貴州巖溶山區水資源特點及農村供水保障問題探討

朱生亮，江 波，林 濤

(貴州科學院 貴州省山地資源研究所，貴州 貴陽 550001)

1 引言

貴州地處云貴高原東斜坡地帶，氣候濕潤，降雨豐沛，大部區域年降水量在1100 mm以上。作為典型巖溶山區省份，碳酸鹽巖出露面積近13萬km2，占全省國土面積的73%[1]。貴州省地貌屬于高原山地，其中92.5%的面積為山地和丘陵，坡度25°以上山地面積125667 km2，占國土面積71.34%，山間平壩區面積僅有13230 km2[2]，且城鎮多集中于此。農村絕大多數處于地形破碎，層巒疊嶂的山區，土地零散，人居分散，農用水利工程多為小微型蓄水設施，而區內以發展種植業為主，水利設施作用有限，農村用水受氣候影響很大。隨著鄉村振興產業發展，水資源需求量不斷增加，巖溶山區農村供水保障仍將是今后經濟社會發展的重要課題。

2 巖溶山區水資源形成條件和特點

2.1 貴州降水豐富，時空分布不均

貴州屬亞熱帶濕潤季風氣候，雨熱同季，處于云貴高原斜坡地帶，陰雨天氣較多。1961年以來，貴州省平均年降雨量介于855～1420 mm之間[3]，多年降水量平均值1200 mm左右，約為全國平均年降雨量2倍。除畢節部分地區外，貴州大部分地區多年平均降雨量都在1000 mm以上，其中六枝、晴隆一帶最高，年均降雨量1500 mm以上。省內年平均相對濕度除少數地區外，多在80%以上，且大部分區域累年月日降水量≥0.1 mm在10日以上，夏季更在15日以上。貴州降水量的季節變化受季風影響明顯，一年內近50%的降水量都集中在夏季(6～8月)，而冬季(12～2月)降水量僅占年總降水量的5%以下。各地年總降水量的變率一般在20%以內，但月降水年度變率很大，有的月降水量年際變化可達幾十倍[4]。

2.2 巖溶山區水文過程復雜

以苗嶺為分水嶺，貴州河流分屬長江、珠江兩大流域。全省河網密布，長度10 km以上的河流984余條，其中90%以上長度在10～50 km之間，河網密度平均每100 km2河長17.1 km[5]。貴州主要河流多發源于西部高原，水流方向由西分別向東及南、北方向呈扇狀展布。大多數河流上游河谷開闊，比降平緩，中游束放相間，水流湍急，下游河谷狹窄，急流深切。區內碳酸鹽巖分布廣泛，巖溶發育強烈，近60%的河流穿行其間，明、暗流(伏流)交替出現，地表水與地下水相互轉化補給。

貴州河流都是雨源性河流，主要補給源于大氣降水，地表徑流量的變化分布基本與降水量的變化分布趨勢一致。大部分地表水多年平均徑流深為500～700 mm，省內河流年徑流系數變化在0.35～0.65之間，全省地表水徑流量多年平均為1000億m3左右[6]。大氣降水通過巖溶洼裂隙、落水洞、豎井等途徑補給地下水，或由地表下滲溶隙、溶孔、溶洞匯流于地下水流管道，全省長度大于2 km的地下河有1130條，總長度6246 km，平常期總流量214.03億m3/a[7]。大部分巖溶區巖溶發育強烈，地表徑流少，雨水流失快，地下徑流豐富，而地表干旱缺水；由于地下水管道集中徑流、排泄，地下富水性不均，其流量變化隨降水變化影響，地下水資源化程度低。

2.3 地形破碎，水源分散

由于貴州的碳酸鹽巖等沉積巖發育，地質構造復雜，巖溶地貌分布廣泛，類型多樣。受溶蝕、侵蝕、構造塑造地貌外營力作用，呈現出峰叢洼地、峰叢谷地、峰林洼地、峰林谷地、溶丘洼地、溶丘盆地、丘峰谷地、峰叢峽谷、峰叢溝谷、壟脊槽谷、斷陷盆地等多種巖溶地貌類型[8]。境內地勢西高東低，自中部向北、東、南三面傾斜，山脈眾多，重巒疊嶂，全省92.5%的國土面積為山地和丘陵，有125.8萬個山頭，是全國唯一沒有平原支撐的省份。

貴州山高谷深，地形破碎，山間平壩地少，一般都為河流沖擊而成，水利設施條件好。全省坡地大于25°的山地面積占國土面積的71.34%，村寨多分散在山谷、山坡地帶；耕地零散，自然坡度大，大多處在15～25°之間，坡地大于25°的耕地占19.85%，坡耕地水土易流失，土地相對貧瘠，耕層小于15 cm占40.40%[9]，且水田少，旱地多，耕地保水抗旱能力弱，農村取用水集中難度大、費用高。

3 貴州農村供水保障條件變化

20世紀90年代，解決農村飲水困難正式納入國家重大規劃，農村飲水資金投入力度大幅度增加。貴州把解決農村飲水安全問題作為重點民生實事之一，先后啟動實施了“渴望工程”和“解困工程”。2005～2015年，國務院先后批準實施《2005-2006年農村飲水安全應急工程規劃》《全國農村飲水安全工程“十一五”規劃》和《全國農村飲水安全工程“十二五”規劃》，我國農村長期存在的飲水安全問題基本得到解決。在此期間，貴州省農村飲水安全工程全面鋪開，克服“山高谷深水源低、雨多水少不易蓄”困境，大規模興修人飲工程，累計解決了2973.95萬農村群眾和222萬農村學校師生的飲水安全問題。

為進一步提高農村飲水安全保障水平，“十三五”期間，中央政府決定實施農村飲水安全鞏固提升工程。2016年，國家發展改革委等部委聯合印發通知，要求各地圍繞全面建成小康社會、打贏脫貧攻堅戰的戰略部署和目標要求，進一步提升農村集中供水率、自來水普及率、供水保證率和水質達標率。到2020年，全面解決貧困人口飲水安全問題。2020年后，中國將持續加強飲用水水源保護，完善工程長效運行管護機制，進一步提升農村飲水安全保障水平，確保到2030年實現人人普遍和公平獲得安全和負擔得起的飲用水。

貴州省內農村大部分處于地形破碎、層巒疊嶂的山區，其中大多數有山泉水可直接作為飲用水源，一些則集儲雨水用作生活用水，用水費用低廉，但水量與降雨關聯性強，質量季節性變化大。而實施飲水安全工程提升了農村供水保障水平，也緩解了少雨干旱缺水問題，但工程資金投入與運行管護費用高，用水費用亦高，而區內年降水量較多，許多地方供水工程利用率低，飲水安全工程建設與供水保障成效并非相向而行，也制約了農村供水質量的提升，如能解決則有助于提升農村飲水安全保障水平，助推鄉村振興發展。隨著區域經濟社會發展，巖溶山區農村飲用水安全得到大幅提升，但仍有一些問題待解決，如：鄉村產業健康發展的供水保障性問題，氣候異常變化引起的洪澇災害和干旱缺水的防控問題，建設的供水工程運行效率問題。

4 貴州工程性缺水問題趨緩

巖溶發育強烈，地表層持水能力差，雨水流失速度快，地表水系地勢低，且地下水位埋藏深，造成水資源開發工程費用投入大收益小，缺乏規模水利設施而供水不足，存在于西南巖溶區特殊的缺水類型——“工程性缺水”。工程性缺水的關鍵問題是取水費用高，用水者無力承擔建設與運行相應的資金投入。但隨著社會經濟的發展和技術進步，以及國家對農村飲水安全建設大力投入，工程性缺水的核心問題發生了變化。

4.1 城鎮化進程，農村常駐人口數量大幅縮減

改革開放以來，貴州城鄉建設變化巨大，城鎮化進程發展迅速。1982年(第三次人口普查)至2020年(第七次人口普查)，貴州城鎮人口由540.22萬人增至2049.59萬人，鄉村人口由2315.07萬人降至1806.62萬人。城市建成區面積由2005年的706.20 km2擴展到2019年的1914.21 km2。大批人員由鄉村進入城鎮求學就業，農村大部分青壯勞力都在城市工作生活，農村大部分時間只有留守老人和兒童，很大程度減少了農村飲用水供應的需求。此外，“十三五”時期貴州共實施易地扶貧搬遷192萬人，從環境承載力低下的偏遠山區遷出，帶動貴州城鎮化人口增長5%，擺脫了“一方水土養不起一方人”的民生難題，促進了遷出地生態修復。

4.2 植樹造林，巖溶地表調蓄水資源能力增強

1989年實施水土保持治理以來，至2015年貴州水利部門營造水保林79.38萬hm2，封育林132.75萬hm2。自2008年開展石漠化綜合治理，至2015年貴州封山育林42.72萬hm2，防護林7.87萬hm2。2006～2015年林業部門封山育林、退耕還林面積49.88萬hm2[10～12]。貴州的森林覆蓋率大幅提升，從2000年后的30.83%提升迅速，至2010年的40.52%，2015年的50%，2019年的60%。退耕還林恢原坡耕地植被，能抑制水土流失；同時營造經果林地，能減少農業生產需水量；并且通過林草植被涵養調蓄地表水分，能增強土地持水抗旱能力。

4.3 鄉村發展，基礎設施建設提升農戶生活水平

貴州在邁入小康社會的過程中，投入大量資金開展農村交通、水利等基礎設施建設。2018年新改建農村公路8172 km，累計建成農村“組組通”硬化路7.75萬km，完成“小康水”投資45.64億元，發展耕地灌溉面積87.93萬畝，解決88.41萬人飲水安全鞏固提升問題[13]。隨著鄉村交通條件的改善，農戶收入水平提高，追求更好的居住環境和生活條件，有條件會增設蓄水供水設施，還能購買凈水機，獲取純凈水。

隨著環境承載力低下的巖溶山區居民大量遷離，鄉村基礎設施大力建設和居住環境的改善，巖溶山區農村飲水安全保障得到了鞏固和提升，基本上規避、解決了工程性缺水問題。同時，農戶收入水平普遍上升，農戶家庭收入中農業收入占比逐步下降，現已失去主要來源地位且占比較小。農戶不再局限于糧食生產活動，可選擇抗災能力強的經濟作物種植和畜牧養殖，或通過非農勞動經營獲得收入，具備一定程度的應對干旱等氣候災害能力。

5 巖溶干旱問題需深入研究

受大氣環流及地形等影響，貴州氣候多樣，且氣候不穩定，災害性天氣種類較多，干旱、洪澇、凝凍、冰雹等頻度大，對農業生產危害嚴重。尤以干旱災害影響范圍大，作用時間長，發生頻率高[14]。1949～2019年間，受旱災田土面積超過40萬hm2的旱災年有28年，其中1992年、2010年和2011年3個年份的干旱的受災面積均在150萬hm2以上[5,15]。

巖溶區中平壩地水利條件好，但面積占比很小，其余大多數為坡耕地，由于耕地下墊面缺少有效隔水層，降雨下滲、地下匯流順暢，如遇大暴雨亦隨坡面流失迅速。巖溶區耕地質量整體不高，大部分土層瘠薄，受農戶營收環境調整的影響，土壤有機質含量普遍偏低，進而導致耕地持水能力弱，雨水流失快，如遇到氣候干旱隨即會引發嚴重農業干旱。

巖溶區大型水利工程中截流筑壩多用于水力發電，臨近人口密集區的主要為城鎮飲用水源。由于河谷深切，山大坡陡，水庫灌渠覆蓋面積小，且地表水體地勢較低，農業用水提灌費用高。而巖溶山區農業多利用蓄水池、小山塘等零散小型水利設施，農業用水保障水平有限，且抗旱能力弱。大部分巖溶區農業生產非常依賴降水，區內大多數時間降雨充足，大規模氣候干旱發生概率低。農戶常年耕作熟悉地方氣候變化，傳統的作物種植產值低，受災減收影響小，隨著農村飲用水安全保障能力的鞏固提升，干旱問題對農戶影響不大，可以通過調整農業種植結構應對干旱問題。而對于鄉村已實施的產業規劃化種植，如何應對干旱缺水問題特別需要深入研究。

6 巖溶山區農村供水保障建議

6.1 巖溶山區供水保障不是單一的氣象或水文問題，需要更多的科研投入

大氣降水是巖溶區的主要水源，巖溶山區氣候、水文條件對農村供水保障能力影響顯著，解決其供水保障問題要從多方面入手。除冬季外，貴州大部分區域日均氣溫都在15°C以上，而且連續無雨氣溫偏高，土壤水分散失速度較快，巖溶山區局部易發生短時干旱，對農業生產有一定程度地影響。對此，可選擇坑洼地形鋪設苫布，經濟快捷地收集儲存雨水；采用滴灌、微噴灌等節水灌溉技術；增加土壤有機質提升耕地持水能力，應對局部短時干旱問題。而對于較少發生、大面積連片、歷時長的嚴重的氣候干旱，目前應對方法有限，須優先保障人畜飲水，盡量減少農業損失。同時，需加強巖溶山區氣候科學研究，增強對嚴重氣候干旱的預警和干預能力。

6.2 水利工程難解巖溶山區工程性缺水問題，提升水資源利用效益是關鍵

巖溶山區大型水利工程建設難度大，投入資金高，而對于山巒起伏、人居分散的農村作用范圍有限，多用于能源生產或人口密集的城鎮供水。由于農村耕地零散，水土資源空間分布不相匹配，農村產業發展通過大型水利設施供水，會大幅增加生產成本，削弱市場競爭優勢。而山區農村修筑的小微型蓄水供水設施，在平常年雨水充足多被閑置，而遇干旱缺水則會消耗很快。因此解決農村工程性缺水問題，需優化巖溶山區農村水資源時空配置，增強供水設施調蓄能力，降低供水設施修筑成本和農戶取水費用，提升農村水資源開發利用效率和生產效益。

6.3 鄉村振興發展供水需求迅速增長，做好產業規劃很重要

在全面建成小康社會的時代背景下，鄉村供水安全取得階段性的成果，農戶飲水、生活用水需求基本上得到保障。鄉村振興繼此推進，規?；姆N植、養殖或鄉村旅游等產業大力發展，為確保其健康發展農村供水需求增加，升高了農村用水安全保障的難度。

為此，首先要做好產業發展規劃，要充分掌握產業區氣象、水文條件，籌劃合適的產業方向、規模，并考慮鄉村水資源時空差異變化，排查其中水利條件差的地塊，提出應對措施以防影響整體效益。其次，產業調整要慎重，分析農業生產不利水利條件的影響，應用節水技術，對于水利條件差的區域，發展經果林或種植耐旱作物。因地制宜，選擇合適的產業方向保障生產效益，確保有足夠的資金投入農村產業運營，增強產業運營主體抗災能力。

7 結論

隨著社會經濟高質量發展，巖溶山區農村供水保障水平大幅提升，其中許多問題得到了解決，但巖溶干旱等一些問題仍然存在。同時鄉村振興、產業發展，農村供水需求增長迅速，妥善處理農村供水問題難度加劇。因此，農村、農業發展應向集約型轉變，農業生產更應借助節水蓄水技術，降低用水費用、提升生產用水效益；同時因地制宜，規劃完善鄉村產業，充分發掘巖溶山區資源，提升生產效益保障農村用水需求；也應借助區域氣候研究成果，預防、應對干旱等災害，減少損失，保障農村穩定發展。