南水北调中线核心水源区水资源安全评价与调控措施研究

赵 庆

（南阳市水土保持监测站，河南 南阳 473000）

1 研究概况

1.1 研究区概况

位于汉江与丹江的交汇处的丹江口水库，自1968 年建成至今平均入库水量为394.80亿m3，最大总库容量为290.50亿m3，最大水域面积为1022.75 km2。分为丹库和汉库两个库区，其中丹库占丹江口水库总面积的47.30%，汉库约占丹江口水库总面积的52.70%。研究的南水北调核心水源区（河南辖区）属于丹库紧邻区域，主要分布在淅川县境内。

1.2 研究方法

1.2.1 水资源生态足迹计算

水资源生态足迹是利用均衡因子、产量因子、产水模数等指标将维持人类生存及生态环境稳定所需要的水资源量转化为可以在不同区域间进行横向比较具有生物生产能力的水资源用地面积。具体模型如公式（1）所示：

EFW即研究区域的水资源生态足迹，N 即研究区域的总人数，efW即研究区域内人均水资源生态足迹，aW即均衡因子，WW即研究区域内人均水资源消费，PGW是水资源平均产能。

1.2.2 水资源生态承载力计算

该地区水资源开发利用率不得超过水资源生态承载力的40%。其公式为（2）式：

ECW是区域水资源生态承载力，ecW是研究区域人均水资源生态承载力，λLW是水资源产量因子，QW是水资源总量。

1.2.3 水资源安全评价指标

进行水资源生态盈亏计算是开展研究区水资源安全评价的基础，计算方法如式（3）：

据公式（3）进行水资源安全状况评价，若为“负”则区域水资源呈现不安全状态，若为“正”则呈现安全状态。

1.3 数据来源

其中社会经济、土地利用、人口等数据，来源于2006-2020年《南阳市统计年鉴》；水资源数据来源于2006-2020 年《南阳市水资源公报》。

2 结果与分析

2.1 参数优化与确定

依据前期研究结果，本研究中水资源均衡因子为5.19，水资源产量因子为0.819。在研究区产水模数方面，拟改进传统方法，结合每年度的具体来水情况，采用动态计算的方法对该参数进行优化。

2.2 计算结果

根据相关统计资料及公式（1）～（3），通过计算研究区2006-2020年水资源安全状况相关指标。

2013 年人均水资源生态足迹最高为0.366 5 hm2，最低为2006 年的0.187 1 hm2；2010 年人均水资源生态承载能力达到高峰0.779 2 hm2，2014年达到低点0.156 3 hm2。在人均水资源生态盈亏方面，2010年最高0.489 1 hm2，2013年最低-0.203 9 hm2。2006-2020 年，仅2013、2014 和2016 年南水北调核心水源区（河南辖区）水资源呈现赤字状态，占总年份的20.00%。

继续分析水资源状况，运用线性回归分析在origin2019 中绘制南水北调核心水源区（河南辖区）2006-2020 年间相关指标趋势图，对南水北调核心水源区（河南辖区）水资源的可持续利用发展状况进行具体分析。

2006-2020 年，研究区人均水资源生态足迹在这些年里变化不大，总体呈逐年增长趋势；人均水资源生态承载能力年际间波动很大，多年来整体呈现下降趋势；人均水资源生态盈亏每年都有很大波动，且随着时间推移总体呈扩大趋势。

在SPSS 中，对研究区水资源可持续利用指标进行Pearson相关分析可知：人均水资源生态盈亏与人均水资源生态承载力密切相关，相关系数为0.963。结合公式（2）与公式（3）可知，南水北调核心水源区（河南辖区）人均水资源总量是水资源安全状况的最主要影响因子。

3 讨论与结论

3.1 水源地水情剖析

3.1.1 岸线情况分析

丹江口水库河南水域岸线总面积共计515.95 km2，水域面积497.85 km2，其中170 m 土地征收线以内面积497.25 km2，孤岛面积0.60 km2；临水边界线长度1 052.75 km，外缘边界线长度1 040.87 km，岸线面积18.10 km2。

3.1.2 河流情况分析

丹江口水库在淅川县有干支流河流78 条，其中流域面积在100 km2以上有11 条，100 km2以下30 km2以上的有15 条，30 km2以下河流52 条。主要支流有丹江、鹳河、淇河、滔河等。

3.1.3 水功能区情况分析

丹江口水库水域范围被整体划定为调水水源地保护区，属一级水功能区。丹江口水库（河南辖区）饮用水水源保护区面积1 595.89 km2，具体分级情况如下：一级保护区47.06 km2，其中陆域面积2 km2，水域面积45.06 km2。二级保护区253.57 km2，其中陆域面积96.15 km2，水域面积157.42 km2。准保护区1 295.26 km2，其中陆域面积1 009.27 km2，水域面积285.99 km2。

3.1.4 地形地貌分析

丹江口库区位于秦岭的南部边缘，库区地形主要特点是高差大、坡度陡、切割深，最高海拔1 798.9 0m，相对高差1 711.90 m，总的地势是西高东低。

3.2 调控措施研究

3.2.1 水量调控措施

在水量调控方面，考虑在库区上游乡镇，重点开展水土保持重点建设项目，层层拦蓄过境水土资源。

3.2.1.1 突出水土保持工程的综合性，系统谋划项目实施

①通过坡改梯，提高土地产出率，提高经济效益，增加群众收入。②对疏幼林地实行封育管护和疏林补植，提高植被覆盖率，以改善生态环境。③通过工程措施，形成节节拦蓄的工程防护体系。④对一些自然条件差的区域，采取封禁预防措施，加快生态自我修复。⑤对相关人员进行技术培训，建立完善的组织管理服务体系。

3.2.1.2 突出水土保持工程的整体性，均衡谋划项目布局

①坚持以生产用地整治为核心，重点治理坡耕地，在15°以下的坡耕地进行高标准的坡改粮梯，同时结合坡面水系工程，提高土地生产力。②对荒山荒坡采取穴状整地和水平沟整地相结合的方式，营造水保林，在保障群众粮食安全的基础上，发展生态农业增加群众收入。③对生态用地，通过封禁管护，促进植被的快速恢复。④采取塘堰整治等工程措施，进行沟道防护，拦截入库泥沙，保护沿岸耕地，减少面源污染。

3.2.2 水质调控措施

3.2.2.1 建设范围

丹江口水库幸福河湖建设范围为丹江口水库水域、岸线及环库生态廊道，总面积620.95 km2，水域面积497.85 km2，岸线面积18.10 km2，生态廊道面积105 km2。

3.2.2.2 调控具体措施

①持久水安全。岸坡整治工程，新建排水工程，一级台地防护工程，新建防护栏杆、防浪墙、部分电箱及监测设备等移位，景观树移栽等。②优质水资源。重点采取管理措施对各类资源开发、生态建设和恢复等项目进行分类管理。③宜居水环境。加快库区周边建制镇生活污水管网设施建设，确保汇水范围内村庄污水接管、污水管网及处理设施覆盖所有自然村；推进水库汇水范围内农村的沟塘清淤、改厕、垃圾治理、粪污资源化利用；同时建议将面源污染防治与库区周边种植业结构调整相结合，建设环丹江口水库的生态有机食品圈。④健康水生态。严格控制丹江口水库生物多样性优先区域开发；合理实施水生生物增殖放流，保护库区天然鱼类资源种群数量；加快开展物种基因收集、保存、扩繁，构建流域鱼类种质资源库，加强珍稀特有水生生物保护。⑤先进水文化。建议充分利用丹江口水库周边已建设的南水北调中线工程纪念馆、丹江移民民俗博物馆、南水北调移民展览馆以及南水北调干部学院等，充分展示丹江口水库发展历史、移民文化。⑥科学水管理。持续落实河（湖）长制度，确保责任制度体系健全，跨区、跨界河湖持续推进联防联控机制体系。

4 结语

2006-2020 年间，研究区约80.00% 的年份淡水资源呈盈余，现阶段南水北调核心水源区（河南辖区）水资源可持续发展整体形势较好。水量充沛和水质达标是保障南水北调核心水源区水资源安全的关键，库区上游的水土保持工程结合库区周边“幸福河湖”建设是未来水资源安全的重要调控措施。