人口及下墊面變化對漳河上游流域取用水量影響研究

楊云霄，宿　輝，魯冠華，曹文杰，段　宇，黃　順，馬　飛

（1.河北工程大學水電學院，河北 邯鄲　056002；2.海河水利委員會漳河上游管理局，河北 邯鄲　056006）

人口及下墊面變化對漳河上游流域取用水量影響研究

楊云霄1，宿輝1，魯冠華2，曹文杰1，段宇1，黃順1，馬飛1

（1.河北工程大學水電學院，河北 邯鄲056002；2.海河水利委員會漳河上游管理局，河北 邯鄲056006）

摘 要：運用遙感和GIS技術，獲取漳河上游流域1993、2006和2010年3個時相的土地利用分類圖，對漳河上游流域下墊面特征及動態變化進行了分析，并結合近10年的人口變化情況，研究兩者變化趨勢與取用水量變化之間的影響關系，結果表明：耕地面積變化的趨勢與農田灌溉用水量的變化趨勢大致相同，人口數量增長及城市化的提高是影響生活用水量變化的主要因素。

關鍵詞：人口；下墊面；取用水；變化分析；漳河上游

漳河流域屬我國水資源最短缺的地區之一。近年來，由于自然降雨減少、人類活動加劇、經濟社會發展迅速，水資源供需矛盾進一步加劇。在人口密集的地區，人類活動會消耗大量的水資源，并改變下墊面條件，如何科學地評估人類活動對水資源開發利用的影響已成為國內外專家學者的研究焦點。通過對流域內人口及取用水的變化進行實地調查和統計分析，同時運用遙感技術對流域下墊面變化規律進行對比分析，揭示人口及下墊面變化對流域內取用水量的影響，科學評估未來漳河上游水資源利用變化情勢，為漳河上游水資源合理開發利用和科學配置提供基礎技術支撐。

1　漳河上游流域人口變化情況

漳河上游流域1980年總人口350.9萬人，其中城鎮人口58.1萬人、占總人口的16.6%。1990年總人口389.9萬人，其中城鎮人口72.7萬人、占總人口的18.6%。2000年總人口418.8萬人，其中城鎮人口約105.5萬人，占總人口的25.2%；山西省337.9萬人，河北省58.9萬人，河南省22.0萬人。截至2010年底，漳河上游總人口約465.2萬人，其中城鎮人口約142.4萬人，占總人口的30.6%；山西省376.7萬人，河北省64.4萬人，河南省24.1萬人，見表1。對比來看，1980—2010年總人口數逐步增加，但人口自然增長率已呈下降趨勢，城鎮化率逐步提高，農村人口有減少趨勢。

表1　漳河上游流域總人口統計　萬人

2　漳河上游流域下墊面變化情況及趨勢分析

筆者采用遙感方法結合GIS等多種技術對不同時期的下墊面變化數據進行信息提取。通過解譯流域遙感影像數據，獲取了漳河上游流域1993、2006 和2010年3個時相的土地利用分類圖，對比分析3個時期的土地利用結構變化。通過單一土地利用類型動態度，反映一定時期范圍內某種土地利用類型的數量變化情況。

2.1不同時期下墊面識別

漳河上游流域下墊面變化情況通過解譯和分析1993、2006和2010年遙感圖像得出。漳河上游流域3個時期土地利用面積情況，見表2。

表2　1993、2006、2010年流域土地利用結構變化km2

根據表2可知，漳河上游流域主要土地利用類型為森林、耕地，約占總面積84%；裸地次之，水域占地面積最小。

2.2下墊面變化趨勢的描述方法

土地利用動態度可定量地描述區域土地利用變化的速度，對預測未來土地利用變化趨勢具有積極作用。單一土地利用類型動態度主要反映某一研究區域一定時期內某種土地利用類型的數量變化情況，其表達式為:

式中:K為研究時段內某種土地利用類型動態度；Ua，Ub分別為研究期初及研究期末某種土地利用類型的數量；T為研究時段長，當T的時段設定為年時，K的值就是該研究區內某種土地利用類型的年變化率。

2.3下墊面變化趨勢分析

通過對漳河上游流域單一土地利用類型年變化分析，得出1993—2010年間不同時期土地利用面積的變化情況，土地面積減少用“-”表示，見表3。

表3　1993—2006、2006—2010、1993—2010年3期漳河上游流域下墊面變化情況

1993—2010年間，森林、城鎮與建設用地、水域呈增加趨勢，其中森林面積變化最大，增加656.8 km2；城鎮與建設用地次之，增加72.01 km2；水域面積增加23.53 km2。耕地和裸地均呈減少趨勢，其中耕地減少量最大，減少411.23 km2；裸地次之，減少341.11 km2。

1993—2010年間，城鎮與建設用地的年變化率最大且有上升趨勢，由1993—2006年的1.31%上升到2006—2010年的3.01%；耕地年變化率呈減少趨勢，由1993—2006年的-0.58%下降到2006—2010年的-0.31%。

3　漳河上游流域取用水情況

1980—2010年間，漳河上游流域總用水量（指毛水量）在5.03億～7.23億m3變化，2000年達到7.23億m3，其中地表水用水量3.99億m3、地下水用水量3.24億m3。2010年總用水量為7.06億m3，其中地表水3.44億m3、地下水3.54億m3、中水利用0.08億m3。

根據漳河上游水資源綜合規劃統計數據，2000年漳河上游流域水資源套省分區用水量見表4。

表4　2000年漳河上游流域用水量萬m3

根據海河流域水資源公報統計數據，2010年漳河上游流域水資源套省分區用水量見表5。

表5　2010年漳河上游流域用水量萬m3

根據2000和2010年用水量表對比分析，2010年較2000年總用水量減少1 747萬m3，但生活用水量增加1 181萬m3，農田灌溉相對減少較多為3 349萬m3，其中地下水用水量增加3 001 萬m3。

4　結論

（1）漳河上游流域2000—2010年間總用水量呈減少趨勢，2010年較2000年總用水量減少1 747萬m3。主要減少用水量為農田灌溉用水，林牧漁畜及工業用水量基本持平，用水量增加部分主要是生活用水、生態環境用水和新增中水利用等。

（2）由下墊面分析可知，漳河上游流域1993—2010年間耕地面積減少量最大，減少面積為411.23 km2，耕地面積變化的趨勢與農田灌溉用水量的變化趨勢大致相同，可見耕地面積的減少、農業灌溉方式和灌溉設施的改進等是造成農田灌溉用水量減少的主要原因。由于上游山西省采取退耕還林、大力建設農業灌溉節水設施以及改變農作物種植方式等一系列措施，漳河上游流域農田灌溉用水量將進一步減少，但由于耕地年變化率呈減少趨勢，農田灌溉用水量減少趨勢也將放緩。

（3）2000—2010年間人口數量呈增長趨勢，總人口增加46.4萬人，人口數量變化及城市化的趨勢與生活用水量的變化趨勢大致相同，人口數量的增加、城鎮化率逐步提高以及農村人口趨于減少等是造成相對應期間居民生活用水量增加的主要影響因素。從1980—2010年總人口來看，人口總量雖在增長但增長率呈下降趨勢且下降趨勢較為明顯，未來一段時間漳河上游地區人口總量將趨于穩定，居民生活用水量增長趨勢也將逐步放緩。

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中圖分類號：TV211.1

文獻標識碼：A

文章編號：1004-7328（2016）02-0047-03

DOI:10.3969/j.issn.1004-7328.2016.02.016

收稿日期：2015—12—15

作者簡介：楊云霄（1989—），女，碩士研究生，主要從事水工結構及環境保護方面的研究工作。