水資源分析評價范文

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《水文雜志》2014年第三期

1水資源分析計算

1.1資料的選用與分析

考慮系列代表性的要求，采用1956～2000年（45年）同步期日歷年水文要素系列作為水資源評價的基本依據[3]。

1.1.1降水量結合舟山市雨量資料的實際情況，并考慮地區分布代表性和面上分布均勻性的要求，選用市域內定海等9站作為評價的依據站，平均站網密度160km2/站，小龜山站作為輔助站。因勾繪多年平均降水量和多年平均降水量變差系數等值線圖的需要，選用與舟山市相毗鄰的寧波和嘉興市的丹城等9站作為勾圖的邊界站，選用站點共19個。選用的9個雨量站中，定海站具有完整的45年系列資料，衢山、岱山、沈家門、六橫4站均接近45年資料，為保持資料的一致性，對需插補延長的站年，先插補延長年降水量值，再參照臨近站同年的完整月、年降水量資料按月年比例法插補各月降水量。其余站點缺少資料的年份，年降水量的插補采用與臨近站建立年降水量相關關系的方法進行插補。選取系列最長的定海站（1952～2004年）作分析。分別計算定海站1980～2000年（21年）、1956～2000年（45年）降水量均值P和變差系數及長短系列均值比（Kp=P/P長）和變差系數比（KCv=Cv/Cv長），得出45年系列代表性較好，優于21年系列。

1.1.2蒸發量與干旱指數蒸發能力是指充分供水條件下的陸面蒸發量，可近似用E601型蒸發器觀測的水面蒸發量代替。選用水文部門僅有的長春嶺站和氣象系統的定海、普陀、嵊泗站及臨近內陸地區蒸發站水面蒸發量資料，對不同型號蒸發器的觀測資料統一換算為E601型蒸發器觀測資料。取年蒸發能力與年降水量比值得氣象干旱指數，可反映各地氣候干濕程度，指數越大越干旱，反之，越濕潤。

1.1.3徑流量實測徑流取舟山市僅有的長春嶺站資料，寧波市域內的山丘區徑流資料、姚北鄞奉平原的徑流計算成果作為補充。長春嶺、黃土嶺、奉化溪口、南溪口、洪家塔站為山丘區徑流選用站，對這些站停測或缺測資料的年份利用已有觀測年的降水、徑流關系插補延長。對姚北鄞奉平原區內的水面、水田、旱地（包括非耕地）、城鎮等類型區面積進行調查，并以降水量減水面蒸發量的方法估算產流量。在計算旱地產流量時，若某日水面蒸發量大于降水量時，則該日作為不產流處理。

1.2地表水資源量分析計算

本文的研究區域為《浙江省水資源綜合規劃分區手冊》中劃分的“舟山本島”和“舟山外島”2個水資源五級區，以便計算對其中的“舟山本島”加設“舟山島”和“其他島”2個六級區。水資源分析計算以六級分區套縣（區）級行政區作為計算單元，并由此累加得四、五級水資源分區或縣、市各級行政分區的水資源量[4]。（1）分區面雨量計算。求出45年和21年年降水量系列均值，以1∶62萬電子地圖為底圖，分別繪制兩系列多年平均降水量等值線。用泰森多邊形法計算各分區（計算分區、水資源分區、行政分區）45年平均降水量系列，取算術平均得各分區多年平均降水量，再按分區面積加權得全市多年平均降水量；并用多年平均降水量等值線圖加方格法求得的分區或全市平均降水量進行比較、修正，得各分區多年平均降水量。各縣（區）多年平均降水量、徑流量見表1。（2）水面蒸發量等值線。計算各站21年系列多年平均水面蒸發量，繪制全市21年同步期多年平均水面蒸發量等值線。同時，查讀21年同步期年水面蒸發量均值等值線與年降水量均值等值線圖可得干旱指數，并繪制21年多年平均干旱指數等值線得全市干旱指數。指數越大越干旱，反之，越濕潤。（3）徑流資料的還原計算及一致性分析。大量的蓄、引、提等水利工程截流、引水，改變了天然徑流的規律。為保持資料的一致性，必須將受調蓄和耗用影響后的徑流還原為未經調蓄和耗用的“天然情況”的徑流量。因20世紀80年代以來近期下墊面條件的變化也影響到徑流的形成，評價時需將實測徑流系列還原為近期下墊面條件下的天然系列。1980～2000年實測徑流較好地反映了近期下墊面條件產匯流關系，故在各水文站21年系列實測徑流還原為天然徑流基礎上，根據其降水徑流關系修正原有的1956～1979年（24年）天然徑流系列。還原計算采用產流差值法。（4）分區年徑流量計算。在單站天然逐年徑流深計算和一致性修正后，分別計算各站徑流均值。因徑流點據少，直接勾繪徑流深等值線的準確性難以掌握，利用陸面蒸散發量在空間上變化較徑流小的特點，借助水文、氣象部門所觀測的多年平均水面蒸發量的空間變化對陸面蒸發量等值線進行合理分析和修正的方法，將各流域多年平均面雨深減天然徑流深得到相應的多年平均陸面蒸發量，繪制等值線，再與多年平均降水量等值線疊置，求得雨量站址處的多年平均徑流深，并繪45年同步期年徑流深均值等值線。與同期年降水深均值等值線圖比較，兩圖總體走向基本一致，高、低值區位置對應。根據多年平均徑流深等值線圖，利用網格法求取各計算分區平均徑流深，乘以相應計算區面積可得各分區多年平均徑流量，即各分區的多年平均地表水資源量。（5）天然徑流量成果的合理性檢查。選用長春嶺站1980～2004年間有資料年份，共22年降水和徑流深資料，建立降水徑流關系為：采用該站降水徑流關系推求各水資源分區徑流量的方法（方法2）與前述方法（方法1）的成果進行比較，分析天然徑流量成果的合理性，不同計算方法各水資源分區徑流量成果比較見表2。從表2中看出，兩種不同方法所得天然徑流量成果基本一致，誤差在-1.62%～2.94%之間，全市平均誤差為0.93%。

1.3時空分布評價方法

（1）空間分布。采用多年平均降水量（蒸發量、徑流量）等值線和各分區多年平均值分析。（2）年內分配。使用多年平均值年內分配過程線分析一年內逐月各水文要素的分配狀況，或使用多年平均的連續4個月最大水量占全年水量的百分數來反映降水、徑流年內分配的集中程度。年際變化：年降水（徑流）的極值比和變差系數反映年際間變化；降水量累積離均系數過程線和水資源總量年際變化圖反映豐枯變化，見圖1和圖2。如年降水量累積離均系數分別表示逐年和多年平均降水量（mm）。

1.4地下水資源量分析計算

地下水資源量是指地下飽和含水層逐年更新的動態水量。該市地下水以河谷潛水為主，地下水資源量按一般山丘區進行計算。采用排泄量法，把山丘區年均河川基流量近似作為年均地下水資源量。選取長春嶺站1980～1990年（11年）實測逐年日平均流量過程線，按直線斜割法計算河川基流量，由于本站集水面積僅3.8km2，流域調蓄能力低，分割計算河川基流量的基徑比代表性不夠，本文采取與加里寧法[5]計算成果進行同步對比，并參考鄰近地區水文站基徑比系列，對長春嶺站11年基徑比進行調整，并按調整后的基徑比和天然徑流量計算天然地下徑流量；然后建立天然地下與天然徑流關系，推求出45年地下徑流系列。全市大部分無徑流系列資料的島嶼，水文地質條件與長春嶺站類似，可直接移用該站的河川基徑比。對由單一山丘區構成的計算分區，采用該區計算面積和河川基流量模數相乘，求出該計算分區45年逐年河川基流量系列；以21年河川基流量的均值作為該計算分區的近期下墊面條件下多年平均地下水資源量。

1.5水資源總量和可利用量

水資源總量即地表徑流量與降水入滲補給量之和，即河川徑流量與地下水資源量之和再減去重復計算量。地表水資源可利用量，即河川徑流量扣除生態、環境用水量和目前難以控制利用的洪水期棄水量。生態環境需水量按多年平均徑流量的20%估算；難以控制利用的洪水期棄水量按照汛期河川徑流量扣除水庫興利庫容的65%估算。經計算，全市地表水資源可利用量為34516×104m3。地下水資源可開采量，根據《浙江省地下水資源調查評價與開發利用規劃》，為174×104m3。兩者間的重復計算量，主要包括淺層地下水的渠系滲漏和地表水灌溉田間入滲補給量的開采利用部分。計算得全市水資源可利用總量為35771.13×104m3。各縣（區）多年平均水資源量及可利用量見表3。

1.6水質評價

地表水水質評價采用《地表水環境質量標準》（GB3838-2002）及單因子評價法。水庫營養狀態評價按照《地表水資源質量評價技術規程》（SL395-2007）中有關方法。水功能區水質達標狀況，按功能區水質類別管理目標要求評價。地下水水質評價采用《地下水質量標準》（GB14848-93）。

2水資源綜合評價

全市多年平均地表水資源量、地下水資源量和水資源總量分別為6.9165×108m3、1.6152×108m3和6.9165×108m3，產水系數0.43，產水模數55.0×104m3/km2。

2.1舟山市淡水資源總量缺乏，蓄水能力弱，為資源型和工程型缺水地區全市多年（45年）平均降水量1275.2mm，低于全省多年平均的1604.4mm，多年平均水面蒸發量在800～850mm之間，多年平均徑流深550.3mm，多年平均地表水資源量為6.9165×108m3，僅占全省的0.7%。全市單位面積水資源量和人均擁有水資源量為全省最少，單位面積水資源量55.03×104m3/km2，為全省的60%，空間分布上自西南向東北遞減，定海最豐，嵊泗最缺。人均擁有水資源量僅707m3（按研究期人口計算），遠低于全省和全國平均值，只有全省人均的33.4%，低于人均1000m3的世界缺水警戒線，為資源型缺水。舟山市水資源可利用總量雖為35771.1×104m3，但本地的淡水資源現有開發利用率已達37.3%，高于全省35.4%的平均水平，已達到國際通行的35%～40%的高開發率標準；但在目前的開發利用率下，水環境已經顯得十分脆弱，可見進一步開發地表水的潛力不大。且從“河流倫理學”的角度，現在國際上通常認為一條河調水不要超過20％，用水不要超過40％，否則對生態就會有嚴重影響。而且該市降雨集中在梅雨季和臺風雨季，眾多島嶼分散，各島內呈一丘一岙地形，集水面積小、蓄水能力十分有限，遇到干旱年份會出現無水可蓄的情況；遇到集中降雨，則因河流源短流急，洪水徑流量大，60%左右的水以洪水形式流入大海。而所建水庫以中、小型為主，徑流調節能力小，表現為雨洪等蓄水工程多樣性不足的工程型缺水。

2.2水資源時空分布不均，削弱了有限淡水資源的保障能力降水與徑流的空間分布類似，由西向東、自南向北遞減。水面蒸發量的空間分布，全市相近，在800～850mm之間。而年蒸發量與年降水量在空間分布上的相關關系可由干旱指數看出，全市兩者比值在0.5～0.7之間，總的分布自西南向東北漸增。時間分布上，受梅雨和臺風影響，降水與徑流的年內分配均呈雙峰型，主要集中在梅雨和臺風雨季，兩個雨季的多年平均降水量分別占全年的30.8%～35.0%和20.2%～26.1%、徑流量分別占年徑流量的21.6%和24.5%；連續最大4個月降水量占全年降水量的43.8%～46.7%、徑流量占全年徑流量的44.66%，出現時間在6～9月；11月至翌年2月是一年中的主要枯水期。受季節變化和溫濕條件不同的影響，蒸發7、8月最大，占全年的27.0%；1、2月僅占全年的9.2%。年際間，各水文要素的變化均較大，極值比降水為1.9～3.3、蒸發1.44，徑流20.5；變差系數Cv降水為0.18～0.21，徑流為0.37～0.44，徑流的年際變化比降水更為劇烈。通過圖1年降水量累積離均系數過程線和圖2水資源總量年際變化分析可知，常出現連續豐枯年，即過程線的上升期和下降期，且枯水年份多于豐水年份。受降水和下墊面空間分布不均的共同影響，徑流的年際變化更甚于降水，增加了河流對生產生活用水供給保證的不穩定性，削弱了有限淡水資源的保障能力。

2.3水污染進一步加劇了淡水資源的供需矛盾，舟山市也表現為水質型缺水以2012年為評價期，對虹橋、岑港兩個代表水庫分別按照總氮參與和不參與進行評價，全年期、汛期、非汛期水質分別為Ⅳ～Ⅴ類和Ⅲ類，營養化程度均為中營養。全年地表水功能區達標率0.0%，評價總河長10.2km，其中Ⅲ類為6.2km，Ⅳ類為4km，地表水污染狀況不容樂觀[6]。地下水水質相對較好，現狀水質和目標管理水質均為Ⅲ類，礦化度1.6g/L，水化學類型以Cl•HCO3-Na•Ca為主，地下水水功能區屬海島自然生態保護一級區和地質災害易發二級區[7]。水資源的以上特點決定了該市水資源的開發利用必須開源節流并重，防污控污并舉，以使舟山市有限的水資源在新區未來建設中最大限度的發揮效益，最大程度的發揮可持續支撐作用。

作者：許紅燕黃志珍單位：浙江省水文局