人類活動對洛陽市地表水資源量隱性影響之初步探討

梁良，蔡靜

河南省洛陽水文水資源勘測局

人類活動對洛陽市地表水資源量隱性影響之初步探討

梁良，蔡靜

河南省洛陽水文水資源勘測局

水資源的日益緊缺愈來愈成為制約社會經(jīng)濟快速發(fā)展的重要問題，研究水資源的變化規(guī)律可為保護生態(tài)環(huán)境、合理利用水資源提供科學的依據(jù)。本文根據(jù)洛陽市水資源的開發(fā)狀況和地表水資源的變化，分析和探討了區(qū)域水資源的開發(fā)利用對地表水資源的隱性影響。

人類活動；地表水資源；隱性影響

1.區(qū)域概況

洛陽市地處豫西，轄8縣1市8區(qū)，共有186個鄉(xiāng)鎮(zhèn)，2725個行政村，總?cè)丝?92.3萬人，總面積15208 km2，占河南省總面積16.7萬km2的9.1%。境內(nèi)山川丘陵交錯，地形復雜多樣，其中山區(qū)占45.51%，丘陵占40.73%，平原占13.8%，洛陽市是河南省的第二大城市，全市的的工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)在全省占有舉足輕重的地位。多年平均（1956～2000年）降水量674.5mm，多年平均（1956～2000年）地表水資源量25.950億m3。經(jīng)過不斷建設，特別是改革開放以來，經(jīng)濟建設發(fā)展勢頭強勁，水利工程體系得到不斷完善，形成了各業(yè)并舉，全面發(fā)展的良好局面。在水資源的開發(fā)利用方面，由過去的無序開發(fā)、低效利用，逐漸向合理開發(fā)、節(jié)約用水、高效利用的方面過渡；隨著洛陽的社會進步和經(jīng)濟建設的發(fā)展，水資源開發(fā)程度不斷增加，水資源緊缺的矛盾日益突出。因此，對水資源變化的研究就顯得愈加必要。

2.影響水資源的人為因素

由于洛陽地處中原，山川縱橫，西依秦嶺，東臨嵩岳，北靠太行，南望伏牛，素有“河山拱戴，形勢甲于天下”之稱。因此，各級政府歷來都對洛陽的發(fā)展建設非常重視，特別是最近數(shù)十年來，工農(nóng)業(yè)發(fā)展迅速，城鄉(xiāng)建設日新月異，各個方面都發(fā)生了翻天覆地的變化。2013年，全市生產(chǎn)總值3140.8億元，人均生產(chǎn)總值47569元。糧食總產(chǎn)量達到219.8萬t，農(nóng)田有效灌溉面積197.6萬畝。

在社會經(jīng)濟發(fā)展的同時，洛陽的水利事業(yè)也得到了長足的發(fā)展。到2013年，全市境內(nèi)共有各類水庫169座，塘堰壩684座，總蓄水能力157.63億m3，其中大型水庫4座，總庫容153.07億m3；中型水庫10座，總庫容2.23億m3；小型水庫155座，總庫容2.07億m3；塘堰壩蓄水容量0.26億m3。全市共有自流灌區(qū)112萬畝，井灌83萬畝，提灌11萬畝，其它方式灌溉2.9萬畝。

2013年全市地表水資源量為10.31億m3，地下水資源量為8.98億m3。農(nóng)林漁業(yè)用水量為5.17億m3，工業(yè)用水量為6.96億m3，生活用水量1.91億m3，城鎮(zhèn)公共用水量為0.52億m3，生態(tài)環(huán)境用水量為0.51億m3。全市人均用水量228m3，其中城鎮(zhèn)大生活為每人每日152升，農(nóng)村生活為每人每日50升，農(nóng)田灌溉畝均用水量271m3，萬元GDP（當年價）用水量42m3，萬元工業(yè)增加值取水量為40m3，全市用水消耗總量為6.09億m3，占總用水量的40.4%。全市地表水資源的平均控制利用率為85.42%。

3.地表水資源變化趨勢分析

洛陽境內(nèi)分屬黃河、淮河、長江三大水系，黃河、洛河、伊河、清河、磁河、鐵灤河、澗河、瀍河等10余條河流蜿蜒其間，自古就有“四面環(huán)山六水并流、八關(guān)都邑、十省通衢”之稱，歷史上九朝都城建于該地即源于此。但隨著歷史的變遷，由于洛陽屬暖溫帶半干旱大陸性氣候區(qū)，受地理環(huán)境等因素的影響，區(qū)域內(nèi)降水量較少，水資源相對短缺。半個世紀以來，洛陽水利工程經(jīng)歷了突飛猛進的發(fā)展，一方面給當?shù)貛砹司薮蟮慕?jīng)濟效益和社會效益，另一方面使得境內(nèi)的水資源日趨減少，給區(qū)域環(huán)境帶來了不利影響。水資源減少的直觀感受主要表現(xiàn)在：過去是河水流量較大，四季長流。現(xiàn)在是河水流量明顯較小，并且局部、局地常有斷流。實測水量數(shù)據(jù)也反映了數(shù)十年來呈現(xiàn)為逐漸減少的趨勢。

影響地表水減少的原因，一是區(qū)域內(nèi)蓄水工程對地表水的截留以及用水量的不斷增加，消耗了大量的水量，使得地表水量逐漸減少，這部分影響稱之為顯性影響。另一方面則是隱性影響，即人類活動的影響導致了地表水資源的產(chǎn)生量在減少。對地表水資源的隱性影響，根據(jù)實測水文資料用下述2種方法對其進行探討。

（1）前后系列對比分析

根據(jù)人類生產(chǎn)活動的實際影響、降水量和天然徑流量的變化，將1956～1979年、1980～2013年的實測降水量、天然徑流量作為2個樣本系列，這2個系列中分別都包含了豐枯年份的分布，其中前者的最大年降水量為1145.4 mm，對應的徑流系數(shù)為0.48。最小年降水量為548.8 mm，對應的徑流系數(shù)為0.18；后者中的最大年降水量為1048.2 mm，對應的徑流系數(shù)為0.30，最小年降水量為427.9 mm，對應的徑流系數(shù)為0.18。對兩個系列進行分析計算的結(jié)果見《洛陽市不同系列降水量、天然徑流量均值對照表》。

全市平均年天然徑流量（萬m3）296716 232571 -21.6洛陽市不同系列降水量、天然徑流量均值對照表系列1956～1979年1980～2013年對比（%）全市平均年降水量(mm) 711.8 685.5 -3.7

從表中可以看出，前后兩個系列的全市多年平均降水量基本持平，而全市平均多年天然徑流量卻有明顯減少。徑流量的產(chǎn)生取決于大氣降水和下墊面條件，如果在大氣降水基本穩(wěn)定的情況下，天然徑流量的變化則是由下墊面條件的變化引起的。因此，分析表中天然徑流量的減少主要是由于人類生產(chǎn)活動影響造成的。經(jīng)計算，在扣除因降水量減少而造成的徑流量減少的部分后，1980～2013年比1956～1979年的多年平均天然徑流量減少部分中的82.9%，主要是由于人類活動的影響而造成的。

（2）單一系列分析

以洛陽市1956年～2013年的全市降水量、地表水資源量作為樣本系列，分析其變化趨勢，用以研究人類活動引起的下墊面條件的變化對產(chǎn)流的影響。

點繪其1956～2013年系列的年降水量、天然徑流量過程線，見《洛陽市年降水量、天然徑流量過程線對照圖》。

從圖中可以看出，1956～2013年洛陽市的降水量和天然徑流量都有減少的趨勢。經(jīng)對其進行線性分析計算，降水量的平均年減少率為0.197%，天然徑流量的平均年減少率為1.127%，二者對比，天然徑流量的平均年減少率遠大于降水量的平均年減少率。顯而易見，同樣的降水量產(chǎn)生的徑流量比以前減少了，而天然徑流量的減少主要是由于人類生產(chǎn)活動影響造成的。因此認為：在扣除因降水量減少造成的徑流量減少的部分后，天然徑流量平均年減少率中的82.5%是由于人類活動的影響而造成的。