黃文典， 李 嘉， 李 永， 張陵蕾， 馮鏡潔

(四川大學(xué) 水力學(xué)與山區(qū)河流開發(fā)保護國家重點實驗室，四川 成都 610065)

四川秦巴山區(qū)水資源分布特征及平衡分析

黃文典， 李 嘉， 李 永， 張陵蕾， 馮鏡潔

(四川大學(xué) 水力學(xué)與山區(qū)河流開發(fā)保護國家重點實驗室，四川 成都 610065)

四川秦巴山區(qū)是長江上游地區(qū)重要的生態(tài)屏障，也是國家重要的生物多樣性和水源涵養(yǎng)生態(tài)功能區(qū)。在掌握該區(qū)域水資源分布特征的基礎(chǔ)上，分析了區(qū)域內(nèi)水資源的開發(fā)利用現(xiàn)狀，并進(jìn)行了水資源量的平衡分析，結(jié)合區(qū)域水資源分布特征和利用現(xiàn)狀，提出了水資源可持續(xù)利用的對策建議。結(jié)果表明：四川秦巴山區(qū)的水資源量呈現(xiàn)分布不均勻的特性；區(qū)域水資源利用水平還較低，用水量在水資源總量中所占的比例還較小，從總量上看還有較大的利用空間；現(xiàn)狀條件下，各分區(qū)供水量和用水量是平衡，但2020年，各市均存在月可供水量不能滿足用水需求的情況，必須采取管理和工程綜合措施對水資源進(jìn)行合理配置，減緩缺水影響。

水資源；分布；平衡；四川秦巴山區(qū)

四川秦巴山區(qū)是長江上游地區(qū)重要的生態(tài)屏障，是國家重要的生物多樣性和水源涵養(yǎng)生態(tài)功能區(qū)，區(qū)域覆蓋綿陽、廣元、南充、達(dá)州和巴中5市，涉及25個縣、區(qū)。區(qū)域共有大小河流5 000余條，所在水系主要為嘉陵江水系及其支流，包括嘉陵江干流及其一級支流白龍江、涪江和渠江，渠江支流州河和巴河，區(qū)域水資源總量總體上較為豐富，但受地形地貌和降水分布不均影響，水資源分布也存在一定差異。因此，理清四川秦巴山區(qū)水資源分布特性，分析區(qū)域水資源平衡，對該地區(qū)水資源的合理配置及可持續(xù)利用具有重要的意義。

1 四川秦巴山區(qū)水資源時空分布特征

1.1 區(qū)域水系徑流空間分布特征

根據(jù)覆蓋四川秦巴山區(qū)的嘉陵江流域三大水系(武勝以上干流、渠江和涪江)主要水文站徑流量歷史資料的統(tǒng)計成果(表1)，嘉陵江流域的徑流量主要來自武勝站以上的干流，其集水面積占北碚的50.5%，多年平均徑流量占北碚的38.7%；渠江次之，羅渡溪站集水面積占北碚的24.4%，多年平均徑流量占北碚的32.6%；涪江小河壩站集水面積占北碚的18.9%，年徑流量占北碚的21.9%；武勝以上的上游支流白龍江的年徑流量占北碚的12.6%，而集水面積占北碚的17.2%。

從集水面積和年徑流量占北碚的百分比來看：涪江和渠江的年徑流量占北碚的百分比均大于集水面積的百分比；嘉陵江干流武勝以上則相反，雖然其徑流量絕對值較大，但徑流量占北碚站的百分比小于集水面積的百分比。這是由于嘉陵江的水量主要來源于降水，受地形和氣候影響較大，流域上游山區(qū)地勢較高，受西北寒流控制，氣溫低而雨量少，流域中、下游盆地地區(qū)，氣候溫和，濕潤多雨。

表1 嘉陵江流域徑流組成

嘉陵江流域內(nèi)降水量的分布呈現(xiàn)南向北逐漸遞減的規(guī)律。流域內(nèi)有兩個較強降水地區(qū)，一個在流域東部渠江的渠縣以上地區(qū)，另一個在流域西部涪江上游。由于強降水區(qū)的分布，渠江、涪江的平均年徑流深較大。武勝站平均年徑流深僅345.8 mm，羅渡溪和小河壩站分別高達(dá)597.2 mm和506.8 mm。涪江上游綿陽市附近部分地區(qū)的徑流深高達(dá)1 200 mm。由于降雨中心的分布，使涪江和渠江的水量在流域徑流量中占有較大比例。

1.2 區(qū)域水系降水徑流時間分布特征

嘉陵江流域干流和各主要支流年徑流量的年內(nèi)分配均呈現(xiàn)分配不均的情況(表2)，各水系汛期5～10月徑流量占全年徑流量的百分比都達(dá)70%以上，其中干流武勝站為81.5%，渠江羅渡溪和涪江小河壩分別為85.2%和82.8%，上游支流白龍江碧口為73.7%。而流域出口控制站北碚站多年平均徑流量為701×108m3，年徑流系數(shù)0.47，汛期徑流量為590×108m3，占全年的84.2%。

表2 嘉陵江流域主要水文站徑流量年內(nèi)分配統(tǒng)計

而流域內(nèi)更小的支流也呈現(xiàn)類似的規(guī)律，如渠江流域的支流巴河。根據(jù)巴河干流控制站風(fēng)灘站的徑流資料分析，風(fēng)灘站汛期5～10月徑流量達(dá)到全年徑流總量的86.8%；而最枯的12～2月徑流量占全年徑流總量的比例僅為3.5%。

四川秦巴山區(qū)河流徑量年內(nèi)分配很不均勻，是由于這些河流的水量主要來源于降水。表3為嘉陵江流域多年平均降水量和北碚站多年平均徑流量的年內(nèi)分配統(tǒng)計表。嘉陵江流域多年平均年降水量為995.4 mm，每年的5～10月為嘉陵江的汛期，其降水量為806.4 mm，占全年的81%，而其他月份的降水量僅占全年的19%，年內(nèi)分配很不均勻。由于流域的徑流量與降水量密切相關(guān)，嘉陵江流域徑流量年內(nèi)分配也很不均勻，月均徑流量與降水量的具有很好的相關(guān)關(guān)系。

表3 嘉陵江流域多年平均降水量和北碚站徑流量年內(nèi)分配

1.3 區(qū)域水資源空間分布特征

由于區(qū)域內(nèi)的降水量和徑流量均存在明顯的時空分布不均，使區(qū)域內(nèi)各市的水資源量分布也存在差異。表4為四川秦巴山區(qū)所覆蓋的綿陽、廣元、南充、達(dá)州和巴中5市的多年平均水資源量統(tǒng)計表。

表4 四川秦巴山區(qū)各行政分區(qū)水資源量統(tǒng)計

注：數(shù)據(jù)來源于文獻(xiàn)[1-5]。

可以看出，該區(qū)域內(nèi)水資源量的分布很不均勻，單位幅員面積的水資源量最多的為達(dá)州市，為68×104m3/km2；綿陽市和巴中市相當(dāng)，分別為56.20×104m3/km2和53.74×104m3/km2；廣元市為39.72×104m3/km2；南充市的單位幅員面積的水資源量最少，為33.58×104m3/km2。從人均水資源量來看，廣元市則最多，人均水資源量為2 447 m3；綿陽市次之，為2 200 m3；巴中市和達(dá)州市相當(dāng)，分別為1 611 m3和1 643m3；而南充市最少，人均水資源量僅為600m3。

2 區(qū)域水資源利用現(xiàn)狀

2.1 區(qū)域水資源開發(fā)利用現(xiàn)狀

表5為四川秦巴山區(qū)水資源開發(fā)利用現(xiàn)狀統(tǒng)計表，包括區(qū)域內(nèi)河流已建水庫、已建水電站裝機、水資源利用相關(guān)指標(biāo)。其中，已建水庫及水電站裝機數(shù)據(jù)來源于相應(yīng)區(qū)域2010—2012年開展的全國第一次水利普查的公報，水庫統(tǒng)計范圍包括大型水庫、中型水庫、小(1)型和小(2)型水庫，水資源總量數(shù)據(jù)來源于近年各市的《水資源報告》。為了對比，表中同時列出了全國及同屬秦巴山區(qū)的相鄰地區(qū)重慶市的相應(yīng)數(shù)據(jù)。圖1為秦巴山區(qū)各市水資源總量與年用水量對比圖。

表5 四川秦巴山區(qū)水資源開發(fā)利用現(xiàn)狀統(tǒng)計

注：“*”表示南充市水庫庫容數(shù)值僅計入大型和中型水庫；數(shù)據(jù)來源于文獻(xiàn)[6]。

圖1 四川秦巴山區(qū)各行政分區(qū)水資源總量與年用水量對比

可以看出：四川秦巴山區(qū)河網(wǎng)發(fā)育，水能資源較為豐富，目前區(qū)域內(nèi)已建成大、中、小型水庫3 474座，總庫容76.82×108m3，已建水電站433座，裝機容量達(dá)362.47×104kW(不包含綿陽市裝機容量)。根據(jù)第一次水利普查數(shù)據(jù)，仍有相當(dāng)數(shù)量的水庫和水電站還在建設(shè)中。此外，區(qū)域內(nèi)水資源總量較豐富，年水資源總量399.9×108m3。從年用水量占水資源總量的比例來看，四川秦巴山區(qū)各市數(shù)值差異較大，南充利用比例最高，達(dá)25.1%，綿陽次之，達(dá)州第三，而廣元和巴中的用水比例低于全省水平。區(qū)域平均水資源利用比例比全省水平高2.7%，略低于重慶市利用比例，但離全國平均水平還有較大差距，僅為全國利用水平的55%。可見，四川秦巴山區(qū)的年用水量在水資源總量中所在的比例還較小，從總量上看還有較大的利用空間。

2.2 區(qū)域水資源利用水平

表6及圖2和圖3給出了四川秦巴山區(qū)現(xiàn)狀水資源量及用水水平，包括年均水資源量、人均水資源量、年用水量、人均用水量和萬元國內(nèi)生產(chǎn)總值(GDP)用水量等指標(biāo)?？梢钥闯?，四川秦巴山區(qū)的廣元市和綿陽市的人均水資源量高于全國平均水平，但都低于全省平均水平，屬四川省人均水資源量偏少的地區(qū)。此外，四川秦巴山區(qū)中綿陽市的人均用水量與全省平均水平相當(dāng)，其他地區(qū)的人均用水量均低于全省平均水平，區(qū)域平均人均用水量182 m3/人·a，僅為全省平均水平的60%和全國平均水平的40%，也比重慶市平均水平低，離全國平均水平還有較大差距。在萬元GDP用水量水平方面，南充市的萬元GDP用水量最少，低于全省平均水平，其他市區(qū)和區(qū)域平均值均高于全省平均水平，區(qū)域平均的萬元GDP用水量與全國平均水平相當(dāng)。從人均用水量與人均水資源量對比結(jié)果看，現(xiàn)狀用水量在水資源量中所占的比例還較小，從總量上看還有較大的利用空間。

表6 四川秦巴山區(qū)現(xiàn)狀水資源量及用水水平對照

圖2 秦巴山區(qū)各市人均用水量對比

圖3 秦巴山區(qū)各市萬元GDP用水量對比

3 區(qū)域水資源量平衡分析

3.1 各分區(qū)水資源量平衡分析

四川秦巴山區(qū)各行政分區(qū)均修建有水利工程，以地表水、地下水等作為水源為生產(chǎn)生活提供所需水量。同時，各地也出臺了相關(guān)的規(guī)劃，將在未來規(guī)劃修建更多的取水建筑物。表7為區(qū)域內(nèi)各行政分區(qū)現(xiàn)狀和近期(2020年)供水、需水平衡分析結(jié)果。表7中，近期廣元市和綿陽市的需水量取四川省人民政府辦公廳于2014年5月8日以“川辦發(fā)〔2014〕27號”文印發(fā)的《四川省實行最嚴(yán)格水資源管理制度考核辦法》中規(guī)定的用水總量控制目標(biāo)值[7]。其他需水量和可供水量數(shù)據(jù)采用各市發(fā)展規(guī)劃報告及相關(guān)研究給出的數(shù)值[8-11]?，F(xiàn)狀條件下，各分區(qū)的供水量和用水量基本平衡；近期，巴中市和綿陽市的可供水量無法滿足生產(chǎn)生活的水量需求，缺水率分別為7.53%和6.16%，其他分區(qū)的可供水量均能基本滿足用水需求或略有盈余。

表7 區(qū)域內(nèi)各行政分區(qū)水資源供需平衡分析

3.2 各分區(qū)年內(nèi)水資源量平衡

根據(jù)水文情勢分析結(jié)果，四川秦巴山區(qū)所在的嘉陵江流域降水量年內(nèi)分配很不均勻，而降水量與徑流量密切相關(guān)，使區(qū)域內(nèi)的水資源量在年內(nèi)也呈現(xiàn)明顯的不均勻分布。為了分析四川秦巴山區(qū)各市各月的供水、需水平衡關(guān)系，按嘉陵江流域降水量年內(nèi)分配比例將可供水量分配到各個月份，并粗略假定每月的需水量相同，將各月的可供水量減去需水量，得到各月的余水量，數(shù)值為正表示能滿足用水需求，負(fù)值表示缺水(表8和圖4)。

從四川秦巴山區(qū)各市年可供水量和需水量平衡關(guān)系來看，2020年巴中市和綿陽市的供水量不能滿足用水需求，缺水量分別為0.81×108m3和1.30×108m3，南充市的可供水量基本上能滿足用水需求，而達(dá)州市和廣元市略有盈余。但從可供水量和需水量年內(nèi)各月平衡關(guān)系來看，各市均存在月可提供水量不能滿足用水需求的情況，主要包括來水量較少的1～4月和10～12月，僅在5～9月這5個月能夠滿足用水需求，缺水月份占全年的一半以上。因此，需要通過實施管理措施或工程措施，減緩缺水影響。

表8 四川秦巴山區(qū)近期(2020年)各月供需水平衡

注：表中數(shù)據(jù)單位為108m3,標(biāo)黑負(fù)值表示缺水。

圖4 四川秦巴山區(qū)近期(2020年)各行政分區(qū)各月供需水平衡

4 對策建議

4.1 加強水土保持工作，保護生態(tài)環(huán)境

覆蓋四川秦巴山區(qū)的嘉陵江流域是長江上游水土流失較為嚴(yán)重的區(qū)域。據(jù)1988年全國遙感普查結(jié)果，覆蓋四川秦巴山區(qū)的嘉陵江流域水土流失面積占總面積的52.14%，平均土壤侵蝕模數(shù)達(dá)4 419 t/km2·a。秦巴山區(qū)作為國家重要的生物多樣性和水源涵養(yǎng)生態(tài)功能區(qū)，承擔(dān)著水源保護、生物多樣性保護、水源涵養(yǎng)、水土保持等重大任務(wù)。1989年起，嘉陵江流域中下游被列為長江上游水土保持重點防治區(qū)之一，流域內(nèi)先后有50個縣(市)開展了水土流失重點治理，水土流失狀況有所改觀。據(jù)全國第二次遙感調(diào)查資料[12]，嘉陵江流域水土流失面積相比1988年減小4.09%，但仍占總面積的49.65%，還需進(jìn)一步加強水土保持工作。

四川秦巴山區(qū)作為長江上游重要的生態(tài)區(qū)，具有重要的生態(tài)環(huán)境保護功能，分擔(dān)著維護長江水系生態(tài)平衡的重任。應(yīng)在區(qū)域內(nèi)大力開展生態(tài)環(huán)境保護和建設(shè)，實施天然林保護工程、退耕還林(草)工程、水土保持、生態(tài)環(huán)境綜合治理重點縣等重點生態(tài)環(huán)境建設(shè)項目，保護現(xiàn)有森林，積極擴大造林面積，以保持本地區(qū)的生態(tài)平衡，維持區(qū)域水源涵養(yǎng)和保持水土的生態(tài)功能，實現(xiàn)水資源可持續(xù)利用。

4.2 全面推進(jìn)節(jié)約用水，提高水資源利用率

從總體上看，四川秦巴山區(qū)的水資源總量較為豐富。但從技術(shù)和經(jīng)濟條件來看，還有相當(dāng)部分的水資源無法得到利用，且區(qū)域水資源分布不均，水資源利用水平還比較低。因此，如何通過采取節(jié)水措施，提高四川秦巴山區(qū)水資源的利用率，仍是該地區(qū)社會經(jīng)濟發(fā)展中的重要課題。

農(nóng)業(yè)用水方面，對區(qū)域內(nèi)的灌區(qū)進(jìn)行改造與配套設(shè)施續(xù)建，開展灌區(qū)節(jié)水改造和農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，進(jìn)一步地提高灌溉水利用系數(shù)，提倡高效節(jié)水灌溉。工業(yè)節(jié)水則應(yīng)針對高取水行業(yè)，展開高效節(jié)水示范工程地建設(shè)，提高工業(yè)用水重復(fù)利用率和減少工業(yè)萬元產(chǎn)值用水量，通過調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和改造企業(yè)技術(shù)，向節(jié)水型產(chǎn)業(yè)布局轉(zhuǎn)變。生活節(jié)水主要通過新建、改建、擴建的公用和民用建筑普及用水和節(jié)水器具以及改造供水管網(wǎng)來實現(xiàn)。

此外，結(jié)合污水處理廠的建設(shè)推進(jìn)中水回用，配套建設(shè)中水管網(wǎng)，在大型企事業(yè)單位、學(xué)校和集中居住區(qū)推廣中水利用技術(shù)，最大程度減少用水量，從源頭上減少污水排放。

4.3 加強水利工程建設(shè)，優(yōu)化水資源配置

四川秦巴山區(qū)降水和徑流量時空分布很不均勻，區(qū)域來水量主要分布在汛期，各行政分區(qū)水資源量分布也呈現(xiàn)分布不均的特征，這已成為區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展的重要限制性因素。應(yīng)當(dāng)加強區(qū)域水利工程的建設(shè)，通過水庫對水量的調(diào)蓄作用，實現(xiàn)對區(qū)域水資源的優(yōu)化配置。目前，區(qū)域內(nèi)的水利工程設(shè)施還明顯不足，工程性缺水問題凸顯。以巴中市為例，全市蓄引提水能力不足，人均擁有工程蓄水不到120 m3，水資源時空分布不均、工程性缺水矛盾突出、旱洪災(zāi)害交替頻發(fā)是巴中市的基本水情。

因此，要把水利工程作為四川秦巴山區(qū)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的重要內(nèi)容，把水資源優(yōu)化開發(fā)作為加快轉(zhuǎn)變區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展方式的重要舉措。通過建設(shè)一批支撐區(qū)域發(fā)展的重要水資源優(yōu)化配置工程，提高區(qū)域水資源供給能力；通過興建中小型水庫、引提水工程、小微型水利設(shè)施，并因地制宜開發(fā)利用地下水，有效緩解資源性缺水問題；加強水土保持、生態(tài)修復(fù)和田間灌溉工程建設(shè)，繼續(xù)實施農(nóng)村飲水安全工程，探索水源涵養(yǎng)、蓄水工程、調(diào)水工程的綜合應(yīng)用與聯(lián)合調(diào)度模式。

5 結(jié)論

根據(jù)前述分析，四川秦巴山區(qū)的水資源受降水量和徑流量時空分布不均的影響也呈現(xiàn)分布不均勻的特性。區(qū)域水資源利用水平還比較低，從總量上看還有較大的利用空間。從現(xiàn)狀看，區(qū)域內(nèi)各行政分區(qū)的供水量基本能滿足用水需求。近期(2020年)巴中和綿陽兩市的可供水量略有不足，其他分區(qū)的可供水量均能基本滿足用水需求，水資源年內(nèi)分配不均使缺水月份達(dá)全年的一半以上，應(yīng)通過采取水土保持、節(jié)約用水及水利工程建設(shè)等管理或工程綜合措施對水資源進(jìn)行合理配置，以減緩該時段缺水影響。

[1]廣元市水務(wù)局.廣元市水資源公報.2013.

[2]綿陽市水務(wù)局.綿陽水資源公報.2014.

[3]巴中市水務(wù)局.巴中市資源公報.2013.

[4]南充市水務(wù)局.2013年南充市水資源公報.2014.

[5]張仕春.淺議達(dá)州市水資源現(xiàn)狀與對策[J].資源與環(huán)境，2014，(8)：119.

[6]四川省水利廳，四川省統(tǒng)計局.四川省第一次全國水利普查公報.2013.

[7]四川省人民政府辦公廳.關(guān)于實行最嚴(yán)格水資源管理制度考核辦法的通知(川辦發(fā)〔2014〕27號).http：//www.sc.gov.cn/10462/10883/11066/2014/5/9/10301 300.shtml,2014-05-09.

[8]四川省水利水電勘測設(shè)計研究院.南充市城市總體規(guī)劃(2010-2020)水資源論證報告.2011.

[9]達(dá)州市城市總體規(guī)劃(2011—2030)水資源論證報告.2012.

[10]覃紹一，李學(xué)通.四川省水資源可利用量與承載力初探[J].人民長江，2011，42(18)：42-44.

[11]章衛(wèi)，華國春，張倩，等.巴中市水資源供需平衡分析[J].黑龍江水利科技，2014，(3)：150-152.

[12]水利部遙感中心.嘉陵江流域水土保持措施減沙效益遙感分析[R].2005.

Water Resources Distribution and Equilibrium Analysis of the Qinba Mountain Areas in Sichuan Province

HUANGWen-dian,LIJia,LIYong,ZHANGLing-lei,FENGJing-jie

(Stake Key Laboratory of Hydraulics and Mountain River Engineering,Sichuan University,Chengdu 610065,China)

The Qinba Mountain Areas in Sichuan Province is not only the important ecological barrier of the upper reaches of the Yangtze River,but also the important national ecological function areas for biodiversity and water conservation.After analyzing the distribution of runoff,precipitation and water resources of the region,the study presented the development and utilization situation of its water resources.Moreover,it analyzed the water resources balance and put forward suggestions for sustainable use of water resources based on the original water resources distribution characteristics and its utilization situation.The results show that:there is an uneven distribution of water resources in this region;the utilization of its water resources is at a relatively low level.The proportion of water consumption in the total amount of water resources is small,and there is still a greater usage space.At present,there is a balance between water supply and demand in all administrative division.In the near future(the year of 2020),the available water supply of the Bazhong City and Mianyang City cannot meet the water demand,but water supply can basically meet the water demand or has a slight surplus in other cities of this region;there are more than six months which are short of water supply during the year,and it is necessary to take managing and engineering measures to allocate water resources and mitigate water shortages in these periods,with measures of strengthening soil and water conservation,promoting water saving and enhancing the construction of water conservancy projects.

water resources;distribution;balance；Qinba Mountain Areas in Sichuan Province

10.3969/j.issn.1009-4210.2016.02.006

2016-03-10

中國工程院重大咨詢項目(2015-ZD-05-09-05)；四川省發(fā)改委重點課題項目(ZH2015038)

黃文典(1977—)，男，博士，從事水資源保護、水環(huán)境影響研究。Email：huangwd@scu.edu.cn

馮鏡潔(1986—)，女，博士，從事環(huán)境水力學(xué)、水資源與環(huán)境保護方向研究。Email：fengjingcg@126.com

TV213.9(271)

A

1009-4210-(2016)02-031-07