气候变化中的区域水资源演变规律及对策

井 涌

（陕西省水文水资源勘测局，710068，西安）

不仅在我国，全球范围内从气候变化到水资源演变，再到自然灾害的发生大都表现出同步响应的事实。与我国同处亚洲的日本，在1897—1997年约100年间，从1976年后的降水量明显减少，1956—1995年的后20年水资源量也明显小于前20年水资源量。特别是1994年日本列岛发生严重旱灾，全日本范围内极端少雨的异常缺水。1995年发生阪神淡路大地震，130万户人家遭受长达90天的断水。这种气候—水资源—自然灾害基本一致响应的情况与陕西省同时期发生的情况非常相似。

一、近50年陕西“气候—水资源—自然灾害”响应变化的客观事实

1.气候（降水量主导因子）变化

陕西水资源主要来自当地降水。1956—2008年的53年间，全省两大流域和三大自然地理区年降水量总体呈现约10年丰枯间隔波动减少的趋势。20世纪70年代和90年代全省降水量比多年平均普遍偏少，90年代偏少最为剧烈。80年代全省降水量普遍偏大，长江流域部分地区偏大幅度较大。60年代降水量除个别区域偏小外，其余皆稍偏大。

全省降水量最大20世纪80年代与最小90年代的减幅达127.5mm。黄河流域50年代最大575.9mm，与最小90年代460.6mm减幅高达115.3mm；长江流域80年代最大1002.6mm，与最小90年代811.2mm减幅达191.4mm。

21世纪前9年的2000—2008年，全省、黄河及长江流域除2003年和2007年是丰水年或偏丰水年外，其余7年多为偏枯和枯水年份，形成自20世纪90年代以来连续20余年的枯水期。

2.水资源随降水量响应的减量变化规律

全省和各流域片除个别年份外，其地表水、地下水和水资源总量基本都响应降水量的丰枯总体呈减量变化态势。地表水变化表现更明显。

1956—2000年45年的多年平均全省水资源总量423.3亿m3，与1956—1979年的24年平均比较减少18.8亿m3，其中黄河流域减少 11.7亿m3，长江流域减少7.1亿m3，全省地表水、地下水资源分别减少23.8亿 m3和34.3 亿 m3。

20世纪70、90年代降水量、地表水减少，且地表水减幅大于降水量减幅；60和80年代降水量和地表水增加，地表水增幅大于降水量增幅；90年代降水量最小、减幅最大，同样地表水资源量也最小、减幅也最大。2000—2008年全省、黄河及长江流域除2003年和2005年地表水资源量均高于其多年均值外，其余7年均为小于多年均值的少水年份。

研究认为，黄河上中游河川径流水文周期平均在70～80年。在1470—2007年的538年间存在7个水文周期，11个连续枯水段，连续10年以上枯水段约70年出现一次，比较严重枯水段有1481—1491年、1627—1641年和1922—1932年3次，1969—1982年和1985—2007年为第7个水文周期中的2个连续枯水段，且为11个连续枯水段中枯水连续时间最长23年和程度最剧烈之首。2013年前仍可能处于第7个水文周期的枯水期。

渭河流域华县水文站1919—2005年的87年间实测年径流量20世纪30年代前为少水期，30年代后期开始，连跨40、50、60年代30余年为多水期（其中仅有7年为少水期）。从20世纪70年代起至21世纪前5年，经过80年代6个、70年代2个多水年份，又进入一个大跨度的少水期，其中90年代后为一个较长的连续少水期 （仅2003年一年为多水期），90年代衰减最为剧烈。数值上从60年代平均最大100亿m3减为90年代以来的约40亿m3。消除人类活动影响，90年代与 1922—1932年枯水程度相当。

华县站87年实测年径流量各年代时段内丰枯结构特征：20世纪50、60年代各年径流量均大于50亿m3，70年代多水与少水年份出现较均衡，80年代多水年份多而集中，90年代后仅出现1年大于70亿m3（2003年93.4 亿 m3）， 出 现 1995、1997、2001、2002年4次小于30亿m3的小水年。最大187.6亿m3(1964年)比最小16.8亿 m3（1997 年）高出 11 倍。

3.自然灾害的响应变化事实

1956—2008年的53年间，省境内连枯连旱和极端干旱年份出现频率增高的 “气候—水资源—自然灾害”响应事实明显。20世纪90年代为干旱最严重的旱灾期。90年代全省平均每年有250天处于干旱状态，渭河、汉江均出现有水文记载以来的断流现象。1995年和1997年是最典型的两个旱灾年。

1995年关中地区出现了接近1928年的大旱，汉江及其支流几近断流。1997年是从1994年开始连续4年的持续干旱年，从4月下旬开始的100余天时间里，大部分地方降水偏少 5～9 成，气温偏高 3～6℃，比大旱的1995年还高1.2℃，西安等地极限高温长达近40天。泾、洛、渭等主要河流达到或接近历史最枯流量，汉江部分河段断流60多天。400多座中小型水库干涸，4.6万眼机井吊空。

二、水是陕西应对气候变化背景下可持续发展难点中的核心问题

1.水资源总量“紧缺”制约全省可持续发展

陕西三大自然区优势资源可持续开发及经济社会与生态环境保护的可持续发展最大的制约在于缺水。全省水资源总量423.3亿m3，其中地表水396.4亿m3，地下水 130.8亿 m3。陕北、关中、陕南三大自然区水资源总量分别为 40.4亿 m3、82.3亿 m3和300.6 亿 m3。

全省水资源总量和人均水资源量在全国均排第19位，总量是全国水资源总量 28412亿 m3的 1.5%。人均、单位耕地水资源总量1162m3和8820 m3／hm2， 分别是全国平均水平3.294 万、2.156 万m3／hm2的53%和41%。

从人均看，陕西全省属人均高于1000 m3低于1667 m3的水资源紧缺省份，但黄河流域的关中地区属人均低于500 m3的“绝对贫水”区域，陕北属“贫水”地区。分析预测，现状水平年渭河流域需水73亿m3，在强化节水情况下远期需水将达到81亿m3，陕北能源化工基地及周边地区现状需水10亿m3，远期需水达到24亿m3，加之水生态环境的干化、恶化，缺水成为陕西经济社会中心发展区域优势资源开发利用的严重制约。

2.陕西省水资源5个突出本底不利条件

（1）水资源时空分布极不均衡，水土资源分布与需求不匹配、不协调

省内水资源与土地资源、经济布局不匹配。平原、耕地、人口和经济社会重心在黄河流域，水在长江流域，黄河流域又重在关中地区，陕北水土资源承载力有限且十分脆弱。黄河流域面积占全省2/3，经济总量占全省82%，灌溉面积占全省83%，但水资源量仅占27.4%，水资源供给紧张，直接导致生态环境恶化。随着“大关中城市群”概念的提出与实施和陕北能源化工基地建设的快速发展，其未来用水需求的较快增长或对保证程度的要求之高是必然的趋势。

水资源年内分配集中在汛期，黄河流域汛期地表水一般占全年70%左右，长江流域占60%左右。年际地表水量变化幅度也较大，1964年全省地表水 847亿 m3，1997年仅 169亿m3，极值比4.9倍，个别地区如陕北皇甫川极值比达22.3。时空分布不均对开发利用造成很大困难。

（2）主产水区在境内，而主用水区在省外

陕南长江流域的丹江汉江，黄河流域伊洛河的主产水区在陕西境内的上游山区，而主用水区在省外的平原区。丹江汉江和陕南巴山自产地表水300多亿m3，占南水北调中线丹江口水库入库水量的70%以上，伊洛河陕西境内灵口水文站多年平均径流量近6亿m3，但省内上游山区经济欠发达，又承担水源保护区的重任，当地自产水难以开发利用。

（3）河流泥沙含量高

陕西境内黄河流域水土流失严重，年河流输沙量6.58亿t，占黄河干流三门峡断面以上总输沙量的1/2，区域内除个别河流泥沙较少外，大部分河流含沙量都很大，平均达100kg/m3，窟野河、无定河、北洛河达300 kg/m3，最大达到1100～1700 kg/m3。泥沙严重影响水库的使用寿命，据统计近50年来，黄河流域总计损失库容40亿m3以上，与全省目前总库容相当。

（4）封闭内聚的环境构架，决定了渭河关中盆地四周山区环境好，中部平原环境差的污染分布环境

渭河关中盆地南北两岸各支流的降雨、径流量均由南向北或由北向南、两山向平原递减，山区的产汇流区和平原区的排泄区具有强烈水力联系的水环境整体性特点，决定了盆地四周山区环境好，中部平原环境差的污染分布环境。

（5）陕北生态环境脆弱，区内自产水资源开发利用极其有限

陕北地区地表水、地下水存在更强烈的水力联系，且与生态环境密切关联，开发不当可能出现严重的生态环境灾难。因此，应以水资源总量控制陕北地区水资源的开发。

三、对策与建议

1.建设全省水资源安全供给工程保障体系

供水水源工程，特别是蓄水工程调剂河流来水丰枯，是确保安全供水的刚性条件。但关中地区仍以地下水供给，陕南、陕北仍以引水工程为主的地表水供给为主。全省现状地下水设施供水能力44.6亿m3已达可开采量上限，蓄、引、提地表水工程供水能力60.8亿m3占全省地表水可利用量的44.8%，而剩余地表水可利用量主要分布在陕南地区，必须实施省内带有蓄水工程的南水北调工程，统筹调蓄调度长江、黄河流域水量，才能确保全省两大流域平稳渡过枯水期。

在全面考虑全省黄河、长江流域，陕北、关中、陕南地区的水资源条件，用水历史和现状，尤其是未来发展用水的需求变化情况，水利部门已提出了包括实施省内南水北调——引汉济渭、引红济石、引乾济石工程等在内的全省水资源开发利用总体配置规划和工程布局。

应千方百计加强前期工作投入力度，积极推进早日建成全省水资源安全供给工程保障体系。科学合理调控用水，加强以渭河流域为中枢的陕西境内长江、黄河流域水量一体化调度前期规划工作。

2.将生态环境用水整体纳入全省水资源优化配置大格局，全面配置水资源

生态环境的良性恢复和保持是可持续发展的保障基础。经济社会发展和生态环境保护用水需求的配置不可偏废一方。要高度重视生态环境用水，将生态环境用水与经济社会发展用水整体纳入全省水资源优化配置的大格局之中。配置生态环境用水时，应优先预留河道内基本生态环境需水，再配置河道外生态环境需水。利用陕南丰沛水资源的先天优势调水入关中和开发利用黄河干流水，置换或转移水权，以当地径流性原水或二次回水等为水源，分别配置陕北、关中、陕南三大自然区河道内、外生态环境的用水。

3.加强气象水文监测，及时准确做好水情旱情中短期预报，为应对干旱枯水提供高效信息支撑

整合气象、水利部门的监测信息资源。一方面，在继续作好洪水预报，为防汛抗洪服务的同时，力争提高洪水预报精度、延长洪水预报期，为洪水利用、调洪蓄洪，洪水资源化提供预警时间；另一方面，转变观念，切实重视旱情和枯季河川径流及地下水可开采量的预报工作。加大政府资金投入力度，尽早建成全省土壤墒情及旱情的监测、预报、预警网络体系，以及抗旱调水水源工程的调度指挥组织体系。

[1]陕西省水文水资源勘测局，等.陕西省水资源调查评价[R].2008.

[2]陕西省水利电力勘测设计研究院，等.陕西省水资源开发利用情况调查评价[R].2007.

[3]陕西省水利厅.陕西省黄河流域水资源配置规划[R].2007.

[4]井涌.近50年陕西省水资源变化情势及对策[J].中国水利，2008（7）.

[5]井涌.无定河径流一致性及人类活动定量影响分析[M].//中国水利学会水生态监测与分析论文集.2008.

[6]吴浓娣译.日本全国水资源综合规划[M].北京：中国水利电力出版社，2002.

[7]毕慈芬，郭岗，沈梅，等.1933—2007年黄河上中游连续枯水段的研究[J].水文，2009（4）.