氣候變化中的區域水資源演變規律及對策

井 涌

（陜西省水文水資源勘測局，710068，西安）

不僅在我國，全球范圍內從氣候變化到水資源演變，再到自然災害的發生大都表現出同步響應的事實。與我國同處亞洲的日本，在1897—1997年約100年間，從1976年后的降水量明顯減少，1956—1995年的后20年水資源量也明顯小于前20年水資源量。特別是1994年日本列島發生嚴重旱災，全日本范圍內極端少雨的異常缺水。1995年發生阪神淡路大地震，130萬戶人家遭受長達90天的斷水。這種氣候—水資源—自然災害基本一致響應的情況與陜西省同時期發生的情況非常相似。

一、近50年陜西“氣候—水資源—自然災害”響應變化的客觀事實

1.氣候（降水量主導因子）變化

陜西水資源主要來自當地降水。1956—2008年的53年間，全省兩大流域和三大自然地理區年降水量總體呈現約10年豐枯間隔波動減少的趨勢。20世紀70年代和90年代全省降水量比多年平均普遍偏少，90年代偏少最為劇烈。80年代全省降水量普遍偏大，長江流域部分地區偏大幅度較大。60年代降水量除個別區域偏小外，其余皆稍偏大。

全省降水量最大20世紀80年代與最小90年代的減幅達127.5mm。黃河流域50年代最大575.9mm，與最小90年代460.6mm減幅高達115.3mm；長江流域80年代最大1002.6mm，與最小90年代811.2mm減幅達191.4mm。

21世紀前9年的2000—2008年，全省、黃河及長江流域除2003年和2007年是豐水年或偏豐水年外，其余7年多為偏枯和枯水年份，形成自20世紀90年代以來連續20余年的枯水期。

2.水資源隨降水量響應的減量變化規律

全省和各流域片除個別年份外，其地表水、地下水和水資源總量基本都響應降水量的豐枯總體呈減量變化態勢。地表水變化表現更明顯。

1956—2000年45年的多年平均全省水資源總量423.3億m3，與1956—1979年的24年平均比較減少18.8億m3，其中黃河流域減少 11.7億m3，長江流域減少7.1億m3，全省地表水、地下水資源分別減少23.8億 m3和34.3 億 m3。

20世紀70、90年代降水量、地表水減少，且地表水減幅大于降水量減幅；60和80年代降水量和地表水增加，地表水增幅大于降水量增幅；90年代降水量最小、減幅最大，同樣地表水資源量也最小、減幅也最大。2000—2008年全省、黃河及長江流域除2003年和2005年地表水資源量均高于其多年均值外，其余7年均為小于多年均值的少水年份。

研究認為，黃河上中游河川徑流水文周期平均在70～80年。在1470—2007年的538年間存在7個水文周期，11個連續枯水段，連續10年以上枯水段約70年出現一次，比較嚴重枯水段有1481—1491年、1627—1641年和1922—1932年3次，1969—1982年和1985—2007年為第7個水文周期中的2個連續枯水段，且為11個連續枯水段中枯水連續時間最長23年和程度最劇烈之首。2013年前仍可能處于第7個水文周期的枯水期。

渭河流域華縣水文站1919—2005年的87年間實測年徑流量20世紀30年代前為少水期，30年代后期開始，連跨40、50、60年代30余年為多水期（其中僅有7年為少水期）。從20世紀70年代起至21世紀前5年，經過80年代6個、70年代2個多水年份，又進入一個大跨度的少水期，其中90年代后為一個較長的連續少水期 （僅2003年一年為多水期），90年代衰減最為劇烈。數值上從60年代平均最大100億m3減為90年代以來的約40億m3。消除人類活動影響，90年代與 1922—1932年枯水程度相當。

華縣站87年實測年徑流量各年代時段內豐枯結構特征：20世紀50、60年代各年徑流量均大于50億m3，70年代多水與少水年份出現較均衡，80年代多水年份多而集中，90年代后僅出現1年大于70億m3（2003年93.4 億 m3）， 出 現 1995、1997、2001、2002年4次小于30億m3的小水年。最大187.6億m3(1964年)比最小16.8億 m3（1997 年）高出 11 倍。

3.自然災害的響應變化事實

1956—2008年的53年間，省境內連枯連旱和極端干旱年份出現頻率增高的 “氣候—水資源—自然災害”響應事實明顯。20世紀90年代為干旱最嚴重的旱災期。90年代全省平均每年有250天處于干旱狀態，渭河、漢江均出現有水文記載以來的斷流現象。1995年和1997年是最典型的兩個旱災年。

1995年關中地區出現了接近1928年的大旱，漢江及其支流幾近斷流。1997年是從1994年開始連續4年的持續干旱年，從4月下旬開始的100余天時間里，大部分地方降水偏少 5～9 成，氣溫偏高 3～6℃，比大旱的1995年還高1.2℃，西安等地極限高溫長達近40天。涇、洛、渭等主要河流達到或接近歷史最枯流量，漢江部分河段斷流60多天。400多座中小型水庫干涸，4.6萬眼機井吊空。

二、水是陜西應對氣候變化背景下可持續發展難點中的核心問題

1.水資源總量“緊缺”制約全省可持續發展

陜西三大自然區優勢資源可持續開發及經濟社會與生態環境保護的可持續發展最大的制約在于缺水。全省水資源總量423.3億m3，其中地表水396.4億m3，地下水 130.8億 m3。陜北、關中、陜南三大自然區水資源總量分別為 40.4億 m3、82.3億 m3和300.6 億 m3。

全省水資源總量和人均水資源量在全國均排第19位，總量是全國水資源總量 28412億 m3的 1.5%。人均、單位耕地水資源總量1162m3和8820 m3／hm2， 分別是全國平均水平3.294 萬、2.156 萬m3／hm2的53%和41%。

從人均看，陜西全省屬人均高于1000 m3低于1667 m3的水資源緊缺省份，但黃河流域的關中地區屬人均低于500 m3的“絕對貧水”區域，陜北屬“貧水”地區。分析預測，現狀水平年渭河流域需水73億m3，在強化節水情況下遠期需水將達到81億m3，陜北能源化工基地及周邊地區現狀需水10億m3，遠期需水達到24億m3，加之水生態環境的干化、惡化，缺水成為陜西經濟社會中心發展區域優勢資源開發利用的嚴重制約。

2.陜西省水資源5個突出本底不利條件

（1）水資源時空分布極不均衡，水土資源分布與需求不匹配、不協調

省內水資源與土地資源、經濟布局不匹配。平原、耕地、人口和經濟社會重心在黃河流域，水在長江流域，黃河流域又重在關中地區，陜北水土資源承載力有限且十分脆弱。黃河流域面積占全省2/3，經濟總量占全省82%，灌溉面積占全省83%，但水資源量僅占27.4%，水資源供給緊張，直接導致生態環境惡化。隨著“大關中城市群”概念的提出與實施和陜北能源化工基地建設的快速發展，其未來用水需求的較快增長或對保證程度的要求之高是必然的趨勢。

水資源年內分配集中在汛期，黃河流域汛期地表水一般占全年70%左右，長江流域占60%左右。年際地表水量變化幅度也較大，1964年全省地表水 847億 m3，1997年僅 169億m3，極值比4.9倍，個別地區如陜北皇甫川極值比達22.3。時空分布不均對開發利用造成很大困難。

（2）主產水區在境內，而主用水區在省外

陜南長江流域的丹江漢江，黃河流域伊洛河的主產水區在陜西境內的上游山區，而主用水區在省外的平原區。丹江漢江和陜南巴山自產地表水300多億m3，占南水北調中線丹江口水庫入庫水量的70%以上，伊洛河陜西境內靈口水文站多年平均徑流量近6億m3，但省內上游山區經濟欠發達，又承擔水源保護區的重任，當地自產水難以開發利用。

（3）河流泥沙含量高

陜西境內黃河流域水土流失嚴重，年河流輸沙量6.58億t，占黃河干流三門峽斷面以上總輸沙量的1/2，區域內除個別河流泥沙較少外，大部分河流含沙量都很大，平均達100kg/m3，窟野河、無定河、北洛河達300 kg/m3，最大達到1100～1700 kg/m3。泥沙嚴重影響水庫的使用壽命，據統計近50年來，黃河流域總計損失庫容40億m3以上，與全省目前總庫容相當。

（4）封閉內聚的環境構架，決定了渭河關中盆地四周山區環境好，中部平原環境差的污染分布環境

渭河關中盆地南北兩岸各支流的降雨、徑流量均由南向北或由北向南、兩山向平原遞減，山區的產匯流區和平原區的排泄區具有強烈水力聯系的水環境整體性特點，決定了盆地四周山區環境好，中部平原環境差的污染分布環境。

（5）陜北生態環境脆弱，區內自產水資源開發利用極其有限

陜北地區地表水、地下水存在更強烈的水力聯系，且與生態環境密切關聯，開發不當可能出現嚴重的生態環境災難。因此，應以水資源總量控制陜北地區水資源的開發。

三、對策與建議

1.建設全省水資源安全供給工程保障體系

供水水源工程，特別是蓄水工程調劑河流來水豐枯，是確保安全供水的剛性條件。但關中地區仍以地下水供給，陜南、陜北仍以引水工程為主的地表水供給為主。全省現狀地下水設施供水能力44.6億m3已達可開采量上限，蓄、引、提地表水工程供水能力60.8億m3占全省地表水可利用量的44.8%，而剩余地表水可利用量主要分布在陜南地區，必須實施省內帶有蓄水工程的南水北調工程，統籌調蓄調度長江、黃河流域水量，才能確保全省兩大流域平穩渡過枯水期。

在全面考慮全省黃河、長江流域，陜北、關中、陜南地區的水資源條件，用水歷史和現狀，尤其是未來發展用水的需求變化情況，水利部門已提出了包括實施省內南水北調——引漢濟渭、引紅濟石、引乾濟石工程等在內的全省水資源開發利用總體配置規劃和工程布局。

應千方百計加強前期工作投入力度，積極推進早日建成全省水資源安全供給工程保障體系。科學合理調控用水，加強以渭河流域為中樞的陜西境內長江、黃河流域水量一體化調度前期規劃工作。

2.將生態環境用水整體納入全省水資源優化配置大格局，全面配置水資源

生態環境的良性恢復和保持是可持續發展的保障基礎。經濟社會發展和生態環境保護用水需求的配置不可偏廢一方。要高度重視生態環境用水，將生態環境用水與經濟社會發展用水整體納入全省水資源優化配置的大格局之中。配置生態環境用水時，應優先預留河道內基本生態環境需水，再配置河道外生態環境需水。利用陜南豐沛水資源的先天優勢調水入關中和開發利用黃河干流水，置換或轉移水權，以當地徑流性原水或二次回水等為水源，分別配置陜北、關中、陜南三大自然區河道內、外生態環境的用水。

3.加強氣象水文監測，及時準確做好水情旱情中短期預報，為應對干旱枯水提供高效信息支撐

整合氣象、水利部門的監測信息資源。一方面，在繼續作好洪水預報，為防汛抗洪服務的同時，力爭提高洪水預報精度、延長洪水預報期，為洪水利用、調洪蓄洪，洪水資源化提供預警時間；另一方面，轉變觀念，切實重視旱情和枯季河川徑流及地下水可開采量的預報工作。加大政府資金投入力度，盡早建成全省土壤墑情及旱情的監測、預報、預警網絡體系，以及抗旱調水水源工程的調度指揮組織體系。

[1]陜西省水文水資源勘測局，等.陜西省水資源調查評價[R].2008.

[2]陜西省水利電力勘測設計研究院，等.陜西省水資源開發利用情況調查評價[R].2007.

[3]陜西省水利廳.陜西省黃河流域水資源配置規劃[R].2007.

[4]井涌.近50年陜西省水資源變化情勢及對策[J].中國水利，2008（7）.

[5]井涌.無定河徑流一致性及人類活動定量影響分析[M].//中國水利學會水生態監測與分析論文集.2008.

[6]吳濃娣譯.日本全國水資源綜合規劃[M].北京：中國水利電力出版社，2002.

[7]畢慈芬，郭崗，沈梅，等.1933—2007年黃河上中游連續枯水段的研究[J].水文，2009（4）.