汉江流域水资源现状及承载力研究

顾自强 高 飞 汪周园

(1.江西省上饶市环境保护监测站;2.重庆市环境监测中心;3.长江水利委员会汉江水文水资源勘测局)

面对复杂水资源问题，人们已认识到必须从社会、经济、生态环境等各方面综合研究水资源管理问题，一些水资源管理的新的理念正为人们接受和认可。在水资源承载力方面，我国的西北干旱地区表现的特别突出，韩梅运用人工神经网络模式和投影追踪评价模型展开了对西北地区水资源承载力的定量化评价［1］;为了解决浙江省金华市水资源缺水问题，L.H.Feng 构建了一种基于信息扩散理论风险评价模型的分析方法［2］;基于多尺度评估旨在评估在不同的水资源供给和消费之间的复杂关系的空间尺度和时间序列，它提供了一个可以使用的更合理的对评估结果的管理和监管［3］;李工［4］和杜敏［5］等人针对目前的水资源利用现状和存在的问题，提出了自己的建议和治理措施;以黄石港工业园区为例，肖悦［6］基于SD 模型的区域水资源承载力展开了研究，与此同时，针对目前中国汉江流域［7］、丹江口库区［8］、淮河流域［9］、海拉尔河流域［10］以及滦河流域［11］的水资源利用现状，等人展开了对水资源承载力的研究。

1 汉江流域概况

汉江是长江中游最大的支流，发源于秦岭南麓，汉江干流流经陕西、湖北两省，于武汉市注入长江，干流全长1577km。襄樊以上流向总体向东，襄樊以下转向东南，支流延展于甘肃、四川、河南、重庆四省市。汉江流域面积约15.9 万km2，北部以秦岭、外方山与黄河流域分界，东北以伏牛山、桐柏山构成与淮河流域的分水岭，西南以大巴山、荆山与嘉陵江、沮漳河为界，东南为江汉平原、与长江无明显分水界限。流域地势西高东低，由西部的中低山区向东逐渐降至丘陵平原区，西部秦巴山地高程1000～3000m，中部南襄盆地及周缘丘陵高程在100～300m，东部江汉平原高程一般在23～40m 左右。

汉江流域的经济社会格局是上游经济相对落后，中下游相对发达。2000年汉江流域地区生产总值(GDP)为2255 亿元，工农业总产值为3716 亿元。2000年汉江流域耕地面积4900 万亩，占全国的2.53%;流域粮食产量1391 万t，占全国的3.0%;棉花产量为18.43 万t，占全国的4.2%;油料作物产量为135.68 万t，占全国的4.6%;农业总产值821 亿元，占全国的5.92%。流域内主要经济作物为棉花、油料作物、麻类、烤烟及桐油等。流域内工业以机械、电力、建材工业为主体，石油、化工、纺织及汽车制造具有相当规模，此外冶金、煤炭、烟草、电子、医药等工业亦具规模。2000年流域内工业总产值2926 亿元。

2 汉江流域水资源现状

2.1 地表水资源

汉江流域多年平均降水总量为1426.6 亿m2，相应深度为897.2mm，相对于全国平均情况(平均深度为658mm)而言，属于降水相对丰沛地区。降水深就两个大区来看，丹江口以上为903.7mm，丹江口以下为887.5mm，即丹江口以上略大于丹江口以下;就六个小区来说，以皇庄以下1062.4mm 为最大，以唐白河790.9mm 为最小。

全流域平均年径流量为591 亿m3，其相应深度为371.7mm，比全国平均深度284.1mm 高出87.6mm，可见相对全国平均情况而言，汉江是径流较丰沛河流。丹江口以上平均年径流量为411 亿m3，约占全流域的70%。丹江口以下平均年径流量为180 亿m3，约占全流域的30%。

2.2 地下水资源

地下水资源评价的对象是与降水和地表水有直接水力联系的浅层地下水，评价方法为水均衡法。汉江流域按地貌特征，分为山丘区、南襄盆地及平原区三种类型。地下水资源量估算，山丘区用总排泄量方法，平原区用总补给量方法，南襄盆地湖北、河南省分别用山丘区、平原区的方法。全流域地下水资源总量为190 亿m3，其中丹江口以上为114 亿m3，占全流域约60%。汉江流域地表水资源量为567 亿m3，地下水资源量为188 亿m3，两者重复水量为172 亿m3，水资源总量为583 亿m3。丹江口以上水资源总量为388 亿m3，占全流域的66.7%，丹江口以下水资源总量为195 亿m3，占全流域的33.3%。

3 汉江流域水资源承载能力

水资源承载能力是一个国家或地区可持续发展过程中各种自然资源承载力的重要组成部分，水资源短缺和缺水往往成为地区支持人口与发展的瓶颈。水资源承载能力不是无限的，当人类经济社会活动对水资源的需求超过了水资源所能提供支持的上限时，外界的影响超过了水资源系统维持其自身动态平衡和抗干扰的能力，水资源系统对生态系统的支撑也会减弱，从而造成水资源短缺和水资源的恶化。通过对汉江流域水资源承载能力进行研究和评价，根据其变化趋势，可对区域的可持续发展进行判断，并进行区域承载能力的变化趋势分析，以获得适于该区域具体情况的可持续发展方式。

3.1 需水预测

3.1.1 生活需水预测

预测生活需水量时，采用人均用水指标法对城镇生活需水量和农村生活需水量分别进行预测。汉江流域面积较大，涉及陕西、湖北、河南、重庆、四川、甘肃6 省(市)的22 个地(市、州)、80 个县(市、区)，各地的各个水平年的水利用系数、城镇生活用水定额和农村生活用水定额各不相同，先分区进行计算，然后按流域进行统计汇总，可得汉江流域规划水平年生活需水，见表1。

3.1.2 生产需水预测

①农业需水预测

农业需水与农业内部生产结构、农业生产规模、供水条件、用水技术和管理水平密切相关。对农业需水量的预测采用定额法，根据农业内部生产结构、发展面积以及用水定额的不同，分别在不同保证率下进行预测计算。农业需水预测分为农田灌溉(种植业)需水和林牧渔业需水两部分，农田灌溉需水预测又包括水田、水浇地和菜地作物的需水预测。预测成果见表2 和3。

②第二产业需水预测

工业分高用水工业、一般工业和火(核)电工业。工业需水预测涉及的因素较多，直接因素有万元产值用水量、工业用水重复率、节水工艺设备及水的价格等。在预测工业需水量时，选取万元产值用水量和工业用水重复利用率两个综合指标，一般情况下，随着重复利用率的不断提高，万元产值用水量将不断下降。建筑业在汉江流域的经济中占有十分重要的地位，鉴于城市化进程的加快，建筑业将在较长一段时间内处于高增长期。综合工业需水预测和建筑业需水预测，可得汉江流域第二产业需水预测成果，见表4。

表1 汉江流域未来水平年生活需水预测

表2 汉江流域农田灌溉需水预测

表3 汉江流域林牧渔需水预测

③第三产业需水预测

第三产业分为商饮业和服务业，依据目前的产业发展现状以及在不同地区的产业配额，预测结果见表5。

表4 汉江流域第二产业需水预测

表5 汉江流域第三产业需水预测

3.2 可供水量预测

可供水量是指在一定开发利用水平下，不同计算水平年在不同保证率下各类工程设施提供的设计供水量。可供水量的预测实质上是预计本区新增供水工程项目的数量、类别及其供水能力。根据汉江流域目前的实际供水能力，结合汉江流域河流水系、地形地貌、社会发展状况及新增供水工程规划与实施等因素，进行未来水平年不同保证率下的可供水量预测。

根据长江流域水资源综合规划成果，分病险水库加固改造工程、灌溉工程、在建及规划水库工程、在建及规划引水工程、在建及规划提水工程、浅层地下水开采潜力、集雨工程以及污水处理再利用工程逐项统计供水量，可得保证率P=75%下的分区可供水量预测结果，见表6。

4 汉江流域水资源承载能力估算与评价

对汉江流域各分区流域内生产生活和可供水量进行预测的基础上，采用最大可支撑人口计算模型，可得汉江流域未来水平年的水资源承载能力分析成果，汉江流域未来水平年水资源承载能力成果见表7。

根据表7 分析，随着经济社会的发展和进步，人民的生活品质会逐步提高，人均生活用水量将随之有所增加;根据预测，在2000年至2030年期间，汉江流域的经济增长较为显著，从而带动了各行业用水量的迅速上涨，因在此期间人口数量的增长趋缓，所以人均GDP用水量也在不断增加。

对汉江流域的三个分区，可承载的人口数量以丹江口以下流域最大，丹江口以上流域次之，唐白河流域最小。丹江口以上流域和唐白河流域的可承载人口数量的变化相近，均为在2010年至2020年期间，可承载人口数量增幅较大，在2020年至2030年期间增幅较小;丹江口以下流域的可承载人口数量的变化刚好与之相反。

表6 汉江流域未来规划水平年可供水量

表7 汉江流域未来水平年水资源承载能力成果表

5 小 结

水资源可利用量是综合规划区域水资源的节约、保护、配置、开发、利用和治理措施的条件，又是进行水资源承载能力分析的基础。因此，也是我国水资源综合规划中的水资源调查评价的重要内容。汉江流域作为我国南北水资源优化配置的主要水源地，其水资源量既要满足流域内经济社会发展对水资源的需求，又要满足南水北调中线工程的调水需求，供需矛盾比较突出，因此，明确汉江流域水资源可利用量，是实现流域水资源优化配置和可持续利用的前提条件。

因此，首先应该对水资源实行统一管理、统筹规划、综合开发，促进并实施资源的最优化配置;其次是改变过去以需定供的模式，由传统的供水管理转向需水管理;最后为了保护和改善生态环境，在水资源配置上，建立和强化保障生态用水观念，必须在保证生态环境用水的前提下，合理规划经济社会用水，实现水资源与环境、社会、经济的协调发展。

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