956-1980年平均水資源總量2603.61億m3，年水資源總量變化呈振蕩下降趨勢，平均每年減少8.91億m3；1981-2016年平均水資源總量2537.78億m3，年水資源總量變化呈振蕩下降趨勢，平均每年減少9.10億m3。3個系列比較，1981-2016年平均水資源總量最小，年水資源總量減少趨勢最明顯。

全省14個水資源三級區(qū)中，有12個1956-2016年水資源總量系列呈振蕩下降趨勢；雅礱江、赤水河略呈增加趨勢，年均增加量不大。有10個1956-1980年水資源總量系列呈振蕩下降趨勢，黃河流域(瑪曲以上)、渠江、赤水河、漢江(任河，丹江口以上)4個三級區(qū)呈增加趨勢，年均增加量不大；有12個1981-2016年水資源總量系列呈振蕩下降趨勢，石鼓以下干流、赤水河呈增加趨勢。

14個水資源三級區(qū)中，有7個三級區(qū)在1956-2016年、1956-1980年、1981-2016年三個水資源總量系列均呈振蕩下降趨勢，僅赤水河3個水資源總量系列均呈增加趨勢，赤水河流域與川南盆地邊緣山區(qū)，面積僅為全省面積的1.2%，對全省水資源量變化總體趨勢影響不大。

表3 分區(qū)水資源總量變化趨勢分析

5.3 近期變化預(yù)測

在下墊面基本穩(wěn)定的情況下，四川省水資源情勢主要取決于大氣降水。四川盆地西部及四川西南山地是四川省的主要雨區(qū)和水資源主要產(chǎn)水區(qū)。由于實(shí)現(xiàn)《巴黎氣候變化協(xié)定》目標(biāo)還有一個較長過程，近期全球變暖趨勢還不會逆轉(zhuǎn)，氣候異常對四川省降水量及其降水分布影響還將持續(xù)。四川出現(xiàn)類似1981-2016年水資源量明顯減少的情況仍然可能發(fā)生。

6 結(jié)論與建議

(1)通過分析研究，1956-2016年四川省年水資源總量變化呈振蕩下降趨勢，1981-2016年平均水資源總量最小，年水資源總量減少趨勢最明顯。

(2)在全球變暖的大背景下，在一定時期內(nèi)全省可能出現(xiàn)水資源量明顯減少的可能。其中四川盆地西部及四川西南山地水資源量明顯減少出現(xiàn)的幾率大于西部高山高原及盆地東部。

(3)建議認(rèn)真貫徹“節(jié)水優(yōu)先、空間均衡，系統(tǒng)治理、兩手發(fā)力”治水新思路，圍繞成渝雙城經(jīng)濟(jì)圈發(fā)展戰(zhàn)略，建立水資源最大剛性約束制度，加快引大濟(jì)岷、“五縱六橫”骨干水網(wǎng)和水庫工程建設(shè)，減小水資源時空分布不均對經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的影響，強(qiáng)化節(jié)約集約用水，優(yōu)化水資源配置和調(diào)度，為我省經(jīng)濟(jì)社會高質(zhì)量發(fā)展提供強(qiáng)力的水安全保障。