雅安市水資源及其開(kāi)發(fā)利用趨勢(shì)分析

譚 羽,王玉美,張 玲

(四川省雅安水文水資源勘測(cè)中心,四川 雅安 625000)

1 基礎(chǔ)情況

雅安市地處四川省中部、四川盆地西部邊緣,與成都市、樂(lè)山市、眉山市、阿壩州、甘孜州、涼山州接壤。地理坐標(biāo)介于東經(jīng)101°56′26″～103°23′28″,北緯28°51′10″～30°56′40″,轄六縣二區(qū),全市轄區(qū)面積15 046 km2。地處青藏高原～四川盆地過(guò)渡帶,屬龍門山前陸盆地,地貌類型復(fù)雜多樣,山地多占轄區(qū)面積的94%,丘陵平壩少,中高山地區(qū)屬邛崍山脈和大雪山脈,丘陵平壩多分布于河谷兩側(cè)[1]。

雅安市年太陽(yáng)總輻射量較低,降水較多,夏多暴雨,秋多綿雨,夜雨偏多,降雨量為四川省前列,有“雨城”“天漏”之稱。受大相嶺橫貫市域中部影響,氣溫分布呈明顯的南北水平差異和隨地勢(shì)變化的垂直差異。北部區(qū)域?yàn)閬啛釒駶?rùn)季風(fēng)氣候,南部漢源、石棉為亞熱帶干旱河谷氣候,多年平均降雨量1 487.4 mm,高于全省多年平均值978 mm,在空間分布上表現(xiàn)出南北部較低,中東部較高的特征。5-10月是雅安市的多雨季節(jié),降水量占全年的75%～90%,全市降雨量年內(nèi)分配極不均勻。

2022年,雅安市降水年內(nèi)分配不均,時(shí)空分布差異較大,整體降水較常年偏少;全市年降水量1 225.7 mm,多年平均降水量1 392.8 mm。全市水資源總量130.92億m3,地表水資源量130.92億m3,地下水資源量32.90億m3(與地表水資源量重復(fù)計(jì)算量),年平均徑流深869.4 mm,多年平均徑深1 093.23 mm,為全省平均徑流深的2.1倍。用水指標(biāo)方面,2022年人均綜合用水量393.37 m3,農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)0.498 8,萬(wàn)元GDP(當(dāng)年價(jià))用水量62.46 m3,萬(wàn)元工業(yè)增加值(當(dāng)年價(jià))用水量16.98 m3。

2 分析方法

雅安市河流屬長(zhǎng)江流域岷江水系,通過(guò)流域地形劃分,北部主要為青衣江水系、南部為大渡河水系,岷江僅有名山區(qū)所在的臨溪河匯入。以雅安市2003-2022年水資源公報(bào)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),采用Kendall秩次相關(guān)檢驗(yàn)方法,對(duì)雅安市近20年各流域及行政區(qū)進(jìn)行水資源量及水資源開(kāi)發(fā)利用量變化趨勢(shì)分析。

Kendall秩次相關(guān)檢驗(yàn)是一種應(yīng)用較為廣泛的非參數(shù)檢驗(yàn)[2]。非參數(shù)檢驗(yàn)方法的優(yōu)點(diǎn)是不需要樣本遵從一定的分布,也不受少數(shù)異常值的干擾,它不對(duì)變量的分布做嚴(yán)格假定,檢驗(yàn)不針對(duì)特定的參數(shù),而是模糊地對(duì)變量分布的中心位置或分布狀態(tài)做檢驗(yàn),由于其不對(duì)總體分布做嚴(yán)格假定,因而適用性強(qiáng)[3]。Kendall秩次相關(guān)檢驗(yàn)方法對(duì)非獨(dú)立的時(shí)間序列和隨機(jī)正態(tài)分布變量非常有用,是水文學(xué)和氣象學(xué)研究中較常采用的非參數(shù)統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)方法[4]。因此,本文采用此方法分析雅安市的水資源量和水資源利用變化趨勢(shì)。

Kendall秩次相關(guān)檢驗(yàn)法,是對(duì)于具有n個(gè)樣本量的序列x,首先確定所有對(duì)觀測(cè)值(Xi,Xj;j>i)中的Xi

(1)

(2)

(3)

統(tǒng)計(jì)量U符合標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布,可通過(guò)查表進(jìn)行顯著性檢驗(yàn),給定一個(gè)顯著性水平α,在正態(tài)分布表查出臨界值Uα/2。

當(dāng)統(tǒng)計(jì)量U為正值時(shí),表示序列趨勢(shì)為上升;若為負(fù)值時(shí),則說(shuō)明序列趨勢(shì)為下降。當(dāng)統(tǒng)計(jì)量|U|

3 區(qū)域水資源量變化趨勢(shì)

3.1 地表水資源量

采用雅安市內(nèi)各流域、各縣(區(qū))2003-2022年地表水資源量時(shí)間序列,通過(guò)Kendall秩次相關(guān)檢驗(yàn)法,對(duì)其進(jìn)行趨勢(shì)性檢驗(yàn),結(jié)果表明：雅安市近20年以來(lái),地表水資源量呈非顯著性的減少趨勢(shì)。雅安市8個(gè)縣(區(qū))內(nèi),地表水資源量呈減少趨勢(shì)的有4個(gè),其中,石棉縣為顯著性減少趨勢(shì);地表水資源量呈增加趨勢(shì)的有4個(gè),均表現(xiàn)為非顯著性增加。雅安市三個(gè)流域中,大渡河和青衣江流域地表水資源量都為減少趨勢(shì),其中,大渡河呈顯著性減少;岷江流域地表水資源量呈非顯著性增加趨勢(shì)。結(jié)果詳見(jiàn)表1和表2。

表1 雅安市各縣(區(qū))地表水資源量變化趨勢(shì)(2003-2022)

表2 雅安市內(nèi)各流域地表水資源量變化趨勢(shì)(2003-2022)

3.2 地下水資源量

對(duì)雅安市內(nèi)各流域、各縣(區(qū))2003-2022年地下水資源量時(shí)間序列,采用Kendall秩次相關(guān)檢驗(yàn)法進(jìn)行檢驗(yàn),結(jié)果表明：近20年以來(lái),雅安市地下水資源量表現(xiàn)為非顯著性的增加趨勢(shì)。青衣江流域總體為顯著性增加趨勢(shì),其中,滎經(jīng)縣、蘆山縣地下水資源量呈顯著性增加,天全縣地下水資源量為顯著性減少,存在一定空間差異;大渡河流域漢源縣、石棉縣地下水資源量都為減少趨勢(shì);岷江流域地下水資源量呈非顯著性增加趨勢(shì)。結(jié)果詳見(jiàn)表3和表4。

表3 雅安市各縣(區(qū))地下水資源量變化趨勢(shì)(2003-2022)

表4 雅安市內(nèi)各流域地下水資源量變化趨勢(shì)(2003-2022)

3.3 水資源總量

根據(jù)雅安市水資源公報(bào),雅安市地下水資源量為重復(fù)計(jì)算量,水資源總量等于地表水資源量,因此,雅安市水資源總量變化趨勢(shì)與地表水變化趨勢(shì)一致,總體呈減少趨勢(shì),但趨勢(shì)性并不顯著。

4 區(qū)域水資源開(kāi)發(fā)利用變化趨勢(shì)

4.1 水資源利用量

對(duì)于任何地區(qū)來(lái)說(shuō),水資源的使用和管理都是至關(guān)重要的,對(duì)水資源利用變化趨勢(shì)及用水水平變化進(jìn)行分析,有利于更好地進(jìn)行水資源配置管理。雅安市2003-2022年用水量時(shí)間序列經(jīng)Kendall秩次相關(guān)檢驗(yàn),總體呈現(xiàn)非顯著性增加趨勢(shì),雅安市內(nèi)所有縣區(qū)均為增加趨勢(shì),其中,石棉縣、天全縣為顯著性增加(見(jiàn)表5)。

表5 雅安市內(nèi)各縣(區(qū))地下水資源量變化趨勢(shì)(2003-2022)

分析2003-2022年雅安市用水量變化過(guò)程(見(jiàn)圖1),在2012年以前,水資源利用量變化幅度較大;2012年之后用水量趨于平穩(wěn)且在近幾年有逐年緩慢下降趨勢(shì)。除受降水形成水資源量影響,可見(jiàn)在經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展,城市化進(jìn)程逐漸加快過(guò)程中,雅安市用水量總體是在增加的,利用量的趨勢(shì)變化也反映了取用水管理的逐漸規(guī)范過(guò)程。

圖1 雅安市用水量變化過(guò)程

4.2 水資源利用效率

水資源利用效率是反映水資源有效開(kāi)發(fā)利用和管理的重要綜合指標(biāo),指水的耗用量與取用量的比率,也是反映一個(gè)地區(qū)水資源開(kāi)發(fā)利用潛力的指標(biāo)。水資源的合理開(kāi)發(fā)利用,必須建立在分析水資源的利用效率現(xiàn)狀,預(yù)測(cè)其發(fā)展趨勢(shì)的基礎(chǔ)之上[8]。采用2015-2021年雅安市人均綜合用水量、萬(wàn)元GDP用水量、城鎮(zhèn)(農(nóng)村)人均生活用水量、耕地灌溉畝均用水量等指標(biāo),來(lái)評(píng)價(jià)和分析水資源利用效率及其變化。

2015-2021年雅安市萬(wàn)元GDP用水量、人均綜合用水量、耕地灌溉畝均用水量均呈下降趨勢(shì)見(jiàn)圖2、圖3、圖5,萬(wàn)元GDP用水量降幅較大達(dá)45%,城鎮(zhèn)、農(nóng)村人均生活用水量成上升趨勢(shì),城鎮(zhèn)居民人均生活用水量增幅小于農(nóng)村居民生活(見(jiàn)圖4)。數(shù)據(jù)表明雅安市用水總體以農(nóng)業(yè)灌溉及生活用水為主,但農(nóng)業(yè)節(jié)水穩(wěn)步發(fā)展,生活用水增加,用水結(jié)構(gòu)不斷優(yōu)化;萬(wàn)元GDP用水量逐年下降,用水效率明顯提高。

圖2 雅安市2015-2021年人均綜合用水量變化趨勢(shì)

圖3 雅安市2015-2021年萬(wàn)元GDP用水量變化趨勢(shì)

圖4 雅安市2015-2021年城鎮(zhèn)(農(nóng)村)人均生活用水量變化趨勢(shì)

圖5 雅安市2015-2021年耕地灌溉畝均用水量變化趨勢(shì)

5 結(jié)論

近20年以來(lái),雅安市水資源量總體表現(xiàn)為非顯著性的減少趨勢(shì),涉及岷江流域、青衣江流域與大渡河流域變化趨勢(shì)不完全一致,存在一定的空間差異性。水資源開(kāi)發(fā)利用方面,區(qū)域之間的水資源量及其開(kāi)發(fā)利用情勢(shì)也并不均衡,綜合用水量呈緩慢增長(zhǎng),但用水結(jié)構(gòu)不斷優(yōu)化,用水效率明顯提高,總體過(guò)程變化趨于合理。根據(jù)水資源變化趨勢(shì),雅安市仍需加強(qiáng)水資源管理,嚴(yán)格水資源保護(hù),優(yōu)化水資源配置,確保水資源可持續(xù)利用,使水資源具有支撐經(jīng)濟(jì)社會(huì)高質(zhì)量發(fā)展的保障能力。