西藏地区水资源利用分析

达 娃

(西藏农牧学院工程技术学院,西藏林芝 860000)

1 概 述

水资源承载能力,指的是在一定区域内其自身的水资源能够持续支撑的经济社会发展规模并维系良好的生态系统的能力[1]。西藏自治区共有 1个地级市、6个地区,1个市辖区、1个县级市、76个县。2006年末全区总人口 281万人,在西藏的人口中,居住在城镇的人口约占总人口的18.9%,居住在农牧区的人口占总人口81.1%。人口分布很不均衡,西部和西北部地区的居民较少,多数人口集中在南部和东部地区,且多生活在河川谷地。经西藏自治区水利厅水资源平衡计算,不含环境用水,全区缺水4.303 7亿m3。主要缺水区域:日喀则地区缺水2.329 5亿m3;拉萨市缺水0.886 6亿m3;山南地区缺水0.493 8亿m3;昌都地区缺水0.267 8亿m3;林芝地区缺水0.239 7亿m3;阿里地区和那曲地区缺水0.0863亿m3。全区部分县城都存在缺水问题,部分地区农村人畜饮水困难,水资源供需矛盾十分突出。

2 西藏自治区水资源现状

西藏自治区水资源来源主要有融雪水、雨水、地下水,全区绝大部分河流都以融雪水补给为主,水资源总量分为地表水资源量和地下水资源量2大部分。

2.1 地表水资源量

经初步核算全区多年平均地表水资源量4 394.65亿m3,折合径流深395.6mm。地表水资源量最多的流域是藏南诸河流域,占全区的41.8%;雅鲁藏布江流域占全区的35.5%,怒江流域占全区的9.7%,羌塘高原内陆区及其他小流域占全区的13%。按行政区划分,林芝地区地表水资源量最大,2 328.61亿m3,占全区的53%;山南、那曲、昌都地区地表水资源量占全区的比例分别为16.1%,7.9%,10.4%;日喀则、拉萨、阿里地区占全区的比例分别为8.3%,1.8%,2.5%。

2.2 地下水资源量

经初步核算全区多年平均地下水资源量977.73亿m3。按行政区划分,林芝地区地下水资源量占全区的比例最大,为304.03亿m3,占全区的31.0%;其次为那曲地区,占全区的18.2%;山南、昌都、日喀则、阿里、拉萨等地区,地下水资源量占全区的比例分别为15.6%,14.4%,11.9%,6.0%和2.9%。

2.3 水资源总量

全区多年平均水资源总量约为4 492.431亿m3,折合径流深360.2mm,水资源总量分布趋势与降水分布趋势相似,由东南向西北递减。按行政区划分,林芝地区的水资源总量最大,占全区的49.0%,山南、那曲、昌都、日喀则等地区水资源总量所占全区的比重依次为16.5%,9.3%,11.1%,9.0%,拉萨和阿里地区的水资源总量最小,仅占全区的2.0%和3.1%。

2.4 人均占有水资源量

全区人均占有水量约为1.9万m3,超过了全国平均水平,且分布不均。其中,林芝地区最大,拉萨市最小。

2.5 供水量

供水量是指各种水源工程为用户提供的包括输水损失在内的毛供水量[2],根据西藏水资源公报分析,按受水区统计,平均年供水量27.54亿m3。其中,地表水供水量25.88亿m3,地下水供水量1.66亿m3。

行政分区供水,日喀则地区供水量最多,为10.16亿m3,占全区的36.9%,其次是昌都地区,为7.62亿m3,占全区的27.7%。拉萨、山南、林芝等地区也是供水量比较多的城市,占全区的比重分别为15.4%,11.8%,4.5%,那曲、阿里地区供水量分别占全区的1.9%,1.7%。

2.6 用水量

用水量是指分配给用户的包括用水输水损失在内的毛用水量[2]。按用户特性分为农业用水、工业用水和生活用水 3大类。

全区 1998-2002年平均年用水量27.54亿m3。其中,林牧渔用水15.12亿m3,占54.9%;农田灌溉用水9.74亿m3,占 35.4%;工业 用水 0.82亿m3,占3.0%;城镇生活用水0.32亿m3,占1.2%。从用水的总体结构看,主要是林牧渔,农田灌溉用水、工业生产用水达到总用水量的93.3%,故林牧渔是最大的用水产业。

全区农业用水主要分布于雅鲁藏布江流域,其用水量达6.88亿m3,占全区农业用水量的70.6%,在行政区上主要集中在日喀则、拉萨、山南、昌都等地区。全区工业用水也主要分布于雅鲁藏布江流域。雅鲁藏布江流域工业用水量0.65亿m3,占全区工业总用水量的79.3%,在行政区上主要集中在拉萨、林芝等地区。西藏地区历年各类用水量统计见表1、图1。

表1 西藏地区历年各类用水量统计表Table 1 Statistics on various kinds of water consumption in calendar year in Tibet area 亿m3

图1 西藏自治区历年各项用水指标变化趋势Fig.1 The change of water utilization index of every department in calendar year in Tibet Zang-nation Auto-nomous Region

2.7 水资源开发利用程度

通过几十年的不断努力,“十五”期间,水利部门计划投资 23亿元,建设县乡水电站 231座。目前,共开工建设 144座电站,总装机5.85万kW,截止到 2004年底已有 65座电站建成发电,共解决了89个乡、513个村、19.96万人的生产、生活用电问题。预计到 2005年底,水利部门负责的农村水电可使455个乡镇、2 493个行政村、18.94万户、85.7万人的用电问题得到解决,部分乡镇达到农村初级电气化标准,实现以电代燃料。根据水资源开发利用现状分析,目前全区水资源利用量为27.54亿m3,占全区水资源可利用总量的1%,约为全国平均水平的1/25。在地下水利用方面,全区地下水利用量已达到1.66亿m3,已占全区地下水可开采量的2%[3]。

3 西藏自治区水资源利用分析

3.1 水资源时空分布不均匀

西藏自治区多年平均降水量7 075.85亿m3,地表水资源量4 394.65亿m3,地下水资源量977.73亿m3,人均水资源占有量约1.90万m3,耕地每公顷平均水资源占有量约为20.1万m2。按照联合国教科文组织分析的指标:当人均水资源量不小于3000m3为丰水,人均水资源量在2000～3000m3之间为轻度缺水,人均水资源量在1 000～2 000 m之间为中度缺水,人均水资源量在500～1000m3之间为重度缺水,人均水资源量小于500 m3为极度缺水[2]。西藏水资源不但在西藏,而且在全国也具有十分重要的战略地位。水资源的开发利用将直接影响到西藏的经济发展和社会进步,西藏水资源现状的特点表现在以下 6个方面:①水资源的时空分布不均、水土不平衡、蒸发量大,决定了西藏是灌溉型农业;②西藏作为欠发达地区,发展工业是一个不可或缺的过程,需要大量的能源和水做支撑;③西藏 4/5以上的城镇和2/3以上的人口处于江河沿岸,这些地区的社会总产值占全区的85%以上;④西藏生态环境脆弱,山地灾害及水土流失严重,草场退化日益突出;⑤西藏为贫困地区,人畜饮水困难、农村通电率不高、边境地区水利发展滞后等问题十分突出;⑥加快水资源开发可以拉动西藏GDP增长,增加农牧民收入。但是,全区水资源在时间与空间分布上又极不平衡,特别是工农牧业生产集中地区,由于水资源与人口、土地资源很不匹配,仍出现供水不足的现象,致使水资源问题更加突出。按降雨径流深来衡量,西藏自治区的阿里地区和那曲地区总面积68.864万km2,占全区面积的57.3%。均达不到多年平均总径流深 150mm这一维持原有生态系统的最低水资源量,而占全区面积的9.5%的林芝地区多年平均径流深达1 793.2mm,远远高于这一指标。

3.2 水资源开发利用程度很低

水资源开发利用率是指流域或区域用水量占水资源可利用量的比率,体现的是水资源开发利用的程度。国际上一般认为,对一条河流的开发利用不能超过其水资源量的40%,目前,黄河、海河、淮河水资源开发利用率都超过 50%,其中海河更是高达95%,超过国际公认的40%的合理限度,因此,水资源可持续利用已成为我国经济社会发展的战略问题,其核心是提高用水效率,建设节水型社会。而西藏自治区大部分地区水资源开发利用率只有 1%,水资源开发利用潜力巨大。但由于西藏自治区水利事业发展速度滞后,高原水资源的自然分布、自然配置等形态与社会经济生产不匹配,而且水旱灾害经常频繁发生,需要用水利工程调节自然水源,使之为西藏地区的经济社会服务。

3.3 未来水资源需求预测

根据灰色系统理论所做的需水预测:对西藏地区1998-2002年的需水量数据序列建模。由表2中的数据,可分别求得农业、工业、生活和总用水量的构造矩阵 B和数据向量 Y,然后代入 a^=[BTB]-1BTY=[a,b]T,利用编程工具求出模型参数a和b。模型拟合值与实际值的比较详见表3。

根据模型的均方差比值 c和小误差概率 p来判断模型的预测精度。

农业用水量后验差检验结果为c=0.33,p=1,根据表3可知预测精度为“好”。

工业用水量后验差检验结果为c=0.63,p=0.8,根据表3可知预测精度为“勉强”。

生活用水量后验差检验结果为c=0.32,p=1,根据表3可知预测精度为“合格”。

总用水量后验差检验结果为c=0.38,p=1,根据表3可知预测精度为“合格”。

由表3中数据及其检验结果可知,工业用水量的c值为最大0.63,预测结果勉强,与实际值相比仍有一定的偏差。究其原因,一方面西藏地区工业产业结构的调整、生产用水重复利用率的提高、节水措施的加强以及个别类型的产业在一定年份中受市场影响使工业用水量呈减少的趋势;另一方面高速发展的工业使其用水量仍在不断增加,因此表现出一定的波动性,一定程度上影响到模型预测结果的精度。生活用水量的c值为最小0.32,可判定预测结果可靠;这是由于人民生活水平的提高,区域人口增长速度逐年减缓西藏地区人口的自然增长率,生活用水量在某一段时间保持较为平稳的指数增长趋势所致。总用水量在工业、生活用水双重因素的影响下也表现出较小的波动性,对于使用模型进行短期预测取得较好拟合结果不会产生影响 c=0.38,但可靠度会随着周期的加长而逐渐降低。

利用需水量 GM(1,1)预测模型对西藏地区2010年和2020年的农业、工业、生活、总需水量分别进行计算、预测,结果见表4。

3.4 水资源供需矛盾突出

表2 西藏地区用水量原始数据x(0)(k)及x(0)(k)累加数据Table 2 Accumulative total of x(0)(k)and x(0)(k)data of water consumption of every department in Tibet region亿m3

表3 农业、工业、生活及总用水量GM(1,1)模型拟合结果Table 3 Comparison of real water consumptions and simulated results by GM(1,1)model in agriculture,industry,livehood and total 亿m3

通过对全区水资源总量、可利用总量和水资源开发利用现状的全面分析,可以看出:西藏自治区水资源的需求量明显高于供水量;水资源严重短缺,且开发利用程度很低。水资源承载能力,由于工程性缺水,可供水量远远满足不了西藏国民经济的发展要求。随着西藏经济发展显著加快,人口压力进一步加大,对水的需求将越来越大,水资源的开发利用与生态环境的矛盾将更加尖锐,水利部门面临着严峻的形势和挑战。

表4 西藏地区 2010年和2020年需水量计算、预测Table 4 Predicated values of water demand of Tibet region in 2010 and 2020 亿m3

4 建 议

4.1 强化科学管理、提高水资源利用率

西藏农田有效灌溉面积有15.33万hm2,保灌率只达到50.0%;牧区水利工作更为薄弱,草场灌溉面积仅占可利用草场面积的2%;节水是本区水资源可持续利用的基本战略。西藏自治区水资源的利用效率低,节水潜力很大,随着国家对灌区改造工程投入力度的加大,应抓住时机改造和完善灌区工程设施。筹措资金改造现有灌区,提高灌溉工程的灌溉面积和灌溉水的利用率,大力推广节水技术,发展节水型农业,提高人民的节水意识。

4.2 加大污水治理力度

随着西藏人口的增长,工业企业的增多,近年来水污染现象时有发生。西藏废水排放总量约为4 980万t,个别小河受到轻度污染,如拉萨河支流——堆龙河,枯水期水质超过国家《地面水环境质量标准》的Ⅲ类水域标准。工业废水排放总量为2 398.4万t,其中化学需氧量 COD排放量2 690.4t,硫化物排放量95.58t[3]。应大力治理水污染,重点治理大城市生活污水和重点企业废水,提高废水回收处理利用率,减少排污量,使水质逐步得到好转,改善水资源环境。

4.3 保护生态环境

由于受青藏高原特殊的气候、地质成因等影响,西藏地区面积中约有 5/6存在水土流失现象,治理水土流失、保护生态环境的任务十分艰巨。西藏河水流经地区为大片高寒和半高寒区域,地面裸露较多,易遭流水侵蚀。加强水土保护工作,治理荒山,稳定草地,退耕还林还草,加强水土保持林建设,涵养水源,保护生态环境。

4.4 加强水资源的可持续开发和利用

水资源的可持续开发利用,是指依靠科技进步和发挥市场配置资源的基础功能,在重视生态环境保护的前提下,合理有效地配置水资源,最大程度地提高水资源开发利用效率;在满足当代人用水需求的同时,调控水资源开发速率以不对后代人的用水需求构成危害的水资源开发利用方式。可持续发展的实质是强调资源利用、环境保护、经济增长、社会发展必须协调一致,既满足当代人的需求,又不损害后代人满足需求的能力,这就要求资源、环境、经济和社会能够持久地发展下去。

5 结 语

水资源承载能力是从社会、经济、资源、环境的大系统中通过多目标综合分析获得的,它随着时间、空间和技术发展而不断变化,对水资源承载能力的研究,应采用动态的、发展的观点[3]。由于西藏自治区水资源承载能力潜力较大,应采取切实措施,合理开发和利用,使生态环境和社会经济协调发展。因此,分析西藏地区水资源承载能力,科学利用水资源,对促进西藏地区国民经济可持续发展具有重要意义。

[1]邹体峰.我国小水电开发建设中存在的问题及对策探讨[J].中国农村水利水电,2007(2):82-84.(ZOU Ti-feng.Problems and countermeasures of small hydropower development and construction in China[J]China Rural Water and Hydropower,2007,(2):82-84.(in Chinese))

[2]崔玉川.城市与工业节约用水手册[M].北京:化学工业出版社,2002.(CUI Yu-chuan.Handbook of Urban and Industrial Water Conservation[M].Beijing:Chemical Industry Press,2002.(in Chinese))

[3]李菊根,晏志勇.开发西藏水电实施藏电外送的初步设想——谨以此文祝贺西藏自治区成立 40周年[J].水力发电.2005,31(8):1-6.(LI Ju-gen,YAN Zhiyong.Developing the Tibetan hydropower to implement the primary plan of power transmission from Tibet to outside-For the 40th anniversary of the founding of Tibetan Autonomous Region[J].Water Power,2005,31(8):1-6.(in Chinese))