汉江中下游水资源承载能力评价

汉江中下游水资源承载能力评价 汉江中下游水资源承载能力评价 第22卷第2期 2005年4月 长江科学院院报 JournalofYangtzeRiverScientificResearchInstitute Vo1.22No.2 Apr.2005 文章编号:1001—5485(2005)02-0017-04 汉江中下游水资源承载能力评价 刘强,陈进,陈西庆 (长江科学院水资源综合利用研究所,武汉430010) 对南水北调中线工程实施以后汉江中下游现状及摘要:从水资源承载力的角度, 2010年的水资源承载力情况进行 了评价.介绍了进行水资源承载力计算的技术思路,提出了水资源承载对象的划分,在对每一承载对象承载力计 算的基础上.采用综合指数法计算特定条件下的总承载力,根据不同规划期,不同规划 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 ,采用多分量水资源承 载力指数法对水资源承载力进行综合评价.并且根据设计的计算思路对南水北调工程实施后汉江的水资源承载 力状况进行了评价,计算结果表明,南水北调中线工程实施以后截至2010年水资源量是比较充裕的. 关键词:区域水资源;水资源;承载力;可持续发展 中图分类号:TV213.4文献标识码:A 水资源承载能力评价是水资源综合管理的一项 重要组成部分,是进行水资源配置的理论基础之一, 但对有关水资源承载力的定义及计算方法一直都没 有一个统一的认识,到目前为止其定义主要强调的 是水资源的支撑能力J. 水资源承载力与水环境承载力是相辅相成,紧 密相联的,但南水北调中线工程实施以后其水环境 承载力问题非常复杂,由于文章篇幅限制不能在此 论述.本文主要是从水资源量的角度进行论述,即 水资源量是否能够支撑社会,经济,人口,生态环境 等诸多要素的需求,文中所涉及的生态环境用水量 的界定值,引用了长江水利委员会勘测规划设计研 究院编制的南水北调中线工程规划专题报告《汉江 丹江口水库可调水量研究》中提出的环境用水量及 航道用水量. 1水资源承载对象划分[2] 水资源承载力研究,首先要明确水资源承载对 象.本文将水资源的承载对象分为2类6项,即6 个承载对象:生态,环境,人口,第一产业,第二,第三 产业,生活(质量).如图1所示. 由于第一产业单位用水量所折算出的经济价值 较小,在文中主要考虑的是第一产业的社会效益,即 在保证社会稳定中的作用. 图1承载对象划分及其影响因素 Fig.1Carriedobj~tsofwaterresourcesand theiraffectingfactors 2水资源承载力表征方法 从综合指数法[.]人手,提出多分量水资源承载 力指数法,以求对水资源承载力进行全面综合的评 价. 2.1综合指数法 每一个承载力分量的确定要依据水资源承载对 象:首先确定每一个承载对象的承载力(承载分量). 然后再将其合成.每一承载对象的承载力可采用单 要素评价法,即 p一二业… Q'? 式中:为对承载对象的承载力;Q为实测值 或预测值;Q为 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 值(据用水定额算出的数值). 设P1,P2,P3,P4,分别为对生态环境,人口,第 收稿日期:2004-06—14 基金项目:科技部科研开发项目资助(2003D(姆3B188);长江科学院基金项目资助 (2002—11,2003—5) 作者简介:刘~(1975一),男,新疆塔城市人.工程师,主要从事水资源管理,水环境方 面研究,(电话)027_8292639o(电子信箱)Li一.rient @sixa.com. 一一一一一一 18长江科学院院报2005钷 二,第三产业,第一产业的承载能力.对生活质量的 承载能力P5为 吉(+), 式中:Q为美化绿化用水及环境卫生用水的实际分 配水量;萄为标准值;z为本地区人均生活用水定 额,为人均基本生活用水定额(为了满足人们的基 本生活所需要的水量). 当上述各承载对象的承载力确定以后,则可计 算总承载力P为 P= 54 ??M "Jl71l(3) ??,' ,?171l 式中:=1,2…5;=1,2…4,表示边际效益影 响因子,M为权重系数,表示第承载对象在总 承载力中的权重系数以及边际效益影响因子对? 承载对象的影响权重系数(边际效益影响因子:文中 以权重的形式考虑节水宣传教育,水权,水市场的建 立在人们节水意识上的作用,以及水资源保护措施 对污水排放等的边际效益问题). 对不同的方案,如i方案,在一定规划期,如i 规划期,就有不同的承载力,即P为了确定不同规 划期的水资源承载力,下面应用多分量水资源承载 力指数法进行计算. 2.2多分量水资源承载力指数法 设个方案(如,基本方案,高,中,低方案),在 一 定规划期(如现状水平年,近期,远期)有个水 资源承载力.则不同方案在不同规划期就有P,(i =1,2,3…;=1,2,…)个承载力,即 P,,=[P1,P2,…P].(4) 将(4)式经归一化处理,得 P,=lP1,P,2,…Pj,(5) l 其中Pi1=Pl1/P 考虑各项指标的权重后,可以求得每个规划期 的水资源承载力大小 PJ=?(w). = 1 W为权重,即规划方案对规划期水资源承载力 的贡献值.. 对于(3)式,(6)式权重系数,采用层次分析法[] (p)进行确定,采用1,9标度,计算过程本文略. 3汉江中下游水资源承载力评价 本文选定2个规划期,即:现状水平年,2010 年.根据南水北调中线工程的调水规划,分别选定 汉江中下游当地径流及补偿下泄水量保证率为多年 平均,P=85%,P=95%3个方案进行综合评价. 在现状水平年及2010年满足的工程条件为:丹江口 水库大坝加高,汉江中下游枢纽,引江济汉工程,对 因调水后汉江水位下降不能正常工作的部分闸站进 行改建,整治局部航道(简称4项工程). 3.1汉江中下游水资源状况 汉江中下游干流用水范围包括襄樊市,荆门市, 孝感市和武汉市所辖的19个市,县,区以及"五三", "沙洋","沉湖"等农场的全部或部分范围,国土面积 约2.35万km2.根据《汉江丹江口水库可调水量研 究》的研究成果给出汉江中下游干流供水范围内的 需水量情况(见表1). 表1汉江中下游干流需水量表 TablelWaterrequirementinthemiddleandlower stem-streamsofHanjiangRiver亿m=I !生堕:!:!::!!: 工业,农业,生活用水的回水情况采用回水系数 计算,根据有关调查分析资料,火电用水为贯流式取 水,取用水大部分回到汉江干流,回归系数取0.9,一 般工业和生活用水,在钟祥以上大部分回到汉江干 流,回归系数取0.8;钟祥以下部分回到汉江干流,回 归系数取0.55.部分农业灌溉用水通过地下水的形 式部分回到汉江干流,回归系数取0.175. 结合当地径流供水量情况,汉江中下游干流用 水范围供需平衡见表2. (6)圭.丹江口水库补偿下泄水量及弃水量情况见 j0 表2汉江中下游干流用水范围供需平衡表 Table2Dataofwatersupplyanddemandbalanceinthemiddleandlowerstem-streamsofHa @angRiver亿m=I 规划期重当地径流供水需弓[水 多年平均三三!兰至?望三堕三!!堕三堕三! 144.55164.0323.8123.961870103.50120.59145.33 168.8O1848233.2931.7126.47117.78137.09158.35 现状水平年127.31 2010年l51.1 第2期刘强等汉江中下游水资源承载能力评价19 表3丹江口水库补偿下泄水量及弃水量情况表 Table3Compen~tingwaterquantityandrejectedwater quantityofINnjiangresrvoir亿 工程条件量丽 (獭 兴隆水利枢纽,引 江济汉工程,沿岸194.8179.817l8406 部分闸站改扩建 3.2各承载对象承载力计算 各承载力分量如(1)式,(2)式所示,现分别以 丹江口水库下泄水量及当地水资源量保证率为P= 85%,=95%,多年平均3种情况进行计算. 要对各承载对象的承载力进行计算,首先需要 明确水资源总量在各行业以及在生态环境用水中的 分配关系,特别需指出:文中的水资源总量包括回水 总量(若从水资源总量中扣除回水总量,在此不妨称 其为"原水总量").这种关系的确定将是一个比较 复杂的计算过程,本文设计的计算过程已经过简化, 如图2所示. 是工 业 用 水 否_ i三 注:对水资源总量的划分从每次循环计算的划分次数上看可分为 2次,第一次划分为河道内生态环境用水与河道外用水,第二次 划分是在第一次划分的基础上将河道外用水按比例划分为农业 用水,工业用水,生活用水和其他用水(本文以需水比例进行划 分).显然只进行一次循环是不合理的,循环的终止条件可以设 为:第次循环与1次循环水资源总量之差小于某一限定值 (或比例),(计算中需设定河道内生态环境用水的下限). 图2水资源总量划分及计算过程 流程 快递问题件怎么处理流程河南自建厂房流程下载关于规范招聘需求审批流程制作流程表下载邮件下载流程设计 图 Fig2Calculationflowchartofglobalwaterquantity anditsdistribution 考虑到干旱年份或水资源短缺时期弃水量很小 或无弃水,因此为更合理反映在水资源短缺时间的 水资源承载力状况,本文在计算中未考虑弃水量. 河道内生态环境用水引用了南水北调专题研究 中确定的参数值,即襄樊至泽口河段最小流量不小 于500m3/s,泽口至汉口河道保证最小流量不小于 300m3/s.又根据有关对汉江水华问题的论述 及专家意见,自仙桃至河口流量不小于500m3/s,因 此.本文以500m3/s为河道内生态环境用水的下 限. 河道内用水还考虑了航运用水,汉江中下游各航 段最低通航保证率其相应流量情况为:丹江口一襄樊 --490m3/s;襄樊一皇庄536508m3/s;皇庄一兴 510 隆527-480m3/s;兴隆一汉口595-508m3/s. 此外,沙洋以下河段由于引江济汉工程有300, 500m3/s流量进入汉江(文中取400m3/s).经计算, 水资源总量,回归水量以及各行业最终分配水量关系 如表4. 由以上数据,根据(1)式,(2)式计算各承载对象 的承载力情况如表5. 3.3各规划期总承载力评价 采用层次分析法,计算结果如表 权重的确定[] 6. 根据(3)式及(4)式,(5)式分别得到各规划期 承载力,如表7. 采用层次分析法确定权重系数,如表8. 根据(6)式求得各规划期水资源承载力:现状情 况下为0.6117;2010水平年为0.5282. 3.4综合分析 上述水资源承载对象的需水情况都具有一定的 弹性,相对来说工业,农业弹性较大.根据汉江中下 游地区的实际情况经综合分析,我们认为可以对承 载力划分为以下4个水平: P?0为水资源承载力低值区(缺水); 0<P?0.2为水资源承载力低值区(基本平 衡); 0.2<P?0.5为水资载力较高值区(平 衡); P>0.5为水资源承载力高值区(余水). 表4水资源总量,回归水量以及各行业最终分配水量关系 Table4Grosswaterquantity,reusedwaterquantityandtheirdistributionindifferentobjects 亿n13 20 正 1OP: 85%正 —— J)95% l36.4 l24.5 400.6 379.3 91.3 83.3 20长江科学院院报2005年 表6权重计算结果 Table6Resultsofweightscalculation 表7各规划期承载力计算结果 Table7Resultsofwatercarryingcapacitycalculation indifferentprogrammingstages 表8各规划期权重计算结果 Table8Resultsofweightscalculationindifferent programmingstages 4结语 由以上论述可见,南水北调中线工程实施以后, 汉江中下游从水资源量上来说(现状至2010年)是 可以满足工业,农业及人民生活用水的,其水资源承 载力水平属高值区,但是其发展趋势是明显下降的. 本文的计算是在丹江El水库补偿下泄水量一定 保证率的情况下进行的,但"引江济渭"工程实施后会 对原先制定的方案有多大影响,丹江口水库补偿下泄 水量会有什么变化,目前还不是很清楚,还需重新论 证 参考文献: 夏军.水资源安全的度量:水资源承载力的研究与挑 战.http//www,hwcc.com.cn,'2002—03—06. 刘强,杨永德,姜兆雄.从可持续发展角度探讨水资 源承载力[J].中国水利,2004,(3):11—14. 陆书玉.环境影响评价[M].北京:高等教育出版社, 2001. 袁宏源,邵东国,郭字楼.水资源系统分析理论与应用 [M].武汉:武汉水利电力大学出版社,2000. 窦明,谢平,夏军,等.南水北调中线工程对汉江 水华影响研究[J].水科学进展,2002,11(6):714— 718. 窦明,谢平,夏军,等.汉江水华问题研究[J].水 科学进展,2002,9(5):557—561. 叶雯.层次分析法在水质评价中的应用[J].珠江现 代建设,2002,(6):26—28. (编辑:曾小汉) WaterResourceSupportingCapacityAppraisalforMiddleand LowerCatchmentsofHanjiangRiver LIUQiang,CHENJin,CHENXi—qing (YangtzeRiverScientificResearchInstitute,Wuhan430010,China) Abstract:Fromtheview-pointofwaterresourcesupportingcapacityandaimingatthepresentstatusand2010一 yearlevelaftertheSouth-to-NorthWaterTransferprojectbeingcompleted,anappraisalonwaterresourcesup— portingcapacityformiddle-1owerreachesofHanjiangRiverisperformed.Thecalculationmethodsandclassifica— tionofwateruseobjectsareintroduced.Basedoncalculationforindividualobjectsandapplyingintegratedexpo.. nentialmethod,theentirewaterresourcesupportingcapacityundercertainconditioncanbecalculated.and then,accordingtodifferentplanningperiodsanddifferentplanningschemes,acomprehensiveevaluationonwa— terresourcesupportingcapacityforthemiddle~1owerreachesofHanjiangRiverisdonebyusingmulticomponent exponentmethod.Thecomputedresultsshowthat,aftertheSouth— to-NorthWaterTransferProj~,ctbeingcom— pleted,thewaterresourceofHanjiangRiveriSabundant. Keywords:regionalwaterresources;waterresources;supportingcapacity;sustainabledevelopment