喀什地區(qū)水資源壓力評(píng)估研究

穆淑榮

(新疆喀什水文勘測(cè)局，新疆 喀什 844000)

喀什地區(qū)位于新疆的西南部，處于塔克拉瑪干大沙漠的西部邊緣[1]。喀什地區(qū)距離海洋較遠(yuǎn)，氣候?qū)儆诘湫偷臏貛Т箨懱卣鳎稍锴医邓枯^少，水資源時(shí)空分布十分不均勻且存在水資源嚴(yán)重短缺的問題[2]。隨著喀什地區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)、人民生活水平以及人口快速增長(zhǎng)的新形勢(shì)下，需要對(duì)區(qū)域水資源進(jìn)行優(yōu)化合理配置以及科學(xué)調(diào)度。而為對(duì)喀什地區(qū)水資源合理配置和科學(xué)調(diào)度提高依據(jù)，需要對(duì)區(qū)域不同行政分區(qū)的水資源變化特點(diǎn)，尤其是供用水量的變化進(jìn)行定量分析[3]。當(dāng)前，水資源壓力指數(shù)被一些研究提出并在許多區(qū)域?qū)ζ鋲毫χ笖?shù)進(jìn)行分析[4-10]，通過對(duì)水資源壓力指數(shù)的分析，從而制定不同區(qū)域水資源優(yōu)化配置的方案。在這些成果中，均基于區(qū)域水資源變化以及供需水情況進(jìn)行水資源壓力指數(shù)的構(gòu)建，從而建立適合于本地區(qū)水資源特點(diǎn)的壓力指數(shù)，該指數(shù)更符合區(qū)域水資源變化的特點(diǎn)。喀什地區(qū)水資源壓力指數(shù)還未進(jìn)行研究，為此本文從喀什地區(qū)水資源量、供用水的變化，對(duì)其不同行政分區(qū)的水資源壓力指數(shù)進(jìn)行定量評(píng)估，從而為喀什地區(qū)水資源可持續(xù)利用以及社會(huì)經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)定發(fā)展提供重要的依據(jù)。

1 水資源壓力指數(shù)構(gòu)建方法

基于農(nóng)業(yè)、生活、工業(yè)、水生態(tài)、水資源承載能力建立沈陽(yáng)市水資源綜合壓力評(píng)估指數(shù)，該指數(shù)計(jì)算方程為：

WEF=γw(Wa+Wi+Wc+W1+We)/Pw

(1)

其中：WEF為各指標(biāo)水足跡值(hm2)；Wa為農(nóng)業(yè)用水資源量(m3)、Wi為工業(yè)用水資源量(m3)、WC為城鎮(zhèn)用水水資源量(m3)、W1為生活用水水資源量(m3)、We為生態(tài)用水資源量(m3)；γw水資源綜合壓力指數(shù)；Pw為各資源生產(chǎn)能力值。首先需要對(duì)各水資源分區(qū)的水壓力指數(shù)進(jìn)行計(jì)算：

WEC=0.4γwφwW/Pw

(2)

式中：WEC為最大水資源承載能力對(duì)應(yīng)的水資源總量(m3)；φW為水壓力系數(shù)；W為水資源總量(m3)。此外還需對(duì)各水資源分區(qū)的水生態(tài)壓力指數(shù)進(jìn)行計(jì)算：

(3)

水資源綜合壓力評(píng)估指數(shù)采用Moran指數(shù)進(jìn)行指標(biāo)聚集表征：

(4)

其中：

(5)

(6)

(7)

式中：Ii為水資源綜合壓力指數(shù)計(jì)算值。

2 結(jié)果與討論

2.1 喀什各行政分區(qū)降水量

結(jié)合各行政分區(qū)內(nèi)氣象站點(diǎn)的降水量實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)喀什地區(qū)各行政分區(qū)的降水量變化進(jìn)行分析，結(jié)結(jié)果如表1所示。

表1 喀什是各行政分區(qū)降水量分析結(jié)果

從分析結(jié)果可看出，喀什地區(qū)南部縣區(qū)的降水量高于其中小游的各縣區(qū)降水量，在各行政分區(qū)種葉城縣、莎車縣以及巴楚縣的降水量遞增明顯，相比于其他縣區(qū)，以上三個(gè)縣區(qū)降水量的年遞增幅度均在2%以上，在各行政分區(qū)種塔什庫(kù)爾干降水量最大，降水量最小的縣區(qū)為喀什市區(qū)，其多年平均降水量?jī)H為0.074 5億 m3，在空間上，喀什地區(qū)降水量多年均值總體從高山區(qū)到平原區(qū)逐步遞減變化。

2.2 喀什各行政分區(qū)水資源量

結(jié)合各行政分區(qū)統(tǒng)計(jì)的水資源量，對(duì)喀什地區(qū)各行政分區(qū)的地表水資源量和地下水資源量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)果如表2和表3所示。

表2 喀什地區(qū)各行政分區(qū)地表水資源量分析結(jié)果

表3 喀什地區(qū)各行政分區(qū)多年地下水資源量分析結(jié)果

喀什地區(qū)水資源量分布十分不均勻，山區(qū)為主要的產(chǎn)水區(qū)域，喀什市、疏勒縣、澤普縣、麥蓋提縣、岳普湖縣為平原區(qū)基本不產(chǎn)水。塔什庫(kù)爾干縣為喀什地區(qū)地表水資源量最為充沛的區(qū)域，其次為葉城縣，這兩個(gè)縣區(qū)總的地表徑流深可以達(dá)到喀什地區(qū)總徑流深的2.3～3.5倍左右。伽師縣地表水資源量最低，其多年地表徑流深占總徑流深的比例在0.02%左右，屬于水資源短缺的區(qū)域。從喀什地區(qū)地下水資源量可看出，其多年均值為58.213億 m3，其補(bǔ)給主要為轉(zhuǎn)化補(bǔ)給，各行政分區(qū)轉(zhuǎn)化補(bǔ)給量的多年均值為53.262億 m3，占地下水資源總量的比例超過90%。在各行政分區(qū)中莎車縣地下水資源總量最大，喀什市地下水資源量最低。

2.3 喀什各行政分區(qū)供水和用水量分析

結(jié)合喀什地區(qū)各行政分區(qū)供水和用水量統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，對(duì)喀什地區(qū)各行政分區(qū)的供水量和用水量進(jìn)行分析，結(jié)果如表4和表5所示。

表4 喀什地區(qū)各行政分區(qū)供水量分析結(jié)果

表5 喀什地區(qū)是各行政分區(qū)用水量分析結(jié)果

從喀什地區(qū)各行政分區(qū)的供水量和用水量統(tǒng)計(jì)分析可看出，喀什地區(qū)總供水量均值為79.741億 m3，由于喀什地區(qū)產(chǎn)水量相對(duì)較少，但由于喀什地區(qū)內(nèi)大中型水庫(kù)的調(diào)節(jié)作用，可供水量還相對(duì)較為充足，可用水量主要來源于喀什噶爾河上游的克州地區(qū)的產(chǎn)水量。從各行政分區(qū)的供水量可看出，莎車縣的供水量最大，多年均值可以達(dá)到15.665億 m3，這主要是因?yàn)樯嚳h具有較為充沛的地下水資源量，英吉莎縣供水量在各行政分區(qū)中最低，年平均值為3.933億 m3。從用水量可看出，農(nóng)田灌溉主要為喀什地區(qū)用水量比重最高的類別，占比80%以上，工業(yè)用水的比重相對(duì)較低。喀什地區(qū)用水量中地表水資源量占比為94.8%，而由于嚴(yán)格控制地下水開采，其地下水資源的用水量較低。在各行政分區(qū)中，莎車縣由于農(nóng)田灌溉用水量較大，使得其用水量最高，喀什市是由于農(nóng)田灌溉水量較少，因此喀什市用水量子在各行政分區(qū)中最低。

2.4 水資源壓力指數(shù)綜合分析結(jié)果

在喀什地區(qū)各行政分區(qū)水資源分析的基礎(chǔ)上，對(duì)喀什地區(qū)水資源壓力指數(shù)進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算結(jié)果如表6所示。

表6 喀什地區(qū)各行政分區(qū)水資源壓力指數(shù)分析結(jié)果

從喀什地區(qū)各行政分區(qū)的水資源壓力指數(shù)可看出，供用水量相對(duì)較為平衡的區(qū)域其水資源壓力指數(shù)一般較小，而用水量較高的區(qū)域其水資源壓力指數(shù)一般較大。在喀什地區(qū)各行政分區(qū)中，塔什庫(kù)爾干縣壓力指數(shù)最小，伽師縣壓力指數(shù)最大，這主要是因?yàn)樗矌?kù)爾干縣水資源量較為充沛，使得其供用水量相對(duì)較為平衡，而伽師縣由于水資源量較少，且用水量較高，使得其供水很難滿足用水需求，因此其具有較高的水資源壓力指數(shù)，其1965-2017年以來，水資源壓力指數(shù)在0.39～0.92之間變化，尤其是進(jìn)入2011年以后，由于區(qū)域產(chǎn)水量較少，而降水有所減少，使得其水資源壓力指數(shù)高于0.9，屬于水資源高壓區(qū)域，因進(jìn)行水資源合理的優(yōu)化配置，加大中水和外調(diào)水的利用率。從喀什地區(qū)各行政分區(qū)水資源壓力指數(shù)的年代際變化可看出，水資源壓力指數(shù)逐年遞增，且進(jìn)入2010年以后，增幅明顯，這主要是受到喀什地區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)、人民生活水平以及人口快速增長(zhǎng)的形勢(shì)下，水資源供需矛盾加大，使得其壓力指數(shù)增加。在空間上總體呈現(xiàn)山區(qū)向平原逐步遞減變化趨勢(shì)，這主要和區(qū)域水資源分布特點(diǎn)具有一致性。

3 結(jié)語(yǔ)

(1)各行政分區(qū)轉(zhuǎn)化補(bǔ)給量的多年均值為53.262億 m3，占地下水資源總量的比例超過90%。在各行政分區(qū)中莎車縣地下水資源總量最大，喀什市地下水資源量最低。

(2)農(nóng)田灌溉在喀什地區(qū)用水量比重最高，占比80%以上，工業(yè)用水的比重相對(duì)較低。喀什地區(qū)用水量中地表水資源量占比為94.8%，而由于嚴(yán)格控制地下水開采，其地下水資源的用水量較低。

(3)供用水量相對(duì)較為平衡的區(qū)域其水資源壓力指數(shù)一般較小，而用水量較高的區(qū)域其水資源壓力指數(shù)一般較大。在喀什地區(qū)各行政分區(qū)中，塔什庫(kù)爾干縣壓力指數(shù)最小，伽師縣壓力指數(shù)最大，這主要是因?yàn)樗矌?kù)爾干縣水資源量較為充沛，使得其供用水量相對(duì)較為平衡，而伽師縣由于水資源量較少，且用水量較高，使得其供水很難滿足用水需求，因此其具有較高的水資源壓力指數(shù)。