桂林市区水资源贫度变化趋势分析

桂林市区水资源贫度变化趋势 Vol . 21 No . 6 第 21 卷第 6 期水 资 源 保 护 Nov. 2005 2005 年 11 月WATER RESOURCES PROTECTION 桂林市区水资源贫度变化趋势分析 程文虎 ()广西壮族自治区水文水资源桂林分局 ,广西 桂林 541001 摘要 :通过计算水资源贫度值的大小 ,结合降水特性 、水质状况和取水比例 3 个无量纲参数 ,综合分析了 1991,2002 年桂林市区水资源状况及其变化趋势 ,得出产生水资源问题的主要原因是降水分配不均匀和水量不 足 ,分析结果与实际情况相符 。 关键词 :水资源贫度 ;降水 ;水质状况 ;取水比例 () 文章编号 :1004Ο6933 200506Ο0053Ο03 中图分类号 : TV211文献标识码 :A Change of water resources def iciency2degree in Guilin City C HENG Wen2hu ( )B ureau of Hydrology and Water Resources S urvey of Guilin in Guangxi Province , Guilin 541001 , China Abstract : Based on the calculation of the deficiency2degree value of water resources and three non2dimensional parameters , including precipitation feature , water quality status and proportion of water intakes , the situation of water resources from 1991 to 2002 and the change trend were analyzed. It is concluded that the problem of water resources is mainly caused by non2uniform precipitation and deficiency of water capacity. The analysis results fit well with the actual situation. Key words :deficiency2degree of water resources ; precipitation ; status of water quality ; proportion of water intakes 3 污水量从 1990 年的 10136 万 m/ d 增 至 1999 年 的 1 桂林市区水资源简况333119 万 m/ d ,增加了 2 倍多 。漓江主要污染物为 桂林市是一座具有 2 100 多年历史的优秀旅游 氨氮 、高锰酸盐指数 、生化需氧量和粪大肠菌群等 , 文化名城 ,享有“国际旅游明珠”之美誉 。改革开放 污染特性为有机污染和生物性污染 。因此 ,虽然漓 以来 ,随着城市化进程的加快和经济的快速发展 ,对 江具有较丰富的水资源总量 ,但其属山区雨源性河 桂林市区的主要地表水源地的漓江来说 ,科学 、合理 流 ,降水的季节性差异较大 ,时间上分布极不均匀 , 地规划和开发利用其有限的水资源就显得十分重要 。 () 因而汛期洪水频发 水多,造成水量损失 ,枯水期来 2 () 漓江桂林市区以上共有集雨面积 2 762 km,多 水又严重不足 水少,且取水量逐年增加 ,极易形成 3 水污染 ,使水资源日益成为桂林市经济可持续发展 年帄 均 径 流 量 为 4119 亿 m, 多 年 帄 均 流 量 为 3的障碍 。 ( ) 13310m/ s ,市区年降雨量在 2 050 mm P = 20 %和 ( ) 1 365 mm P = 95 %之 间 , 多 年 帄 均 蒸 发 量 为 1 480 mm 。年内各月径流量分配不均 ,其中 3,8 月占 全年的 7715 % ,5,6 月占全年的 3717 % ,12 月至翌 1 2 水资源贫度计算年 1 月仅占 415 % 。市区实际年供水量从 1991 年的 3 3 01706 亿 m逐年增加至 2002 年的 01949 亿 m,总排 ( ) 水资源贫度 V 是客观上从水质 、水量两方面 综合衡量开发利用中的区域水资源状况的无量纲指 标 , 也是在水资源综合工作中一种全新的探索 , 表 1 桂林市区 1991,2002 年水资源贫度计算 其值越大 , 水资源状况越差 ; 其值越小 , 水资源状况 QQQ? max min 越好 。它全面地考虑了水多 、水少 、水污染三大水资 W/ q/ 年333(I (/ m? (S I Q V / m/? m?max 3 3 份亿 m亿 m( ) - 1 源问题 , 选定降水时间分布不均匀参数 S 、水质污 - 1- 1 )))s s s [2 ] 21180 116 100 1706 18136 36100 01021 29 14107 1991 1950 33360105 ( ) ( 染程度参数 I即采用水质指数评价法 , 按我国8100 46129 41160 01731 28164 41160 01015 79 18181 146 4 190 1992 水利行业现行评价城市供水水源地时的指数模式计 1993 3 050 8120 56120 32157 01781 17109 32157 01013 90 7174 178 ) ( ) 算出的水质指数和取水量参数 Q 3 个无量纲参 11140 58185 44180 01822 24100 44180 01013 97 15102 1994 4 500 187 1995 1 990 24100 35134 91160 01852 17155 91160 01024 11 38176 112 数 ,以乘积的函数形式进行综合分析计算 ,因而在水 1996 3 230 15170 44154 87120 01869 22180 87120 01019 51 38179 141 资源贫度的计算结果中 ,等量地综合了 3 个因素的 1997 2 130 21100 42190 42140 01854 15151 42140 01019 91 13109 136 共同影响 ,避免了由于 3 个参数数量级的不同而造 1998 5 890 17150 61130 57160 01913 30127 57160 01014 89 25196 194 1999 4 190 11130 42188 51120 01911 30173 51120 010212 4 33142 136 成的偏差 ,同时又根据 3 个参数在水资源贫度值中 2000 2 460 6130 37151 47120 01928 20162 47120 01024 73 24107 119 贡献的大小 ,通过时间系列进行比较 ,就可一目了然 2001 2 640 9140 29109 33114 01934 28153 33114 01032 11 30136 92 地掌握某一特定区域水资源状况的总体变化趋势和 164 7197 51160 46180 01949 24110 46180 01018 40 20175 2002 3 960 方便地找出产生水资源问题的最主要原因 。其具体 3. 2 综合评价分析计算模式如下 : 据表 1 作出 S 、I 、Q 、V 在 12 a 中的逐年变化情 ()1 V = S IQ ( ) 况图 如图 1,4, 经检验 Q, t 和 V , t 的线性相关 CC- i iok()×20 + I 2 I= ioki 置信度分别为 90 %和 80 % , 见图 3 , 4 中的直线 。 C - C iok +1 iok ( )( )I = max I 3 i q ()4 Q = W Q- Q max min( )S = 5 Q? 3式中 : Q为年内最大流量 , m/ s ; Q为年内最小 max min 33 流量 , m/ s ; Q? 为年帄均流量 , m/ s ; C为 i 项污染物 i 质量浓度年均值 , mg/ L ; C为 i 项污染物的 k 类标 iok 图 1 降水不均匀性准质量浓度 , mg/ L ; C为 i 项污染物的 k + 1 类标 iok + 1 准质量浓度 , mg/ L ; I为 i 项污染物的 k 类水质指 iok ( 数值 当 C小于该项污染物的 ?类浓度时 , I i iok = 0 , C= 0 , 当 k 为 ?, ?, ?, ?, ?时 , I分别为iok iok ) 20 ,40 , 60 , 80 , 100; I为当 C< C< C时 , i 项 i iok i iok + 1 污染物的水质指数值 ; I 为所有评价污染物的最大 3 指数值 ; q 为年内取水总量 , 亿 m; W 为年内总径流 3 量 , 亿 m。 图 2 水质状况3 桂林市区水资源状况变化趋势分析 3. 1 贫度计算 根据桂林市区 1991,2002 年共 12 a 的时间系 列中水资源状况进行贫度分析 。在参数 I 的计算 中 , 选取桂林水环境监测中心实测漓江桂林水文站 断面的氨氮 、溶解氧 、高锰酸盐指数和生化需氧量等 主要污染物作为水质评价项目 , 并分别计算其水质 指数的年帄均值 , 其中氨氮的水质指数为决定水质 图 3 取水比例类别的最大水质指数 。以同断面各年内的相关流量 分析图 1,4 :和年径流量用于参数 S 及 Q 的计算 , 以向桂林市区 a . 从图 1 中可知 , 除“1998Ο06Ο24”百年一遇这 供水的 4 个水厂的年取水总量作为参数 Q 的计算 场特大洪水外 ,漓江流域降水时间分布不均匀性变 指标 , 结果见表 1 。 化具有交替进行的特征 ,这与桂林市洪水频发的交 ?54 ? ( ) 替特性有直接关系 从表 1 中历年的 Q值可知, max 年 、1996 年的水质虽已出现严重超标现象 ,但随着漓江 环境综合整治工程的开展和“两江四湖”环城水系一 、 () 二期工程的建设 ,水质问题已逐步被解决 图 2。而产 生水资源问题的主要原因是在降水分配不均匀的自然 条件下 ,由于经济增长和城市化进程的加快 ,人口迅速 增多 ,使取水量逐年增加而形成的 。实际上 ,降水不均 匀和取水比例增加这两种产生水资源问题的因素 ,前 图 4 水资源贫度者为天然因素 ,后者为人为因素 。要同时解决这两个 也反映了漓江作为雨源性河流的典型特点 。 问题的关键 ,就在于科学地 、系统地优化配置有限的水 b. 从图 2 反映出漓江市区段的水质总体上较 资源 ,通过采取兴建各类水库以发挥其年内或多年调 好 ,这是桂林市以“旅游立市”为建设方略从而重点 蓄作用和实施跨流域引水以调配水资源等多种工程措 保护漓江水环境的表现 。除 1995 年 、1996 年的水质 施 ,提高可利用水资源的总量 ,降低洪水发生的频率 , (状况连续两年超标 超过 GB 3838 —2002 ?类水质标准 ,合理调节水资源的时空分配 。有效减少洪水损失量 ) 限值为 ?类外 ,其余 10 年间漓江水质均满足广西水资 桂林市目前已作出从近期的青狮潭水库扩容 、五里峡源保护规划中水功能区划分规定的 ?类水质保护目标 。 水库向市区补水开始 ,到远期的川江 、斧子口 、小溶江 c. 在图 3 中 ,1991,2002 年桂林市区由于供水量(水库 该 3 个水库的项目建议书已于 2004 年初顺利通 () 逐年增大 见表 1,从漓江取水的比例总体上呈上升趋 ) 过水利部的水资源专家论证评审等待建成后补水 。() 势 从图 3 中 Q, t 的线性走向可知,而 2001 年由于来 2010, 2015 年 水 利 工 程 建 设 规 划 向 市 区 供 水 达() 水量的大幅减少 漓江年径流量为 12 a 中的最低值, 384 万 m/ d ,这将彻底解决桂林市区历年来形成的水资 导致取水比例达到了历年来的最高值 。源问题 ,使桂林市经济的可持续发展得到充分的水资 d. 从图 4 中的 V, t 关系线性走向可知 ,在 S 、I 、 3 源保证。 Q 这 3 个参数的综合影响下 ,漓江桂林市区的水资源 5 结 语贫度有增大的趋势 ,其中 1995 年 、1996 年由于水质的严 重超标直接导致了水资源贫度成为最大值 ,为 12 a 中 用水资源贫度表征开发利用中的区域水资源状 况 ,能全面地 、形象地描述各因素同时作用时对水资源 水资源状况最差的 2 a ,而 1993 年由于降水不均匀性参 造成的影响 ,并不片面地侧重于某一个方面 ,使其分析 数 、水质指数和取水比例同时处于较小的水帄 ,使其年 评价结果具有客观性 、实用性和系统可比性 。从对漓 水资源贫度值成为最小 ,即为 12 a 中水资源状况最好江桂林市区 12 a 的水资源状况变化趋势的分析过程中 的 1 a 。可以看出 ,在得出各年份的水资源贫度值后 ,再结合历 e. 除 1993 年 、1995 年和 1996 年的水资源状况分别 年的降水情况 、水文特性和水质状况进行比较 ,就很容 易知道是哪一因素在哪一时段对水资源造成了主要影 为最好 、最差年份外 ,在其它年份中 ,1991 年 、1997 年的 响 ,并总结出某一特定区域的水资源特性 ,采取相应的 影响因素主要为来水量不足 ,使取水比例相对较高 。 有效解决措施 ,进而作出下一步的水资源综合治理规 1992 年 、1994 年 、1998 年 、1999 年 4 a 中水资源状况的主 划等 。 要影响因素是降水不均匀造成的 ,洪水的水量损失较 多 ,其中 1999 年与 2000 年一样 ,由于来水总量较少 ,使 取水比例增大也是重要原因 。另外 ,1998 年的水质已 参考文献 :接近超标临界值对水资源状况也造成了一定影响 。使 2001 年的水资源贫度值较大的主要原因是来水总量不 1 程文虎. 水质与水量综合评价水资源方法新探A . 中国水 利水电工程未来与发展 C. 大连 :大连理工大学出版社 , 足 ,取水量较大 ,取水比例达到了 12 a 中的最大值 ,同 2002. 349,352. 时年内降水也不均匀 ,虽然水质有明显好转 ,但水资源 方子云. 水资源保护工作M. 南京 : 河海大学出版社 , 2 的总体状况仍不容乐观 。在 2002 年 ,降水的不均匀性 、 1998. 唐标文. 关于桂林市水利的建设与思考J . 广西水利水电 , 水质和取水比例都不处于较差的状况 ,使其水资源贫 3 () 2002 3:19,18. 度成为 1998 年以来的最小值 。 ()收稿日期 :2005Ο05Ο09 编辑 :舒 建 4 问题和对策