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(nóng)業(yè)大學(xué)水利土木工程學(xué)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(nóng)業(yè)大學(xué)水利土木工程學(xué)院,山東泰安 271018)

南四湖流域?qū)儆诨春恿饔蜚艉铀?是我國重要的糧棉生產(chǎn)基地和能源基地之一。通過對該流域山東省范圍內(nèi)2001—2010年用水量分析得到如下結(jié)論:流域總用水量自2005年后總體上呈緩慢上升趨勢,第二產(chǎn)業(yè)用水量呈下降趨勢,第三產(chǎn)業(yè)、生活用水量年際變化不大,生態(tài)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(chǎn)業(yè)產(chǎn)值、灌溉面積、人口,降雨量對第一產(chǎn)業(yè)用水有一定影響。

南四湖流域;用水量;影響因素

1 研究區(qū)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?qū)儆诨春恿饔蜚艉铀?總流域面積約3.17萬km2,包括山東、江蘇、河南、安徽四省34個(gè)縣(市、區(qū)),其中山東省包括濟(jì)寧市、棗莊市、菏澤市的全部及泰安市的寧陽縣,共28個(gè)縣區(qū)[1]。南四湖流域是我國重要的糧棉生產(chǎn)基地和能源基地之一,同時(shí)也是山東省最大的淡水魚養(yǎng)殖基地。流域內(nèi)分布著造紙、電力、化工、食品、煤炭開采、釀造等工業(yè)項(xiàng)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(yùn)河分布多條船舶運(yùn)輸航道,在流域經(jīng)濟(jì)建設(shè)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(qū)面積約28606.2 km2,總?cè)丝?275.07萬人,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(jīng)濟(jì)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(qū)域只包括濟(jì)寧市、菏澤市和棗莊市。

2 研究區(qū)域2001—2010年用水量及影響因素調(diào)查

2.1 2001—2010年歷年用水量

根據(jù)山東省水利年鑒(2001—2010年),研究區(qū)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(jīng)濟(jì)情況表(2010年)

表2 2001-2010年山東省南四湖流域各類用水量統(tǒng)計(jì) 億m3

2.2 用水量影響因素調(diào)查

區(qū)域用水量影響因素較多[2-5],本研究選用GDP(包括三次產(chǎn)業(yè))、灌溉面積、人口及當(dāng)年降水量等因素進(jìn)行調(diào)查,結(jié)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(qū)內(nèi)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(qū)內(nèi)總用水量2002年以前為上升趨勢,2002年達(dá)到最大為61.1億m3,以后為下降趨勢,2005年達(dá)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(chǎn)業(yè)用水量的變化趨勢與總用水量基本一致;第二產(chǎn)業(yè)用水量基本呈下降趨勢,第三產(chǎn)業(yè)、生活用水量年際變化不大,但生態(tài)用水量呈上升趨勢。

3.2 用水結(jié)構(gòu)

根據(jù)表2計(jì)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(tài)用水比例呈上升趨勢,第一產(chǎn)業(yè)用水比例2007年前為上升趨勢, 2007年后為下降趨勢,第二、三產(chǎn)業(yè)及生活用水比例年際間變化規(guī)律不明顯。

從圖2可以看出,山東省南四湖流域用水結(jié)構(gòu)中,第一產(chǎn)業(yè)用水比例最大,為79.27%,生活用水與第二產(chǎn)業(yè)用水比例接近,分別為9.87%、9.28%,第三產(chǎn)業(yè)與生態(tài)用水比例接近,分別為0.82%、0.76%。因此,第一產(chǎn)業(yè)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(tǒng)計(jì)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(jù)表2、表3繪制流域總用水量與GDP關(guān)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(nèi)積極開展節(jié)水工作,使萬元產(chǎn)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(guān)系

3.3.2 第一產(chǎn)業(yè)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(chǎn)業(yè)用水量與增加值、灌溉面積關(guān)系如圖4、圖5所示。由圖4看到,第一產(chǎn)業(yè)增加值逐年增長,但相應(yīng)用水量增長緩慢且有一定波動,而由圖5看到,第一產(chǎn)業(yè)用水量與灌溉面積變化基本一致。

圖4 第一產(chǎn)業(yè)用水量與增加值關(guān)系

圖5 第一產(chǎn)業(yè)用水量與灌溉面積關(guān)系

3.3.3 第二產(chǎn)業(yè)用水量與其增加值分析

圖6為第二產(chǎn)業(yè)用水量與其增加值關(guān)系圖,可以看出,第二產(chǎn)業(yè)增加值增長速度快,而2002—2007年第二產(chǎn)業(yè)用水量呈下降趨勢,2007年開始又呈現(xiàn)增長趨勢,但增長緩慢。根據(jù)表2、表3計(jì)算得到的流域工業(yè)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(yè)節(jié)水技術(shù)、節(jié)水改造的實(shí)施和用水管理水平的提高,節(jié)水效果明顯。

圖6 第二產(chǎn)業(yè)用水量與增加值關(guān)系

3.3.4 生活用水量與人口數(shù)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(guān)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(guān)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(chǎn)業(yè)用水量有影響,如圖8所示。一般情況下,第一產(chǎn)業(yè)用水隨降雨量的減少而增加。

圖8 第一產(chǎn)業(yè)用水量與降雨量關(guān)系

4 結(jié) 論

由上述分析得到以下結(jié)論:

a.山東省南四湖流域用水結(jié)構(gòu)中生產(chǎn)用水所占比例最大,其次為生活用水,生態(tài)用水較小。總用水量中主要為第一產(chǎn)業(yè)用水,用水比例接近80%(占總用水量),生活用水與第二產(chǎn)業(yè)用水比例接近,約占10%左右,第三產(chǎn)業(yè)與生態(tài)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(yuǎn)小于GDP增長率。

c.流域用水量主要影響因素為三次產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值、灌溉面積、人口,降雨量主要影響第一產(chǎn)業(yè)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(nóng)村水利水電,2001(6):11-13.

[2]王艷,吳學(xué)偉,許剛.廣州市用水量變化規(guī)律分析[J].水利經(jīng)濟(jì),2007,25(2):43-45.

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

[4]張強(qiáng).福建省近10年用水結(jié)構(gòu)變化及驅(qū)動力分析[J].水資源與工程學(xué)報(bào),2010,21(1):101-104.

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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(yè)專項(xiàng)經(jīng)費(fèi)(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(shè)與管理研究。

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