楚雄州龙川江流域水资源变化趋势分析

楚雄州龙川江流域水资源变化趋势分析曾艳芬云南省水文水资源局楚雄分局摘要本文根据水资源主要影响因素降水、蒸发和生产、生活用耗水量变化情况，按不同年段进行统计分析，对流域内天然径流量和水质的变化趋势进行分析，并针对变化趋势提出水利基础设施建设、防汛抗旱、资源节约型、环境友好型社会建设的建议，供有关部门参考。关键词龙川江流域水资源变化趋势分析1.概述(1)流域范围及社会经济龙川江流域位于楚雄州中西北部地区，流域呈扇形分布，水系发育，大小支流有30余条，较大的支流有紫甸河、牟定河、勐岗河、蜻蛉河等，其流域水系见图1。截止2007年末流域内建有中型水库15座、小(一)型水库44座、小(二)型水库320座，小坝塘7551座，总库容4.4205亿m3；引水工程248件，提水工程752座，水资源开发利用率达46%。龙川江流域内有楚雄州府、楚雄市府鹿城及南华、牟定、姚安、大姚、元谋和永仁6座县城，2007年有人口143.6万人，占全州总人口的54.2%，耕地约104.5万亩，占全州耕地部面积的44.8%；是全州的政治、经济、文化中心，也是楚雄州人口最稠密、社会经济和交通最发达的地区，随着国民经济和社会迅速发展，人口快速增长和城市规模的不断扩大，流域内的水资源情势发生了很大的变化，水资源供需矛盾突出，水质不断下降，已成为全州乃至全省水资源严重短缺、水质型缺水地区（流域内人均水资源量1111m3，全年Ⅳ类水河道占评价河道50.7%，Ⅴ类、劣Ⅴ类水河道占评价河道21.6%），其水资源短缺、水质污染已制约着流域内经济社会可持续发展，因此，加强对流域内水资源变化趋势分析，为流域水资源开发利用、优化配置及水环境承载能力研究等提供科学依据。(2)水文气候特征龙川江流域属低纬度高原季风气候，夏秋季受孟加拉湾西南暖湿气流及北部湾的暖湿气流影响，冬春季受印度大陆的干暖气流和北方南下冷空气控制。干湿季节分明，降水量偏少。由于受地形影响，气候的区域差异和垂直变化明显，降水量的地区分布随高程、地形变化差异较大（流域内多山，海拔在940-3657m之间，高差达2717m，地形决定了不同海拔的降水量的巨大差异：海拔1800m以下的地带多年平均降雨量约为835.2mm，东部禄丰等三县在990mm以上；中部元谋县约600mm左右），具有立体气候的特点，下游元谋坝区属干热河谷气候，素有“天然温室”之称。流域多年平均水面蒸发量1613.4mm，多年平均气温15.6℃，最高气温32.4℃，最低气温-4.8℃，多年平均风速1.7m/s,最大风速21m/s（风向NE），流域内大部份地方日照值大，处于云南省高值区，多年平均日照时数2549h。2.流域水资源量变化趋势分析流域水资源量是指由流域内降水形成的、可以逐年更新的动态水量。根据龙川江流域内的楚雄、小黄瓜园水文站1960～2007年共48年资料系列和33站雨量资料（部分站雨量资料进行了插补延长）进行分析计算。2.1降水量变化趋势分析降水是径流形成的基础，而龙川江流域径流来源于大气降水补给，因此降水也是地表水资源形成的最直接最重要的影响因素。流域地处低纬高中海拔地区，受大气环流和季风影响，干湿季分明，降水量年内分配不均匀，雨季6～10月降水量占年降水量的80%以上，单点暴雨和灾害性暴雨频发。降水量季节分配相差很大、地区分配也不均匀。根据流域内33站雨量资料（1961～2007年资料系列）用算术平均法计算得龙川江流域多年平均降水量847.2mm(由楚雄水资源综合规划降水量等值线图量算得881.7mm,资料截止2000年)，折合水量78.15亿m3，年最大降水量为1075.2mm，最小降水量为634.6mm。由单站降水量实测资料可知，降水高值区在龙川江上游的天子庙一带、牟定紫甸河上游、大姚大白草岭一带及其它高海拔地区，其中稗子田雨量站实测最大年降水量为1529.4mm、昙华乡雨量站1580.0mm，降水低值区为元谋坝区，小黄瓜园站实测年最小降水量332.4mm。流域内降水量年际变化很大，丰、枯悬殊。从60年代以来降水过程看，最大年降水量比最小年降水量多440.6mm，最大年降水量为最小年降水量的1.694倍，最小年降水量仅为多年平均降水量的74.9%。流域年降水量经历了正常～偏枯～偏枯～丰～正常5个阶段；从各年段降水量看，60年代为正常偏丰水期，70、80年代流域处于正常偏枯年段，90年代处于丰水期。根据流域降水量5年滑动平均值过程线看，经历了1964～1970年相对增长期，1975～1989年的相对减少期，进入90年代以来，整体呈现增加的态势，为相对丰水期。进入21世纪以来，流域内降水量略有减少趋势，即2003～2006年为相对减少期，根据现有资料和趋势分析2007年以后已进入丰水期，在水资源开发利用、防洪及水库调度中应引起重视。2.2蒸发变化趋势分析蒸发是流域水资源主要耗损项，根据流域内楚雄和小黄瓜园水文站以及南华、楚雄、元谋、牟定、姚安、大姚、永仁气象站的蒸发观测资料分析计算得龙川江流域多年平均水面蒸发量为1613.4mm，水面蒸发量60、70年代高于多年均值5.4%、3.5%，80年代与正常年持平，90年降水量偏多，流域内水面蒸发低于多年均值的8.2%。根据现有资料和趋势分析2000年代流域内水面蒸发与正常年持平略偏少。2.3水资源量变化趋势分析2.3.1流域水资源量龙川江流域径流来源于大气降水补给，是水资源较贫乏的地区。由于流域内中型水库众多，工农业和生活耗水量较大，径流受人类影响较大，因此需进行水量还原计算，经还原计算，龙川江流域多年平均天然水资源量为15.96亿m3，多年平均产水模数为17.3万m3/km2。60、90年代水资源较多，70、80年代水资源较少，2000年代水量与正常年基本持平，各年代龙川江流域水资源量见表1。流域内多年平均径流深在50.0～410.0mm之间，最大值与最小值相差8.2倍；Cv值在0.35～0.55之间。水资源量面上的分布差异较大，干流和各较大支流的上游以及南北山区多年平均产水模数较大，在25万m3/km2以上，元谋坝子河谷地带产水模数较小为5～15万m3/km2，其余各县平坝区产水模数为18～25万m3/km2。水资源量的地区分布总体来说，山区大，盆地、河谷小。表1龙川江流域各年段水资源量统计表时段60年代70年代80年代90年代2000年代多年平均流域平均水资源量(万m3)174702155443125285180927162154159600较上一年段增减(%)-11.02-19.4044.41-10.38较多年均值增减(%)9.46-2.60-21.5013.361.602.3.2蒸发损失量龙川江流域蒸发损失量为整个流域的陆面蒸散发量。陆面蒸发系指裸地、水体蒸发和植物蒸腾量的总合，即流域的实际蒸发量。龙川江流域的陆面蒸发用流域面平均降水量减去平均径流深，即为674.2mm。根据观测资料统计，龙川江流域水面蒸发量基本特点是平坝、河谷大于山区，干旱地区大于湿润地区。但平坝、河谷区由于降水较少，土壤供水不足，陆面蒸发量小于山区。2.3.3流域内生产、生活耗水量变化趋势龙川江流域是楚雄州政治、文化中心，也是全州经济、交通最发达的地区，根据《楚雄州领导干部经济工作手册》、《楚雄州年鉴》、《楚雄州水资源公报》和《楚雄州水资源综合规划》的统计资料，2007年末流域内总人口143.6万人，耕地面积104.5万亩，国民生产总值148.3亿元。流域内人口和农田集中，工农业发达，径流受人类活动的影响较大，工农业和生活耗水量较大。（1）农业灌溉用水及耗水量农业灌溉是流域内的用水大户。根据龙川江流域1961～2007年历年有效灌溉面积，采用有关分析成果，确定综合灌溉定额为563m3/亩，耗水率为85%，则流域内多年平均农业灌溉用水量4.6256亿m3、耗水量3.9318亿m3，各年段农业用水、耗水量见表2。由于龙川江流域水资源量较溃乏，年际变化和年内分配极不均匀，农田多集中分布在平坝和干热河谷水资源较少的地区，而农业用水量主要集中在4～6月，因此农业用水主要是靠水库供水。60～70年代流域内水利工程较少，流域内有效灌溉的农田面积亦较少，80～90年代流域内水利工程不断增多，流域内有效灌溉的农田面积也不断增加，进入21世纪，流域内新增加了三座中型水库和五座小一型水库，流域内有效灌溉的农田面积也随之增加。虽然进入90年代以来，流域内产业结构调整，城市规模扩大使得耕地面积减少，以及农业节水灌溉技术推广，农业亩均用水量有所减少，但流域内耕地面积未全部得到有效灌溉，节约的水只能改善未灌溉的农田，且流域内从80年代以后修建了一大批中小型水库，农田有效灌溉面积不断增加，所以龙川江流域农业用水量呈增加的趋势。流域内多年平均农业灌溉回归水6888万m3，灌溉回归水带来了大量氮、磷等入河，增加了部分河段的水质污染程度。（2）工业用水及耗水量龙川江流域工业用水主要是自来水供水,根据有关统计资料中工业总产值和工业万元产值用水定额，并取综合工业耗水率21.5%，则计算得各年段工业用水量和耗水量见表2。从各年段工业用、耗水量看，用、耗水量呈现不同程度增长，80年代较70年代、90年代较80年代增长率均最大，进入21世纪工业用、耗水量增长率略放缓，但总体趋势呈增长态势，多年平均增长率为5.54%。伴随着工业用水量增加，各种工业废污水量也相应增大，进入21世纪工业废污处理达标排放率虽然逐年有所提高，并严格控制入河排污口的增加，但龙川江入河排污口较多，因此，目前毛板桥水库至大海波水库河段水质仍为劣Ⅴ类，楚雄市城区段入河水体水质不容乐观，未能完全实现达标排放。（3）生活用水及耗水量龙川江流域生活用水量包括城镇生活用水和农村生活用水。城镇生活用水在1990年以前主要为居民生活用水，以后随着城镇发展和人民生活水平的提高，城镇公共和生态环境用水也占了相当的比重。农村生活用水为农村人畜生活用水量，在1990年以前主要用箐沟水、井水、小坝塘等的水，以人挑马驼的方式搬回家里饮用，以后随着社会发展，90%以上的农村人畜均饮用自来水。根据有关统计资料并由用水定额和耗水率计算得龙川江流域各年段生活用水量和耗水量见表2。生活用水量随着流域内城镇规模快速发展、农村生活水平的不断提高以及畜牧业的发展而增加，1990年以前增长缓慢，1991～2003增长较快，2003～2007增长有所放缓。城镇生活用水因耗水率较低，仅为20%，绝大部份生活污水进入河道，带来大量氮、磷等物质，导致城区主要排污河道污染严重，因此，对城市生活污水集中处理，以保证入河水体水质。表2龙川江流域各年段农业、工业、生活用、耗水量统计表时段农业工业生活年均用水量(万m3)年均耗水量(万m3)用水量、耗水量较上一年段增长率(%)年均用水量(万m3)年均耗水量(万m3)用水量、耗水量较上一年段增长率(%)年均用水量(万m3)年均耗水量(万m3)用水量、耗水量较上一年段增长率(%)60年代3917433298579124.4957333570年代40091340782.3812174.5840.21273743122.280年446063791611.31329285.7463.725971517104.0代90年代498714239011.82168466.1263.152213049101.0100年代558504747212.02895622.4333.57350429240.8多年平均45918390304.851557334.675.543403198719.8由上表可知，工业、农业、生活用水从60年代以来逐年代呈增加的趋势。从工业、农业、生活用水占总用水量比例看，农业为用水大户，60年代为97.14%，逐年代所占比例略有减少，相应的工业、生活用水占比重较小，所占比例逐年代略有增加，其中100年代（2000～2007年平均）农业用水量占84.5%、工业占4.38%、生活占11.12%，农业用水所占比例呈下降趋势。3.降雨～径流关系分析根据历年降雨量、天然年径流量，点绘各时段降雨～径流关系