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21世纪宝鸡市水资源特征分析及对策研究

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  摘要:通过对陕西省宝鸡市2000-2018年水资源现状数据的时间特征进行分析,发现宝鸡市地表水资源量占据水资源总量的主导地位;宝鸡市用水总量呈增多趋势,其中农业用水占宝鸡市总用水量的比重最大;同时还面临着水资源时间分布不均、用水压力增大及居民生活污水排放量增大三大主要问题,依照存在的问题,提出了以发展“过路水”、护住“自家水”、巧用“极端水”三大理念解决问题的具体相关对策。
  关键词:水资源;主要问题;相关对策;宝鸡市
  中图分类号:TV213.9 文献标识码:A
  文章编号:0439-8114(2020)09-0037-04
  DOI:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2020.09.008
  陕西省宝鸡市作为西部大开发重要的城市之一,连接着关天经济区及丝绸之路,在地理位置上十分重要[1]。21世纪以来,宝鸡市水资源的发展与利用问题受到了学者的初步关注[2,3]。黄河第一大支流渭河从宝鸡市穿流而过,宝鸡市的特殊区位对渭河流域生态效益有着深远影响[4],其水资源对城市发展的经济效益存在着至关重要的影响[5]。由此可见,对宝鸡市水资源现状特征格局的研究有着非常重要的意义。本研究利用2000-2018年《陕西水资源公报》所提供的相关指标数据,选择宝鸡市降水量、水资源量、供水量以及排污量作为时间特征分析的基础,旨在找出宝鸡市水资源现今发展中的主要问题,并谋求科学合理的解决方法,以期为宝鸡市水资源可持续利用提供参考。
  1 研究區概况
  宝鸡市地处陕西省关中平原西部,南邻秦岭山脉,西接关陇山脉,北沿渭北黄土高原,东西平原长156.6km,总面积约18117km2。区域范围涵盖渭河、嘉陵江及汉江三大水系,以渭河水系为中轴由西向东横贯城市区域,具有“关中水龙头”的美称[6]。
  2 水资源特征
  2.1 降水量时间和空间特征分布
  降水是水资源特征的最直接体现,其受到地形及季节性变化的影响。2000-2018年宝鸡市降水量的时间及空间分布特征如图1、图2所示。由图1可以看出,19年间宝鸡市降水特征呈上升趋势,年均降水量为688.7mm,2011年降水量最大,为924.2mm,2016年降水量最小,为560.3mm,结合距平计算得出,宝鸡市有11年的降水量小于平均值,有8年的降水量高于平均值。
  由图2可知,宝鸡市近19年降水分布不均,九县三区的降水量差异较大。宝鸡市由于受季风和地形地貌等方面的影响,总的降水趋势为秦岭山区雨量较大,渭北台源区降水较少;太白县为全市降水最为丰沛的地区,年降水量接近800mm,而陇县、扶风县年总降水量为600mm左右,全市每年降水差异接近200mm,降水空间分配差异明显。
  2.2 水资源量时间特征分布
  由图3可以看出,宝鸡市水资源总量与地表水资源量、地下水资源量呈相似趋势。其中,地表水资源量占据主导地位。根据皮尔逊相关分析可得知宝鸡市水资源量与年降水量相关性可达0.8,双尾显著性水平小于0.001,由此可见,宝鸡市水资源量与年降水量之间有着很好的相关关系。
  3 水资源开发利用
  3.1 用水现状
  宝鸡市的用水状况可以在一定程度上反映出宝鸡市的发展状况,图4为宝鸡市19年间用水状态趋势。
  由宝鸡市农业用水趋势可以看出,农业用水占宝鸡市总用水量的比重最大,农业用水变化趋势和宝鸡市用水总量的变化趋势较为一致,变化趋势比较平缓。2000年以来,农业用水量呈微量减少趋势,至2006年有所增加,之后呈缓慢上升趋势。
  由宝鸡市工业用水趋势可以看出,历年来工业用水总体呈缓慢减少趋势。2002年之前,工业用水比重呈增加趋势,2002年达到最大比重,为19.60%,之后呈下降趋势,2012年工业用水比重最小,为11.78%,之后8年工业用水量又有所增长。
  由宝鸡市生活用水趋势可以看出,宝鸡市生活用水与工业用水所占比重相差不大。随着人民生活水平的提高,生活用水量也呈稳步增长趋势,尤其是2010年之后,宝鸡市生活用水量增加速率显著加大,由此可见,生活用水所占比重的增长态势不容忽视。
  总体来说,宝鸡市用水状态在2005年前呈下降趋势,之后呈缓慢上升趋势;2011年后,用水变率始终保持正向增长。2006年宝鸡市用水总量和宝鸡市农业用水量突然增多且增多幅度相似,说明2006年宝鸡市用水总量增多是农业用水增多导致。综上所述,宝鸡市在发展农业产业的同时面临着巨大的供水压力。
  突变分析的目的在于找到突变点所对应的时间,首先采用M-K检验[7]对2000-2018年宝鸡市用水量进行突变检验,同时结合累计距平法分析其变化趋势,确定其突变点及突变年份,突变特征如图5所示。结果显示,UB和OF曲线在信度范围内仅在2014-2015年有1个交点(图5a);累计距平结果显示,距平值在2011年前呈下降趋势,之后呈上升趋势(图5b);Pettitt检验的结果显示用水量在2000-2018年并未发生突变。综合得出,2000-2018年,宝鸡市的用水量逐年增多,2011年以后用水量增多更为显著,宝鸡市的供水压力逐年增大。
  3.2 废污水排放现状
  废污水排放的来源主要可分为工业废水排放、生活污水排放以及第三方源头排放,其可以直接反映出一个地区水资源状况健康的好坏,图6为宝鸡市废水排放量变化趋势。由图6可以看出,宝鸡市废水排放总量呈平稳趋势。工业废水排放及生活污水排放为废水排放的主要因素。但根据线性趋势可以看出,近些年来,工业废水排放量已经呈明显的下降趋势,但生活污水的排放量却呈明显的上升趋势。
  4 存在问题及对策
  4.1 水资源开发利用中存在的主要问题   4.1.1 宝鸡水资源时间分布不均宝鸡市降水及水资源总量整体上虽呈上升趋势,但趋势并不明显。降水量最大极值偏大,在一定程度上影响了降水趋势的整体性,19年中有11年降水量处于降水均值以下,且在2015年出现由少变多的突变,这从侧面反映出降水时间分配的不合理性。以宝鸡市渭河为例,20世纪60年代水量年均33.05亿m3,70年代年均20.80亿m3,80年代年均23.26亿m3,而90年代年均突降为10.27亿m3。21世纪前10年年均为11.23亿m3,仅为20世纪60年代的34%。宝鸡市用水量在2006年和2011年出现了明显增多的突变,此后用水量一直呈增多趋势,可知宝鸡市近年来用水量显著增多。
  4.1.2 宝鸡市用水压力增大 进入21世纪以来,宝鸡市用水量呈明显上升趋势,尤其是在2011年后,用水需求更加突出。用水量的提升在一定程度上体现出宝鸡市社会人民群众的生产、生活正在飞速发展,但同时也反映出对现存水资源利用效率的更高要求。宝鸡市被称之为“关中水龙头”,但水资源通过“引红济石”“引湑济黑”“引冯济羊”等工程进行大量外调,虽在目前的形势下依旧能保持正常的供水需求,但随着今后供水需求的逐渐扩大,宝鸡市自身的水资源供给将面临巨大的挑战[8]。
  4.1.3 宝鸡市生活污水排放量增大 在宝鸡市废污水排放总量不变、工业废水排放量降低的大背景下,居民生活污水的排放量出现了升高的趋势,反映出居民对供水需求的加大。同时,宣传不到位及污水处理不及时也将导致生活污水对本地水质的影响。居民在平时生活中的用水缺乏节水理念的引导,导致水资源的大量浪费。
  4.2 对策及建议
  基于科学合理、持续利用的水资源科学发展观是解决问题的关键所在。根据宝鸡市近年来水资源的发展现状,本研究提出发展“过路水”、护住“自家水”、巧用“极端水”三大解决问题基本理念。
  4.2.1 发展“过路水” 将流经宝鸡市境内但并不存留于宝鸡市的水资源称之为“过路水”。第一,利用水利工程保持各流域生态基流,保障流域内的基本生态功能[9]。第二,在渭河南岸低洼地带建造水系连通工程措施,做到平时为景,用时为库,排蓄相通。第三,用好由渭河上游而来的正常来水,通过人工工程,利用上游来水对河床滩地、杂物进行冲刷和清洗,保证河道畅通,确保“过路水”的最大利用。
  4.2.2 护住“自家水” “自家水”特指宝鸡市境内可以自由配给的水资源。第一,利用好已建成的蓄水工程。宝鸡市小水库众多,但拦蓄能力较低,水资源调动能力差,应考虑小型水库的转型升级、加坝扩容增效,保证小水库常年基本蓄水容量。第二,加强节水宣传教育,提高人民节水意识,从源头上留住生活用水,降低生活需水压力。第三,提升污水处理能力。提升各类源头污水处理能力,将原本需要废弃的水转化为可以重新利用的水资源,增强水资源的多维利用。
  4.2.3 巧用“极端水”“极端水”指干旱及洪涝极端事件发生时所存在的水资源。宝鸡市渭北七大县区属水土流失重点县,去除水资源的极值化对改善水土流失环境及区域水资源健康有着重大意义,也对改善水资源时空分布不均有着深远影响。第一,建设水系连通工程措施[10]。在洪水事件发生时,科学利用洪水,蓄洪引清,走洪水资源化之路。当干旱事件发生时,通过水系连通工程对储蓄水资源进行合理调配,保证各地区的基本用水。第二,修建雨水利用工程。针对宝鸡市山城的特点,蓄水、拦泥、保土十分必要,应科学利用雨水资源,城区建下沉绿地、深挖式水池等,尽量把雨水就地利用起来,起到润物、净物、洗物等功能,在城郊和农村大力平田造地和修筑集雨工程,发展微灌设施。
  5 结语
  宝鸡市地理区位特殊,其对周边城市的经济发展及生态效益有着重要的影响,发挥好“关中水龙头”的作用将在带动自身城市发展的同时助力周边城市发展。本研究从水量、用水及废污水排放3方面人手,基于水资源基本指标,发现宝鸡市水资源发展存在时间分布不均、用水压力增大以及居民生活污水排放提升三大主要问题,并在水资源可持续利用的科学发展观基础上,提出了发展“过路水”、护住“自家水”、巧用“极端水”的三大解决问题理念及具体解决方法。
  参考文献:
  [1]党碧玲.关中地区水资源安全评价[D].西安:陕西师范大学,2012.
  [2]刘哲民,徐春迪.宝鸡地区水资源可持续利用研究[J].宝鸡文理学院学报(自然科学版),2003,23(1)66-68.
  [3]裴卫国.浅谈宝鸡县水资源短缺问题及对策[J].陕西水利,2000(6):27-28.
  [4]王亚红.浅谈宝鸡市区域水资源调配生态补偿机制[J].陕西水利,2009(S1):159-160.
  [5]岳思羽,李怀恩.渭河干流宝鸡段水资源边际效益的研究[J].水资源与水工程学报,2019,30(2):22-27.
  [6]任源鑫,张海宁,周旗,等.宝鸡市水资源脆弱性评价[J].水资源与水工程学报,2019,30(3):119-126.
  [7]王怀军,潘莹萍,陈忠升.1960-2014年淮河流域极端气温和降水时空变化特征[J].地理科学,2017,37(12):1900-1908.
  [8]李嘉,杨文娟,张楠.对宝鸡市水资源合理开发利用的几点思考[J].统计与管理,2014(9):26-27.
  [9]于松延,徐宗学,武玮.基于多种水文学方法估算渭河关中段生态基流[J].北京师范大学学报(自然科学版),2013,49(2):175-179.
  [10]石静涛.考虑本地水源的陕西省引汉济渭工程水资源合理配置研究[D].西安:西安理工大学,2014.
  收稿日期:2020-01-14
  基金項目:国家自然科学基金项目(41771215;2016KTCL03-17);陕西省科技统筹计划项目(2016KTCL03-17)
  作者简介:张新弟(1969-),男,陕西宝鸡人,高级工程师,主要从事宝鸡水文与水资源相关研究,(电话)13571769081(电子信箱)445981389@qq.com;通信作者,周旗(1963-),男,重庆人,教授,硕士研究生导师,主要从事区域气候变化感知研究,(电子信箱)2675963235@qq.com。
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