山東省水資源演變情勢分析

郭廣軍 王風軍

山東省水資源演變情勢分析

郭廣軍 王風軍

一、基本情況

山東省位于我國東部沿海，黃河下游，分屬黃、淮、海三大流域，陸地面積15.67萬km2。山東東臨大海，西接華北平原，泰沂山脈橫亙中央，地形地貌復雜。全省土地面積中，山地丘陵占29%，平原占55%，洼地、湖沼占8%，其他占8%，根據地形特征，可分為泰沂山區、膠東半島低山丘陵區和魯西北、魯西南平原區三大部分；山東省位于北溫帶半濕潤季風氣候區，氣候具有明顯的過渡特征，四季界限分明，溫差變化大，雨熱同期，降雨季節性強。

二、影響山東省水資源演變情勢的主要人類活動分析

影響水資源演變情勢的主要人類活動包括城市化、水土保持、水利工程攔蓄調引水、地下水開采、灌溉方式、用水結構、污水處理水平等。

1.城市化

隨著社會經濟不斷發展，城市化程度愈來愈高，不斷向郊區和鄰近的農村擴展。城市數量的增加、規模的擴大，對水資源情勢影響顯著。主要包括以下幾點：一是增加局地降水量；二是隨著城市的擴大，不透水面積也在增大；三是會使下游水質變差。其原因主要有：一是城市工業生活廢水大量增加，有的未經處理直接排入河道；二是城市雨洪徑流水質較差。

2.水土保持

山東省的水土保持工作起步較晚，20世紀80年代以后才真正步入正常軌道。1986～2010年的25年，全省累計治理水土流失面積32817km2，其中山丘區26691km2、平原風沙區6126km2，建設基本農田6765萬hm2，營造水保林166.99萬hm2、經濟林85.05萬hm2，修建塘壩、谷坊等小型水利水保工程56.1萬項。對水土流失地區有效地采取水土保持措施后，森林和植被覆蓋率增大，增加了植物截留、流域蒸散發和地下水入滲，減少了地表徑流。

3.蓄水工程

據第一次全國水利普查和水庫注冊登記統計，山東省現有大中型水庫234座，小型水庫6180座，總庫容216 億m3；塘壩5.1萬座，總庫容12.3億m3。各類蓄水工程建成運行后，下墊面條件發生了顯著變化，水資源情勢也隨之變化。蓄水工程對地表徑流的影響主要表現在：一方面，改變了下游河道河川徑流量的年內年際分配，特別對年內分配具有明顯的調節作用；另一方面，蓄水工程對地下水主要產生兩種影響，一種是利用蓄水工程調控下泄水量，增加河道過流時間，增加對兩岸地下水的補給，另一種是蓄水工程攔蓄的水大部分被引用，除汛期棄水外，下游河道基本無水，造成河流對沿岸地下水補給的減少。另外，平原水庫滲漏對當地地下水會產生一定補給。

4.地下水開發利用

20世紀80年代以來，隨著用水的增加，地下水開采量逐年加大，部分地區出現了地下水超采的局面，開采量大于入滲補給量，形成了多處漏斗區。地下水開發利用的影響，主要包括以下幾個方面：（1）地下水開采后，地下水水位下降，包氣帶增厚，減少了地表徑流量。（2）沿河兩岸大量開采地下水，當地下水水位低于河水位時，汛期會發生河川徑流量補給地下水資源量，從而導致地表水資源量減少，枯季因無地下水排泄而發生河道斷流，加劇河流年內年際分配不均的狀況。（3）開采地下水用于農業灌溉后，能有效地改善土壤的墑情，增加土壤的含水量，減少產流損失，增大產流量。

5.跨流域調水的影響

引黃供水是目前山東省主要的跨流域調水工程，涉及到10個市，范圍廣，水量大，對水資源的影響不可忽視：（1）跨流域調水用于農田灌溉，改善了土壤墑情，土壤含水量增加，從而使產水量增大。山東省的魯北和湖西平原區，引黃灌溉占有很大比重。據分析，近20年來，在其他地區徑流系數普遍較20世紀80年代前偏小的情況下，魯北和湖西平原區的徑流系數均無明顯減小趨勢。（2）跨流域調水用于農業灌溉和工業生活用水時，會在使用過程、運輸或尾水排放過程中，對地下水形成補給，增加地下水補給量。

6.供水增加

20世紀80年代以后，山東省用水量明顯增加，供水量也相應增加。當地水資源總供水量一直呈上漲趨勢，1985～2010年平均年增長率為2.5%，地下水資源開采量年增長率則更大，為年均4.5%。供水增加的影響主要表現在以下幾個方面：（1）流域上游蓄水工程攔蓄的大量河川徑流通過專用輸水渠、管道等被直接利用，只有少量回歸河道，造成下游河道河川徑流量驟減，斷流時間延長。從而對當地水資源的變化情勢產生影響。（2）為了滿足當地用水需求，地下水開采量大量增加，甚至出現超采現象，不僅襲奪了河川基流，還造成河川徑流反向補給地下水，導致河道斷流。（3）由于污水處理設施不足，處理程度低，用水量大量增加，污水排放量相應增加，從而造成當地水資源質量下降，甚至造成嚴重的水污染。

7.灌溉方式改變

山東省傳統上多采用大水漫灌的方式，近些年隨著經濟社會發展，水資源緊缺矛盾日益突出，許多地區開始逐步采用節水灌溉方式。采用節水灌溉方式后，由于灌溉定額、灌溉水量大幅度降低，對地表水灌區，會導致地下水入滲補給量的減少，同時也不利于地表徑流的產生；而對地下水灌區，由于降低了總開采量，客觀上有利于實現采補平衡，改善當地降水入滲補給及產匯流條件。

三、水資源演變情勢分析

1.地下水資源情勢變化

1980～2010年全省多年平均地下水資源量為165.12億m3/a，多年平均地下水資源模數為12.2萬m3/km2·a，與1956～1979年多年平均地下水資源量163.36億m3/a和多年平均地下水資源模數12.2萬m3/km2·a相比基本持平。而1980～2010年、1956～1979年兩個系列降水量分別為627.3mm、725.1mm，兩者變化規律有明顯差別。這說明地下水資源量的多少不僅取決于降水量的多少，也與其他因素，尤其是下墊面與水資源開發利用等人類活動有關。

平原區地下水資源評價一般采用補給量法。在各項補給量中，降水入滲補給量的變化不僅受降水量變化的影響，也與人類活動，如地下水開發利用引起的地下水埋深變化、城市化帶來的不透水面積增加等有關。其他各項補給量，如地表水體補給量、井灌回歸補給量等則主要與人類活動有關。受20世紀80年代以來引水灌溉增加的影響，后一時段的地表水體補給量較前一時段增加3.85億m3，增幅20.5%。井灌回歸補給量受節水灌溉面積增加、地下水水位下降等因素影響，盡管總灌溉水量有所增加，但補給量仍有所減少。

山丘區地下水資源評價一般采用排泄量法。1956～1979年河川基流量為 54.13億 m3/a，1980～2010年為41.76億m3/a，偏小近23%，超過了同期降水量的變化幅度（15%）。由于地下水開采量大幅度增加，地下水實際開采量占整個山丘區地下水資源量由5%增加到43.1%。由于山區地下水實際開采量一部分襲奪了地表徑流量，這是造成本次山區地下水資源量較第一次有所增大的重要原因，也是造成有些地區地表水資源大幅減少的重要原因。

2.地表水資源情勢變化

按照全省4個水資源二級區，通過對地表水資源量1956～1979年、1980～2010年兩個系列的P～R關系差異的分析，確定不同級別年降水量的徑流變化。

全省除徒駭馬頰河區外，各水資源二級區年徑流量都呈衰減趨勢，減幅由大到小分別為：花園口以下區（15.5% ～20.7%）、膠東諸河區（7.1%～17.9%）、沂沭泗河區（0～13.0%）；徒駭馬頰河區隨著年降水量級的不同，年徑流量有增加的趨勢，增幅在0～10.7%之間。水資源的演變情勢是人類活動多種因素共同作用的結果，但對不同地區，人類活動的影響又側重于不同的方面。比如，魯北平原區和湖西平原區主要受引黃的影響；山丘區及其下游受水庫群及大量開采地下水的影響較為明顯；對于采取水土保持措施的小流域，受水土保持的影響較為明顯；對于流域內城市化面積較大的地區，如小清河上游黃臺橋站以上受城市化的影響尤為明顯。

四、水資源演變趨勢預測

1.未來土地利用與水資源開發利用總體變化趨勢

根據山東省實施的積極城市化戰略，預計2020年、2030年全省城市化水平將分別達到60%、70%。今后的城市建設將更加強調以人為本，城市綠地和水面面積將較現狀有一定程度的增加。

根據可持續發展的科學發展觀，山東省提出了治理水土流失、建設生態農業的戰略部署，計劃于2030年宜治理水土流失面積全部治理完畢，森林覆蓋率達35%以上，探索河流基本流量保障制度，科學核定生態用水，生態環境明顯好轉的戰略目標。

水資源的利用程度和利用效率會進一步提高，水資源區域配置作用將得到加強，水源更加多樣化。按照“全面推行節約用水，科學引用黃河水，積極引用長江水，大力攔蓄地表水，合理開發地下水，提高污水回用率，實施海水利用和淡化工程”的思路，將加強水資源的綜合利用和優化配置，把節水擺到突出位置，建立節水型社會，實施可持續發展的戰略性措施來抓。主要建設任務是：完成南水北調和膠東西水東調工程；繼續建設一批大型灌區配套及節水灌溉示范項目；擴大節水灌溉面積，農業灌溉水利用系數由0.53提高到0.68，保持農業用水零增長；沿黃地區重點完善配套15座平原水庫，河道入海口建設一批地下水庫，干旱地區和山區應因地制宜建設小型、微型水利工程和雨水集蓄工程。大中城市污水回用率達到20%左右。上述措施實施后，預計到2030年，總供水量會比現狀有一定程度的增加，但各水源在總供水中所占比重會有所變化。其中地表水、地下水的供水量所占比重會有一定程度的下降，其他水源（包括海水淡化、污水回用、礦坑水等）及客水所占比重會有一定程度的上升，尤其是其他水源所占的比重會有較大幅度的上升。

隨著經濟社會發展，二、三產業的比重會進一步加大，加上城市化水平的提高，預計全省城市工業與生活用水的比重將明顯上升。

2.水資源演變趨勢預測

根據上述對山東未來土地利用和水資源開發利用變化趨勢的分析，綜合考慮它們對水資源的影響，預計未來水資源可能會出現如下變化趨勢：局部地區產水量可能會增加；年內年際變化將較現狀變小；地下水各項補給量所占比例會有所變化；水質會逐步好轉。

五、結語

本文通過分析影響水資源變化情勢的主要人類活動，結合山東省水資源綜合規劃，從降水、地表水資源、地下水資源等方面分析了山東省水資源演變情勢，根據對山東未來土地利用和水資源開發利用變化趨勢的分析，綜合考慮它們對水資源的影響，并對其變化趨勢進行了預測，可為將來合理開發利用水資源奠定良好基礎

（作者單位：山東省水利工程管理局250014 山東省聊城市江北水城旅游度假區于集鎮水利站 252039）