淮安市水資源時空變化特征分析

侯鈞宇，劉 松，徐 昕，徐 順

（淮安市水利工程建設(shè)管理服務(wù)中心，江蘇淮安 223005）

1 概 述

水資源是連接地球表層圈層的重要橋梁，是支撐經(jīng)濟社會發(fā)展和生態(tài)環(huán)境保護不可替代的自然資源［1-2］。大氣降水是水資源的主要來源，近年來全球氣候變暖以及極端天氣頻發(fā)增大了氣象系統(tǒng)耗散的突變性，這對陸面蒸散、地表徑流聚集、降水過程模式造成了顯著影響，并使得區(qū)域降水特征發(fā)生了一定的改變［3-6］。近年來人們把陸地系統(tǒng)看作氣候系統(tǒng)的一個子系統(tǒng)，研究它和其他子系統(tǒng)的相互影響，因此，對空中水資源的研究也引起了人們的關(guān)注［7］?；窗彩械靥幪厥獾臍夂騾^(qū)，近年來極端降水頻發(fā)易受水旱災(zāi)害影響［8］，這對其水環(huán)境的保護和水資源的開發(fā)利用都提出了更高要求。

水資源的時空變化不僅影響社會的經(jīng)濟發(fā)展，同時也影響了植被變化、生態(tài)環(huán)境變化。目前對雨水有效利用評價研究略顯不夠，研究方式方法眾多，但未形成一套完整的學(xué)術(shù)體系。同時，對淮安市的水資源時空變化研究不夠完整，對研究區(qū)內(nèi)水資源時空變化趨勢的分析相對較少。本文以淮安市為例，揭示區(qū)域內(nèi)降水演變規(guī)律，根據(jù)所分析得出的結(jié)果對淮安市水資源有效利用提出建議，分析地形對降水的影響、水資源含量地區(qū)分布以及降水在淮安市內(nèi)的形成過程，旨在為淮安區(qū)水資源合理利用及地區(qū)水資源含量研究提供參考，以推動地區(qū)水資源合理調(diào)配，提高水資源利用率，節(jié)約區(qū)域水資源。

2 研究區(qū)概況及存在問題

2.1 研究區(qū)概況

淮河流域淮安市段位于淮、沂、沭、泗下游，承泄上、中游15.8萬km2的來水，經(jīng)洪澤湖調(diào)蓄后,分別由淮河入江水道、蘇北灌溉總渠、分淮入沂、廢黃河等高水位河道入江、入海、入沂。京杭大運河穿越淮安南北，其境內(nèi)主要水體包括淮河、洪澤湖、淮河入江水道、蘇北灌溉總渠、淮河入海水道、里運河、二河等。

2.2 主要存在的問題

淮安市境內(nèi)河湖分布，水網(wǎng)交錯，防汛抗旱問題一直是淮安治水的重心。淮安市的主要耗水農(nóng)業(yè)占比很大，且主要消耗于渠系損失、農(nóng)田蒸發(fā)、滲漏及深層入滲等。隨著城市的擴張及人口的增長，加之水資源調(diào)配還不夠順暢，農(nóng)業(yè)用水壓力越來越大，當前部分地區(qū)仍然面臨水質(zhì)型缺水、可用水資源不足、節(jié)水用水意識有待提高等問題。

3 研究數(shù)據(jù)與分析方法

選取淮安市2004—2019 年降水量、水資源總量、地表水資源量、地下水資源量等相關(guān)數(shù)據(jù)，主要基于SPSS軟件對于研究區(qū)內(nèi)降水總量、地下水資源量、地表水資源量進行統(tǒng)計，采用線性趨勢分析法進行分析。

區(qū)域水資源總量是指當?shù)亟邓纬傻牡乇砗偷叵庐a(chǎn)水量,即地表徑流量(河川徑流量與河川基流量之差值)與降水入滲補給量之和。

水資源總量計算式［9］為

式中：W 為水資源總量；Rs為地表徑流量；Pr為降水入滲補給量；R為河川徑流量；Rg為降水入滲補給量形成的河道排泄量（在山丘區(qū)即河川基流量）。

通過計算得出變化趨勢圖，進而分析研究區(qū)內(nèi)各項水資源的時間變化特征，再依據(jù)研究區(qū)內(nèi)各縣區(qū)的水資源數(shù)據(jù)分析水資源的空間變化特征。根據(jù)水資源的時間和空間變化特征進行分析，從而得出最終結(jié)論。

4 結(jié)果與分析

4.1 水資源時間變化特征

由2004—2019 年水資源量線性趨勢（圖1），可知研究時段內(nèi)最大降水量平均值出現(xiàn)在2007 年（1 266.4 mm），最小降水量平均值出現(xiàn)在2004 年（574.6 mm）。年際變化起伏明顯，3～4 a 為1 個周期，具有一定周期性，且總體上呈現(xiàn)出豐枯交替的態(tài)勢。研究區(qū)內(nèi)地表水資源量年際變化存在起伏，與降水量的變化趨勢基本復(fù)合，且近年來地表水資源量、降水量呈現(xiàn)出了下降的趨勢。

圖1 淮安市2004—2019年水資源量變化

地下水資源總量與地表水資源量、水資源總量變化趨勢同樣也呈現(xiàn)出下降的趨勢，但較于前兩者差異并不大，這與淮安市的生態(tài)環(huán)境具有一定的關(guān)系。水資源總量的變化，與降水量變化曲線基本吻合，年際變化間隔3～4 a 差異較大。可以看出淮安市的水資源量與降水量密切相關(guān)，且同樣近幾年水資源總量也呈現(xiàn)下降的趨勢。從淮安市2004—2019年水資源量的變化曲線來看，降水量年際變化較大，同時降水量的差異變化進而也會影響到淮安市的水質(zhì)。

4.2 水資源空間特征分析

從空間變化特征來說，水資源的總量空間變化差異較大。分析淮安市水資源地區(qū)分布占比發(fā)現(xiàn)，盱眙縣占比25%，位于首位，水資源量最為豐富，再依次是漣水縣、淮安區(qū)、淮陰區(qū)、洪澤縣與金湖縣以及淮安市區(qū)。水資源分布總體是從南北向中心市區(qū)呈遞減狀，且盱眙縣水資源儲量最多，相關(guān)資料顯示盱眙縣降水量也居淮安市首位。主要是由于盱眙特殊的地理環(huán)境，三面環(huán)山貯存水汽較其他區(qū)域豐富，西南高且多丘陵，東北低且多平原，呈階梯狀傾斜，且受臨靠洪澤湖、季風等因素的影響，涵水能力、降水量明顯高于其他地區(qū)。

5 結(jié) 語

淮安市區(qū)域內(nèi)由于地理位置不同以及地形、下墊面不同，具有不同的水資源時空分布特征。本文對淮安市水資源從時間變化與空間變化上進行分析，為淮安市水資源合理調(diào)配提出科學(xué)的依據(jù)。對淮河流域（淮安市段）水資源時空變化特征進行分析，水資源量在時間變化上來看，年際變化較為起伏，總體的下降趨勢略為明顯，需提高防洪措施與地區(qū)蓄水能力以減緩旱年水資源緊缺趨勢。從水資源量的空間變化上來看，盱眙縣位于淮安市水資源量最為豐富地區(qū)，由于其特殊地形，三面環(huán)山，西南高且多丘陵，東北低且多平原，呈階梯狀傾斜，在一定程度上影響了地區(qū)降水量，可通過區(qū)域性水資源調(diào)配緩解水資源含量較少地區(qū)的水資源緊缺問題，達到區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展的目的。