貴州巖溶山區(qū)水資源特點(diǎn)及農(nóng)村供水保障問(wèn)題探討

朱生亮，江 波，林 濤

(貴州科學(xué)院 貴州省山地資源研究所，貴州 貴陽(yáng) 550001)

1 引言

貴州地處云貴高原東斜坡地帶，氣候濕潤(rùn)，降雨豐沛，大部區(qū)域年降水量在1100 mm以上。作為典型巖溶山區(qū)省份，碳酸鹽巖出露面積近13萬(wàn)km2，占全省國(guó)土面積的73%[1]。貴州省地貌屬于高原山地，其中92.5%的面積為山地和丘陵，坡度25°以上山地面積125667 km2，占國(guó)土面積71.34%，山間平壩區(qū)面積僅有13230 km2[2]，且城鎮(zhèn)多集中于此。農(nóng)村絕大多數(shù)處于地形破碎，層巒疊嶂的山區(qū)，土地零散，人居分散，農(nóng)用水利工程多為小微型蓄水設(shè)施，而區(qū)內(nèi)以發(fā)展種植業(yè)為主，水利設(shè)施作用有限，農(nóng)村用水受氣候影響很大。隨著鄉(xiāng)村振興產(chǎn)業(yè)發(fā)展，水資源需求量不斷增加，巖溶山區(qū)農(nóng)村供水保障仍將是今后經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的重要課題。

2 巖溶山區(qū)水資源形成條件和特點(diǎn)

2.1 貴州降水豐富，時(shí)空分布不均

貴州屬亞熱帶濕潤(rùn)季風(fēng)氣候，雨熱同季，處于云貴高原斜坡地帶，陰雨天氣較多。1961年以來(lái)，貴州省平均年降雨量介于855～1420 mm之間[3]，多年降水量平均值1200 mm左右，約為全國(guó)平均年降雨量2倍。除畢節(jié)部分地區(qū)外，貴州大部分地區(qū)多年平均降雨量都在1000 mm以上，其中六枝、晴隆一帶最高，年均降雨量1500 mm以上。省內(nèi)年平均相對(duì)濕度除少數(shù)地區(qū)外，多在80%以上，且大部分區(qū)域累年月日降水量≥0.1 mm在10日以上，夏季更在15日以上。貴州降水量的季節(jié)變化受季風(fēng)影響明顯，一年內(nèi)近50%的降水量都集中在夏季(6～8月)，而冬季(12～2月)降水量?jī)H占年總降水量的5%以下。各地年總降水量的變率一般在20%以內(nèi)，但月降水年度變率很大，有的月降水量年際變化可達(dá)幾十倍[4]。

2.2 巖溶山區(qū)水文過(guò)程復(fù)雜

以苗嶺為分水嶺，貴州河流分屬長(zhǎng)江、珠江兩大流域。全省河網(wǎng)密布，長(zhǎng)度10 km以上的河流984余條，其中90%以上長(zhǎng)度在10～50 km之間，河網(wǎng)密度平均每100 km2河長(zhǎng)17.1 km[5]。貴州主要河流多發(fā)源于西部高原，水流方向由西分別向東及南、北方向呈扇狀展布。大多數(shù)河流上游河谷開闊，比降平緩，中游束放相間，水流湍急，下游河谷狹窄，急流深切。區(qū)內(nèi)碳酸鹽巖分布廣泛，巖溶發(fā)育強(qiáng)烈，近60%的河流穿行其間，明、暗流(伏流)交替出現(xiàn)，地表水與地下水相互轉(zhuǎn)化補(bǔ)給。

貴州河流都是雨源性河流，主要補(bǔ)給源于大氣降水，地表徑流量的變化分布基本與降水量的變化分布趨勢(shì)一致。大部分地表水多年平均徑流深為500～700 mm，省內(nèi)河流年徑流系數(shù)變化在0.35～0.65之間，全省地表水徑流量多年平均為1000億m3左右[6]。大氣降水通過(guò)巖溶洼裂隙、落水洞、豎井等途徑補(bǔ)給地下水，或由地表下滲溶隙、溶孔、溶洞匯流于地下水流管道，全省長(zhǎng)度大于2 km的地下河有1130條，總長(zhǎng)度6246 km，平常期總流量214.03億m3/a[7]。大部分巖溶區(qū)巖溶發(fā)育強(qiáng)烈，地表徑流少，雨水流失快，地下徑流豐富，而地表干旱缺水；由于地下水管道集中徑流、排泄，地下富水性不均，其流量變化隨降水變化影響，地下水資源化程度低。

2.3 地形破碎，水源分散

由于貴州的碳酸鹽巖等沉積巖發(fā)育，地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，巖溶地貌分布廣泛，類型多樣。受溶蝕、侵蝕、構(gòu)造塑造地貌外營(yíng)力作用，呈現(xiàn)出峰叢洼地、峰叢谷地、峰林洼地、峰林谷地、溶丘洼地、溶丘盆地、丘峰谷地、峰叢峽谷、峰叢溝谷、壟脊槽谷、斷陷盆地等多種巖溶地貌類型[8]。境內(nèi)地勢(shì)西高東低，自中部向北、東、南三面傾斜，山脈眾多，重巒疊嶂，全省92.5%的國(guó)土面積為山地和丘陵，有125.8萬(wàn)個(gè)山頭，是全國(guó)唯一沒有平原支撐的省份。

貴州山高谷深，地形破碎，山間平壩地少，一般都為河流沖擊而成，水利設(shè)施條件好。全省坡地大于25°的山地面積占國(guó)土面積的71.34%，村寨多分散在山谷、山坡地帶；耕地零散，自然坡度大，大多處在15～25°之間，坡地大于25°的耕地占19.85%，坡耕地水土易流失，土地相對(duì)貧瘠，耕層小于15 cm占40.40%[9]，且水田少，旱地多，耕地保水抗旱能力弱，農(nóng)村取用水集中難度大、費(fèi)用高。

3 貴州農(nóng)村供水保障條件變化

20世紀(jì)90年代，解決農(nóng)村飲水困難正式納入國(guó)家重大規(guī)劃，農(nóng)村飲水資金投入力度大幅度增加。貴州把解決農(nóng)村飲水安全問(wèn)題作為重點(diǎn)民生實(shí)事之一，先后啟動(dòng)實(shí)施了“渴望工程”和“解困工程”。2005～2015年，國(guó)務(wù)院先后批準(zhǔn)實(shí)施《2005-2006年農(nóng)村飲水安全應(yīng)急工程規(guī)劃》《全國(guó)農(nóng)村飲水安全工程“十一五”規(guī)劃》和《全國(guó)農(nóng)村飲水安全工程“十二五”規(guī)劃》，我國(guó)農(nóng)村長(zhǎng)期存在的飲水安全問(wèn)題基本得到解決。在此期間，貴州省農(nóng)村飲水安全工程全面鋪開，克服“山高谷深水源低、雨多水少不易蓄”困境，大規(guī)模興修人飲工程，累計(jì)解決了2973.95萬(wàn)農(nóng)村群眾和222萬(wàn)農(nóng)村學(xué)校師生的飲水安全問(wèn)題。

為進(jìn)一步提高農(nóng)村飲水安全保障水平，“十三五”期間，中央政府決定實(shí)施農(nóng)村飲水安全鞏固提升工程。2016年，國(guó)家發(fā)展改革委等部委聯(lián)合印發(fā)通知，要求各地圍繞全面建成小康社會(huì)、打贏脫貧攻堅(jiān)戰(zhàn)的戰(zhàn)略部署和目標(biāo)要求，進(jìn)一步提升農(nóng)村集中供水率、自來(lái)水普及率、供水保證率和水質(zhì)達(dá)標(biāo)率。到2020年，全面解決貧困人口飲水安全問(wèn)題。2020年后，中國(guó)將持續(xù)加強(qiáng)飲用水水源保護(hù)，完善工程長(zhǎng)效運(yùn)行管護(hù)機(jī)制，進(jìn)一步提升農(nóng)村飲水安全保障水平，確保到2030年實(shí)現(xiàn)人人普遍和公平獲得安全和負(fù)擔(dān)得起的飲用水。

貴州省內(nèi)農(nóng)村大部分處于地形破碎、層巒疊嶂的山區(qū)，其中大多數(shù)有山泉水可直接作為飲用水源，一些則集儲(chǔ)雨水用作生活用水，用水費(fèi)用低廉，但水量與降雨關(guān)聯(lián)性強(qiáng)，質(zhì)量季節(jié)性變化大。而實(shí)施飲水安全工程提升了農(nóng)村供水保障水平，也緩解了少雨干旱缺水問(wèn)題，但工程資金投入與運(yùn)行管護(hù)費(fèi)用高，用水費(fèi)用亦高，而區(qū)內(nèi)年降水量較多，許多地方供水工程利用率低，飲水安全工程建設(shè)與供水保障成效并非相向而行，也制約了農(nóng)村供水質(zhì)量的提升，如能解決則有助于提升農(nóng)村飲水安全保障水平，助推鄉(xiāng)村振興發(fā)展。隨著區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展，巖溶山區(qū)農(nóng)村飲用水安全得到大幅提升，但仍有一些問(wèn)題待解決，如：鄉(xiāng)村產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的供水保障性問(wèn)題，氣候異常變化引起的洪澇災(zāi)害和干旱缺水的防控問(wèn)題，建設(shè)的供水工程運(yùn)行效率問(wèn)題。

4 貴州工程性缺水問(wèn)題趨緩

巖溶發(fā)育強(qiáng)烈，地表層持水能力差，雨水流失速度快，地表水系地勢(shì)低，且地下水位埋藏深，造成水資源開發(fā)工程費(fèi)用投入大收益小，缺乏規(guī)模水利設(shè)施而供水不足，存在于西南巖溶區(qū)特殊的缺水類型——“工程性缺水”。工程性缺水的關(guān)鍵問(wèn)題是取水費(fèi)用高，用水者無(wú)力承擔(dān)建設(shè)與運(yùn)行相應(yīng)的資金投入。但隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和技術(shù)進(jìn)步，以及國(guó)家對(duì)農(nóng)村飲水安全建設(shè)大力投入，工程性缺水的核心問(wèn)題發(fā)生了變化。

4.1 城鎮(zhèn)化進(jìn)程，農(nóng)村常駐人口數(shù)量大幅縮減

改革開放以來(lái)，貴州城鄉(xiāng)建設(shè)變化巨大，城鎮(zhèn)化進(jìn)程發(fā)展迅速。1982年(第三次人口普查)至2020年(第七次人口普查)，貴州城鎮(zhèn)人口由540.22萬(wàn)人增至2049.59萬(wàn)人，鄉(xiāng)村人口由2315.07萬(wàn)人降至1806.62萬(wàn)人。城市建成區(qū)面積由2005年的706.20 km2擴(kuò)展到2019年的1914.21 km2。大批人員由鄉(xiāng)村進(jìn)入城鎮(zhèn)求學(xué)就業(yè)，農(nóng)村大部分青壯勞力都在城市工作生活，農(nóng)村大部分時(shí)間只有留守老人和兒童，很大程度減少了農(nóng)村飲用水供應(yīng)的需求。此外，“十三五”時(shí)期貴州共實(shí)施易地扶貧搬遷192萬(wàn)人，從環(huán)境承載力低下的偏遠(yuǎn)山區(qū)遷出，帶動(dòng)貴州城鎮(zhèn)化人口增長(zhǎng)5%，擺脫了“一方水土養(yǎng)不起一方人”的民生難題，促進(jìn)了遷出地生態(tài)修復(fù)。

4.2 植樹造林，巖溶地表調(diào)蓄水資源能力增強(qiáng)

1989年實(shí)施水土保持治理以來(lái)，至2015年貴州水利部門營(yíng)造水保林79.38萬(wàn)hm2，封育林132.75萬(wàn)hm2。自2008年開展石漠化綜合治理，至2015年貴州封山育林42.72萬(wàn)hm2，防護(hù)林7.87萬(wàn)hm2。2006～2015年林業(yè)部門封山育林、退耕還林面積49.88萬(wàn)hm2[10～12]。貴州的森林覆蓋率大幅提升，從2000年后的30.83%提升迅速，至2010年的40.52%，2015年的50%，2019年的60%。退耕還林恢原坡耕地植被，能抑制水土流失；同時(shí)營(yíng)造經(jīng)果林地，能減少農(nóng)業(yè)生產(chǎn)需水量；并且通過(guò)林草植被涵養(yǎng)調(diào)蓄地表水分，能增強(qiáng)土地持水抗旱能力。

4.3 鄉(xiāng)村發(fā)展，基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)提升農(nóng)戶生活水平

貴州在邁入小康社會(huì)的過(guò)程中，投入大量資金開展農(nóng)村交通、水利等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。2018年新改建農(nóng)村公路8172 km，累計(jì)建成農(nóng)村“組組通”硬化路7.75萬(wàn)km，完成“小康水”投資45.64億元，發(fā)展耕地灌溉面積87.93萬(wàn)畝，解決88.41萬(wàn)人飲水安全鞏固提升問(wèn)題[13]。隨著鄉(xiāng)村交通條件的改善，農(nóng)戶收入水平提高，追求更好的居住環(huán)境和生活條件，有條件會(huì)增設(shè)蓄水供水設(shè)施，還能購(gòu)買凈水機(jī)，獲取純凈水。

隨著環(huán)境承載力低下的巖溶山區(qū)居民大量遷離，鄉(xiāng)村基礎(chǔ)設(shè)施大力建設(shè)和居住環(huán)境的改善，巖溶山區(qū)農(nóng)村飲水安全保障得到了鞏固和提升，基本上規(guī)避、解決了工程性缺水問(wèn)題。同時(shí)，農(nóng)戶收入水平普遍上升，農(nóng)戶家庭收入中農(nóng)業(yè)收入占比逐步下降，現(xiàn)已失去主要來(lái)源地位且占比較小。農(nóng)戶不再局限于糧食生產(chǎn)活動(dòng)，可選擇抗災(zāi)能力強(qiáng)的經(jīng)濟(jì)作物種植和畜牧養(yǎng)殖，或通過(guò)非農(nóng)勞動(dòng)經(jīng)營(yíng)獲得收入，具備一定程度的應(yīng)對(duì)干旱等氣候?yàn)?zāi)害能力。

5 巖溶干旱問(wèn)題需深入研究

受大氣環(huán)流及地形等影響，貴州氣候多樣，且氣候不穩(wěn)定，災(zāi)害性天氣種類較多，干旱、洪澇、凝凍、冰雹等頻度大，對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)危害嚴(yán)重。尤以干旱災(zāi)害影響范圍大，作用時(shí)間長(zhǎng)，發(fā)生頻率高[14]。1949～2019年間，受旱災(zāi)田土面積超過(guò)40萬(wàn)hm2的旱災(zāi)年有28年，其中1992年、2010年和2011年3個(gè)年份的干旱的受災(zāi)面積均在150萬(wàn)hm2以上[5,15]。

巖溶區(qū)中平壩地水利條件好，但面積占比很小，其余大多數(shù)為坡耕地，由于耕地下墊面缺少有效隔水層，降雨下滲、地下匯流順暢，如遇大暴雨亦隨坡面流失迅速。巖溶區(qū)耕地質(zhì)量整體不高，大部分土層瘠薄，受農(nóng)戶營(yíng)收環(huán)境調(diào)整的影響，土壤有機(jī)質(zhì)含量普遍偏低，進(jìn)而導(dǎo)致耕地持水能力弱，雨水流失快，如遇到氣候干旱隨即會(huì)引發(fā)嚴(yán)重農(nóng)業(yè)干旱。

巖溶區(qū)大型水利工程中截流筑壩多用于水力發(fā)電，臨近人口密集區(qū)的主要為城鎮(zhèn)飲用水源。由于河谷深切，山大坡陡，水庫(kù)灌渠覆蓋面積小，且地表水體地勢(shì)較低，農(nóng)業(yè)用水提灌費(fèi)用高。而巖溶山區(qū)農(nóng)業(yè)多利用蓄水池、小山塘等零散小型水利設(shè)施，農(nóng)業(yè)用水保障水平有限，且抗旱能力弱。大部分巖溶區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)非常依賴降水，區(qū)內(nèi)大多數(shù)時(shí)間降雨充足，大規(guī)模氣候干旱發(fā)生概率低。農(nóng)戶常年耕作熟悉地方氣候變化，傳統(tǒng)的作物種植產(chǎn)值低，受災(zāi)減收影響小，隨著農(nóng)村飲用水安全保障能力的鞏固提升，干旱問(wèn)題對(duì)農(nóng)戶影響不大，可以通過(guò)調(diào)整農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)應(yīng)對(duì)干旱問(wèn)題。而對(duì)于鄉(xiāng)村已實(shí)施的產(chǎn)業(yè)規(guī)劃化種植，如何應(yīng)對(duì)干旱缺水問(wèn)題特別需要深入研究。

6 巖溶山區(qū)農(nóng)村供水保障建議

6.1 巖溶山區(qū)供水保障不是單一的氣象或水文問(wèn)題，需要更多的科研投入

大氣降水是巖溶區(qū)的主要水源，巖溶山區(qū)氣候、水文條件對(duì)農(nóng)村供水保障能力影響顯著，解決其供水保障問(wèn)題要從多方面入手。除冬季外，貴州大部分區(qū)域日均氣溫都在15°C以上，而且連續(xù)無(wú)雨氣溫偏高，土壤水分散失速度較快，巖溶山區(qū)局部易發(fā)生短時(shí)干旱，對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)有一定程度地影響。對(duì)此，可選擇坑洼地形鋪設(shè)苫布，經(jīng)濟(jì)快捷地收集儲(chǔ)存雨水；采用滴灌、微噴灌等節(jié)水灌溉技術(shù)；增加土壤有機(jī)質(zhì)提升耕地持水能力，應(yīng)對(duì)局部短時(shí)干旱問(wèn)題。而對(duì)于較少發(fā)生、大面積連片、歷時(shí)長(zhǎng)的嚴(yán)重的氣候干旱，目前應(yīng)對(duì)方法有限，須優(yōu)先保障人畜飲水，盡量減少農(nóng)業(yè)損失。同時(shí)，需加強(qiáng)巖溶山區(qū)氣候科學(xué)研究，增強(qiáng)對(duì)嚴(yán)重氣候干旱的預(yù)警和干預(yù)能力。

6.2 水利工程難解巖溶山區(qū)工程性缺水問(wèn)題，提升水資源利用效益是關(guān)鍵

巖溶山區(qū)大型水利工程建設(shè)難度大，投入資金高，而對(duì)于山巒起伏、人居分散的農(nóng)村作用范圍有限，多用于能源生產(chǎn)或人口密集的城鎮(zhèn)供水。由于農(nóng)村耕地零散，水土資源空間分布不相匹配，農(nóng)村產(chǎn)業(yè)發(fā)展通過(guò)大型水利設(shè)施供水，會(huì)大幅增加生產(chǎn)成本，削弱市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。而山區(qū)農(nóng)村修筑的小微型蓄水供水設(shè)施，在平常年雨水充足多被閑置，而遇干旱缺水則會(huì)消耗很快。因此解決農(nóng)村工程性缺水問(wèn)題，需優(yōu)化巖溶山區(qū)農(nóng)村水資源時(shí)空配置，增強(qiáng)供水設(shè)施調(diào)蓄能力，降低供水設(shè)施修筑成本和農(nóng)戶取水費(fèi)用，提升農(nóng)村水資源開發(fā)利用效率和生產(chǎn)效益。

6.3 鄉(xiāng)村振興發(fā)展供水需求迅速增長(zhǎng)，做好產(chǎn)業(yè)規(guī)劃很重要

在全面建成小康社會(huì)的時(shí)代背景下，鄉(xiāng)村供水安全取得階段性的成果，農(nóng)戶飲水、生活用水需求基本上得到保障。鄉(xiāng)村振興繼此推進(jìn)，規(guī)?；姆N植、養(yǎng)殖或鄉(xiāng)村旅游等產(chǎn)業(yè)大力發(fā)展，為確保其健康發(fā)展農(nóng)村供水需求增加，升高了農(nóng)村用水安全保障的難度。

為此，首先要做好產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃，要充分掌握產(chǎn)業(yè)區(qū)氣象、水文條件，籌劃合適的產(chǎn)業(yè)方向、規(guī)模，并考慮鄉(xiāng)村水資源時(shí)空差異變化，排查其中水利條件差的地塊，提出應(yīng)對(duì)措施以防影響整體效益。其次，產(chǎn)業(yè)調(diào)整要慎重，分析農(nóng)業(yè)生產(chǎn)不利水利條件的影響，應(yīng)用節(jié)水技術(shù)，對(duì)于水利條件差的區(qū)域，發(fā)展經(jīng)果林或種植耐旱作物。因地制宜，選擇合適的產(chǎn)業(yè)方向保障生產(chǎn)效益，確保有足夠的資金投入農(nóng)村產(chǎn)業(yè)運(yùn)營(yíng)，增強(qiáng)產(chǎn)業(yè)運(yùn)營(yíng)主體抗災(zāi)能力。

7 結(jié)論

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展，巖溶山區(qū)農(nóng)村供水保障水平大幅提升，其中許多問(wèn)題得到了解決，但巖溶干旱等一些問(wèn)題仍然存在。同時(shí)鄉(xiāng)村振興、產(chǎn)業(yè)發(fā)展，農(nóng)村供水需求增長(zhǎng)迅速，妥善處理農(nóng)村供水問(wèn)題難度加劇。因此，農(nóng)村、農(nóng)業(yè)發(fā)展應(yīng)向集約型轉(zhuǎn)變，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)更應(yīng)借助節(jié)水蓄水技術(shù)，降低用水費(fèi)用、提升生產(chǎn)用水效益；同時(shí)因地制宜，規(guī)劃完善鄉(xiāng)村產(chǎn)業(yè)，充分發(fā)掘巖溶山區(qū)資源，提升生產(chǎn)效益保障農(nóng)村用水需求；也應(yīng)借助區(qū)域氣候研究成果，預(yù)防、應(yīng)對(duì)干旱等災(zāi)害，減少損失，保障農(nóng)村穩(wěn)定發(fā)展。