山东省南四湖流域2001—2010年用水趋势与影响因素分析

翟兴涛,张庆华,蒋 磊,张瑞她,曹三海

(山东农业大学水利土木工程学院,山东泰安 271018)

山东省南四湖流域2001—2010年用水趋势与影响因素分析

翟兴涛,张庆华,蒋 磊,张瑞她,曹三海

(山东农业大学水利土木工程学院,山东泰安 271018)

南四湖流域属于淮河流域泗河水系,是我国重要的粮棉生产基地和能源基地之一。通过对该流域山东省范围内2001—2010年用水量分析得到如下结论:流域总用水量自2005年后总体上呈缓慢上升趋势,第二产业用水量呈下降趋势,第三产业、生活用水量年际变化不大,生态用水量呈上升趋势;影响流域用水量的主要因素包括三次产业产值、灌溉面积、人口,降雨量对第一产业用水有一定影响。

南四湖流域;用水量;影响因素

1 研究区域概况

南四湖流域位于山东省西南部,北起大汶河左岸,南至废黄河南堤,东以泰沂山脉的尼山为分水岭,西至黄河右堤。南四湖流域属于淮河流域泗河水系,总流域面积约3.17万km2,包括山东、江苏、河南、安徽四省34个县(市、区),其中山东省包括济宁市、枣庄市、菏泽市的全部及泰安市的宁阳县,共28个县区[1]。南四湖流域是我国重要的粮棉生产基地和能源基地之一,同时也是山东省最大的淡水鱼养殖基地。流域内分布着造纸、电力、化工、食品、煤炭开采、酿造等工业项目,其中纺织、食品、煤炭和电力占较大的份额。南四湖以及京航运河分布多条船舶运输航道,在流域经济建设中具有举足轻重的地位。

截至2010年底,山东省南四湖流域所辖行政区面积约28606.2 km2,总人口2275.07万人,GDP总量5342.94亿元,人均23485元。表1为2010年山东省南四湖流域各市社会经济概况。

由表1可见,泰安市宁阳县土地面积、人口和GDP在山东省南四湖流域中分别占3.9%、3.6%和4.1%,所占比重均较少。因此,本研究区域只包括济宁市、菏泽市和枣庄市。

2 研究区域2001—2010年用水量及影响因素调查

2.1 2001—2010年历年用水量

根据山东省水利年鉴(2001—2010年),研究区域2001—2010年各类用水量见表2。

表1 山东省南四湖流域各市社会经济情况表(2010年)

表2 2001-2010年山东省南四湖流域各类用水量统计 亿m3

2.2 用水量影响因素调查

区域用水量影响因素较多[2-5],本研究选用GDP(包括三次产业)、灌溉面积、人口及当年降水量等因素进行调查,结果见表3。

3 用水分析

3.1 用水量年变化趋势

由表2绘制研究区内各类用水变化过程见图1。

图1 2001—2010年各类用水过程线

从图1、表2看到,研究区内总用水量2002年以前为上升趋势,2002年达到最大为61.1亿m3,以后为下降趋势,2005年达到最小为47.22亿 m3。 2005年后为缓慢上升趋势,但总用水量年增加值不大;第一产业用水量的变化趋势与总用水量基本一致;第二产业用水量基本呈下降趋势,第三产业、生活用水量年际变化不大,但生态用水量呈上升趋势。

3.2 用水结构

根据表2计算得到流域2003—2010年各类用水比例见表4,各类用水平均比例见图2。

表4 2003—2010年各类用水比例 %_

图2 2003—2010年平均用水比例

从表4看出,2003—2010年生态用水比例呈上升趋势,第一产业用水比例2007年前为上升趋势, 2007年后为下降趋势,第二、三产业及生活用水比例年际间变化规律不明显。

从图2可以看出,山东省南四湖流域用水结构中,第一产业用水比例最大,为79.27%,生活用水与第二产业用水比例接近,分别为9.87%、9.28%,第三产业与生态用水比例接近,分别为0.82%、0.76%。因此,第一产业仍然是用水大户。

表3 2001—2010年山东省南四湖流域用水量影响因素统计表

3.3 用水量与影响因素分析

3.3.1 总用水量与GDP分析

依据表2、表3绘制流域总用水量与GDP关系见图3。由图3看出,山东省南四湖流域总用水量随GDP的增长而缓慢增长,其主要原因是随着水资源的紧张,流域内积极开展节水工作,使万元产值用水量大幅减少,由2001年的487m3/万元,减少到2010年的104.5m3/万元。

图3 总用水量与GDP关系

3.3.2 第一产业用水量与其增加值、灌溉面积分析

2001—2010年山东省南四湖流域第一产业用水量与增加值、灌溉面积关系如图4、图5所示。由图4看到,第一产业增加值逐年增长,但相应用水量增长缓慢且有一定波动,而由图5看到,第一产业用水量与灌溉面积变化基本一致。

图4 第一产业用水量与增加值关系

图5 第一产业用水量与灌溉面积关系

3.3.3 第二产业用水量与其增加值分析

图6为第二产业用水量与其增加值关系图,可以看出,第二产业增加值增长速度快,而2002—2007年第二产业用水量呈下降趋势,2007年开始又呈现增长趋势,但增长缓慢。根据表2、表3计算得到的流域工业万元增加值用水量 2001年为141.7m3/万元,2010年为17.7m3/万元,说明随着企业节水技术、节水改造的实施和用水管理水平的提高,节水效果明显。

图6 第二产业用水量与增加值关系

3.3.4 生活用水量与人口数量分析

图7为山东省南四湖流域2001—2010年生活用水量与人口关系图。由图看出,2008年前生活用水量年际变化较大,2008年开始用水量趋向随人口增加缓慢增加的趋势。

图7 生活用水量与人口关系

3.3.5 降雨量对用水量的影响

通过分析,流域降雨量对第一产业用水量有影响,如图8所示。一般情况下,第一产业用水随降雨量的减少而增加。

图8 第一产业用水量与降雨量关系

4 结 论

由上述分析得到以下结论:

a.山东省南四湖流域用水结构中生产用水所占比例最大,其次为生活用水,生态用水较小。总用水量中主要为第一产业用水,用水比例接近80%(占总用水量),生活用水与第二产业用水比例接近,约占10%左右,第三产业与生态用水比例接近,不到1%。

b.自2005年开始随着GDP总量的增加,流域总用水量呈缓慢增加趋势,其用水量增长率远小于GDP增长率。

c.流域用水量主要影响因素为三次产业产值、灌溉面积、人口,降雨量主要影响第一产业用水。

[1]刘友春,闫芳阶,乔立峰.提高南四湖上级湖正常蓄水位的可行性研究[J].中国农村水利水电,2001(6):11-13.

[2]王艳,吴学伟,许刚.广州市用水量变化规律分析[J].水利经济,2007,25(2):43-45.

[3]张灵,陈晓宏,刘丙军,等.基于AGA的SVM需水预测模型研究[J].水文,2008,28(1):38-42.

[4]张强.福建省近10年用水结构变化及驱动力分析[J].水资源与工程学报,2010,21(1):101-104.

[5]顾鹤南,王建.青岛市近20年用水结构变化及其驱动力研究[J].人民黄河,2012,34(9):55-57.

F407.9

A

1003 -9511(2013)04 -0059 -03

2013-01 -31 编辑:陈玉国)

10.3969/j.issn.1003 -9511.2013.04.015

水利部公益性行业专项经费(201201022)

翟兴涛(1988—),男,山东滨州人,硕士研究生,主要从事水利工程建设与管理研究。

张庆华(1960—),男,山东招远人,教授,主要从事水利工程建设与管理研究。E-mail:zqh@sdau.edu.cn