山東省南四湖流域2001—2010年用水趨勢與影響因素分析

翟興濤,張慶華,蔣 磊,張瑞她,曹三海

(山東農業大學水利土木工程學院,山東泰安 271018)

山東省南四湖流域2001—2010年用水趨勢與影響因素分析

翟興濤,張慶華,蔣 磊,張瑞她,曹三海

(山東農業大學水利土木工程學院,山東泰安 271018)

南四湖流域屬于淮河流域泗河水系,是我國重要的糧棉生產基地和能源基地之一。通過對該流域山東省范圍內2001—2010年用水量分析得到如下結論:流域總用水量自2005年后總體上呈緩慢上升趨勢,第二產業用水量呈下降趨勢,第三產業、生活用水量年際變化不大,生態用水量呈上升趨勢;影響流域用水量的主要因素包括三次產業產值、灌溉面積、人口,降雨量對第一產業用水有一定影響。

南四湖流域;用水量;影響因素

1 研究區域概況

南四湖流域位于山東省西南部,北起大汶河左岸,南至廢黃河南堤,東以泰沂山脈的尼山為分水嶺,西至黃河右堤。南四湖流域屬于淮河流域泗河水系,總流域面積約3.17萬km2,包括山東、江蘇、河南、安徽四省34個縣(市、區),其中山東省包括濟寧市、棗莊市、菏澤市的全部及泰安市的寧陽縣,共28個縣區[1]。南四湖流域是我國重要的糧棉生產基地和能源基地之一,同時也是山東省最大的淡水魚養殖基地。流域內分布著造紙、電力、化工、食品、煤炭開采、釀造等工業項目,其中紡織、食品、煤炭和電力占較大的份額。南四湖以及京航運河分布多條船舶運輸航道,在流域經濟建設中具有舉足輕重的地位。

截至2010年底,山東省南四湖流域所轄行政區面積約28606.2 km2,總人口2275.07萬人,GDP總量5342.94億元,人均23485元。表1為2010年山東省南四湖流域各市社會經濟概況。

由表1可見,泰安市寧陽縣土地面積、人口和GDP在山東省南四湖流域中分別占3.9%、3.6%和4.1%,所占比重均較少。因此,本研究區域只包括濟寧市、菏澤市和棗莊市。

2 研究區域2001—2010年用水量及影響因素調查

2.1 2001—2010年歷年用水量

根據山東省水利年鑒(2001—2010年),研究區域2001—2010年各類用水量見表2。

表1 山東省南四湖流域各市社會經濟情況表(2010年)

表2 2001-2010年山東省南四湖流域各類用水量統計 億m3

2.2 用水量影響因素調查

區域用水量影響因素較多[2-5],本研究選用GDP(包括三次產業)、灌溉面積、人口及當年降水量等因素進行調查,結果見表3。

3 用水分析

3.1 用水量年變化趨勢

由表2繪制研究區內各類用水變化過程見圖1。

圖1 2001—2010年各類用水過程線

從圖1、表2看到,研究區內總用水量2002年以前為上升趨勢,2002年達到最大為61.1億m3,以后為下降趨勢,2005年達到最小為47.22億 m3。 2005年后為緩慢上升趨勢,但總用水量年增加值不大;第一產業用水量的變化趨勢與總用水量基本一致;第二產業用水量基本呈下降趨勢,第三產業、生活用水量年際變化不大,但生態用水量呈上升趨勢。

3.2 用水結構

根據表2計算得到流域2003—2010年各類用水比例見表4,各類用水平均比例見圖2。

表4 2003—2010年各類用水比例 %_

圖2 2003—2010年平均用水比例

從表4看出,2003—2010年生態用水比例呈上升趨勢,第一產業用水比例2007年前為上升趨勢, 2007年后為下降趨勢,第二、三產業及生活用水比例年際間變化規律不明顯。

從圖2可以看出,山東省南四湖流域用水結構中,第一產業用水比例最大,為79.27%,生活用水與第二產業用水比例接近,分別為9.87%、9.28%,第三產業與生態用水比例接近,分別為0.82%、0.76%。因此,第一產業仍然是用水大戶。

表3 2001—2010年山東省南四湖流域用水量影響因素統計表

3.3 用水量與影響因素分析

3.3.1 總用水量與GDP分析

依據表2、表3繪制流域總用水量與GDP關系見圖3。由圖3看出,山東省南四湖流域總用水量隨GDP的增長而緩慢增長,其主要原因是隨著水資源的緊張,流域內積極開展節水工作,使萬元產值用水量大幅減少,由2001年的487m3/萬元,減少到2010年的104.5m3/萬元。

圖3 總用水量與GDP關系

3.3.2 第一產業用水量與其增加值、灌溉面積分析

2001—2010年山東省南四湖流域第一產業用水量與增加值、灌溉面積關系如圖4、圖5所示。由圖4看到,第一產業增加值逐年增長,但相應用水量增長緩慢且有一定波動,而由圖5看到,第一產業用水量與灌溉面積變化基本一致。

圖4 第一產業用水量與增加值關系

圖5 第一產業用水量與灌溉面積關系

3.3.3 第二產業用水量與其增加值分析

圖6為第二產業用水量與其增加值關系圖,可以看出,第二產業增加值增長速度快,而2002—2007年第二產業用水量呈下降趨勢,2007年開始又呈現增長趨勢,但增長緩慢。根據表2、表3計算得到的流域工業萬元增加值用水量 2001年為141.7m3/萬元,2010年為17.7m3/萬元,說明隨著企業節水技術、節水改造的實施和用水管理水平的提高,節水效果明顯。

圖6 第二產業用水量與增加值關系

3.3.4 生活用水量與人口數量分析

圖7為山東省南四湖流域2001—2010年生活用水量與人口關系圖。由圖看出,2008年前生活用水量年際變化較大,2008年開始用水量趨向隨人口增加緩慢增加的趨勢。

圖7 生活用水量與人口關系

3.3.5 降雨量對用水量的影響

通過分析,流域降雨量對第一產業用水量有影響,如圖8所示。一般情況下,第一產業用水隨降雨量的減少而增加。

圖8 第一產業用水量與降雨量關系

4 結 論

由上述分析得到以下結論:

a.山東省南四湖流域用水結構中生產用水所占比例最大,其次為生活用水,生態用水較小?？傆盟恐兄饕獮榈谝划a業用水,用水比例接近80%(占總用水量),生活用水與第二產業用水比例接近,約占10%左右,第三產業與生態用水比例接近,不到1%。

b.自2005年開始隨著GDP總量的增加,流域總用水量呈緩慢增加趨勢,其用水量增長率遠小于GDP增長率。

c.流域用水量主要影響因素為三次產業產值、灌溉面積、人口,降雨量主要影響第一產業用水。

[1]劉友春,閆芳階,喬立峰.提高南四湖上級湖正常蓄水位的可行性研究[J].中國農村水利水電,2001(6):11-13.

[2]王艷,吳學偉,許剛.廣州市用水量變化規律分析[J].水利經濟,2007,25(2):43-45.

[3]張靈,陳曉宏,劉丙軍,等.基于AGA的SVM需水預測模型研究[J].水文,2008,28(1):38-42.

[4]張強.福建省近10年用水結構變化及驅動力分析[J].水資源與工程學報,2010,21(1):101-104.

[5]顧鶴南,王建.青島市近20年用水結構變化及其驅動力研究[J].人民黃河,2012,34(9):55-57.

F407.9

A

1003 -9511(2013)04 -0059 -03

2013-01 -31 編輯:陳玉國)

10.3969/j.issn.1003 -9511.2013.04.015

水利部公益性行業專項經費(201201022)

翟興濤(1988—),男,山東濱州人,碩士研究生,主要從事水利工程建設與管理研究。

張慶華(1960—),男,山東招遠人,教授,主要從事水利工程建設與管理研究。E-mail:zqh@sdau.edu.cn