山东省水资源演变情势分析

郭广军 王风军

山东省水资源演变情势分析

郭广军 王风军

一、基本情况

山东省位于我国东部沿海，黄河下游，分属黄、淮、海三大流域，陆地面积15.67万km2。山东东临大海，西接华北平原，泰沂山脉横亘中央，地形地貌复杂。全省土地面积中，山地丘陵占29%，平原占55%，洼地、湖沼占8%，其他占8%，根据地形特征，可分为泰沂山区、胶东半岛低山丘陵区和鲁西北、鲁西南平原区三大部分；山东省位于北温带半湿润季风气候区，气候具有明显的过渡特征，四季界限分明，温差变化大，雨热同期，降雨季节性强。

二、影响山东省水资源演变情势的主要人类活动分析

影响水资源演变情势的主要人类活动包括城市化、水土保持、水利工程拦蓄调引水、地下水开采、灌溉方式、用水结构、污水处理水平等。

1.城市化

随着社会经济不断发展，城市化程度愈来愈高，不断向郊区和邻近的农村扩展。城市数量的增加、规模的扩大，对水资源情势影响显著。主要包括以下几点：一是增加局地降水量；二是随着城市的扩大，不透水面积也在增大；三是会使下游水质变差。其原因主要有：一是城市工业生活废水大量增加，有的未经处理直接排入河道；二是城市雨洪径流水质较差。

2.水土保持

山东省的水土保持工作起步较晚，20世纪80年代以后才真正步入正常轨道。1986～2010年的25年，全省累计治理水土流失面积32817km2，其中山丘区26691km2、平原风沙区6126km2，建设基本农田6765万hm2，营造水保林166.99万hm2、经济林85.05万hm2，修建塘坝、谷坊等小型水利水保工程56.1万项。对水土流失地区有效地采取水土保持措施后，森林和植被覆盖率增大，增加了植物截留、流域蒸散发和地下水入渗，减少了地表径流。

3.蓄水工程

据第一次全国水利普查和水库注册登记统计，山东省现有大中型水库234座，小型水库6180座，总库容216 亿m3；塘坝5.1万座，总库容12.3亿m3。各类蓄水工程建成运行后，下垫面条件发生了显著变化，水资源情势也随之变化。蓄水工程对地表径流的影响主要表现在：一方面，改变了下游河道河川径流量的年内年际分配，特别对年内分配具有明显的调节作用；另一方面，蓄水工程对地下水主要产生两种影响，一种是利用蓄水工程调控下泄水量，增加河道过流时间，增加对两岸地下水的补给，另一种是蓄水工程拦蓄的水大部分被引用，除汛期弃水外，下游河道基本无水，造成河流对沿岸地下水补给的减少。另外，平原水库渗漏对当地地下水会产生一定补给。

4.地下水开发利用

20世纪80年代以来，随着用水的增加，地下水开采量逐年加大，部分地区出现了地下水超采的局面，开采量大于入渗补给量，形成了多处漏斗区。地下水开发利用的影响，主要包括以下几个方面：（1）地下水开采后，地下水水位下降，包气带增厚，减少了地表径流量。（2）沿河两岸大量开采地下水，当地下水水位低于河水位时，汛期会发生河川径流量补给地下水资源量，从而导致地表水资源量减少，枯季因无地下水排泄而发生河道断流，加剧河流年内年际分配不均的状况。（3）开采地下水用于农业灌溉后，能有效地改善土壤的墒情，增加土壤的含水量，减少产流损失，增大产流量。

5.跨流域调水的影响

引黄供水是目前山东省主要的跨流域调水工程，涉及到10个市，范围广，水量大，对水资源的影响不可忽视：（1）跨流域调水用于农田灌溉，改善了土壤墒情，土壤含水量增加，从而使产水量增大。山东省的鲁北和湖西平原区，引黄灌溉占有很大比重。据分析，近20年来，在其他地区径流系数普遍较20世纪80年代前偏小的情况下，鲁北和湖西平原区的径流系数均无明显减小趋势。（2）跨流域调水用于农业灌溉和工业生活用水时，会在使用过程、运输或尾水排放过程中，对地下水形成补给，增加地下水补给量。

6.供水增加

20世纪80年代以后，山东省用水量明显增加，供水量也相应增加。当地水资源总供水量一直呈上涨趋势，1985～2010年平均年增长率为2.5%，地下水资源开采量年增长率则更大，为年均4.5%。供水增加的影响主要表现在以下几个方面：（1）流域上游蓄水工程拦蓄的大量河川径流通过专用输水渠、管道等被直接利用，只有少量回归河道，造成下游河道河川径流量骤减，断流时间延长。从而对当地水资源的变化情势产生影响。（2）为了满足当地用水需求，地下水开采量大量增加，甚至出现超采现象，不仅袭夺了河川基流，还造成河川径流反向补给地下水，导致河道断流。（3）由于污水处理设施不足，处理程度低，用水量大量增加，污水排放量相应增加，从而造成当地水资源质量下降，甚至造成严重的水污染。

7.灌溉方式改变

山东省传统上多采用大水漫灌的方式，近些年随着经济社会发展，水资源紧缺矛盾日益突出，许多地区开始逐步采用节水灌溉方式。采用节水灌溉方式后，由于灌溉定额、灌溉水量大幅度降低，对地表水灌区，会导致地下水入渗补给量的减少，同时也不利于地表径流的产生；而对地下水灌区，由于降低了总开采量，客观上有利于实现采补平衡，改善当地降水入渗补给及产汇流条件。

三、水资源演变情势分析

1.地下水资源情势变化

1980～2010年全省多年平均地下水资源量为165.12亿m3/a，多年平均地下水资源模数为12.2万m3/km2·a，与1956～1979年多年平均地下水资源量163.36亿m3/a和多年平均地下水资源模数12.2万m3/km2·a相比基本持平。而1980～2010年、1956～1979年两个系列降水量分别为627.3mm、725.1mm，两者变化规律有明显差别。这说明地下水资源量的多少不仅取决于降水量的多少，也与其他因素，尤其是下垫面与水资源开发利用等人类活动有关。

平原区地下水资源评价一般采用补给量法。在各项补给量中，降水入渗补给量的变化不仅受降水量变化的影响，也与人类活动，如地下水开发利用引起的地下水埋深变化、城市化带来的不透水面积增加等有关。其他各项补给量，如地表水体补给量、井灌回归补给量等则主要与人类活动有关。受20世纪80年代以来引水灌溉增加的影响，后一时段的地表水体补给量较前一时段增加3.85亿m3，增幅20.5%。井灌回归补给量受节水灌溉面积增加、地下水水位下降等因素影响，尽管总灌溉水量有所增加，但补给量仍有所减少。

山丘区地下水资源评价一般采用排泄量法。1956～1979年河川基流量为 54.13亿 m3/a，1980～2010年为41.76亿m3/a，偏小近23%，超过了同期降水量的变化幅度（15%）。由于地下水开采量大幅度增加，地下水实际开采量占整个山丘区地下水资源量由5%增加到43.1%。由于山区地下水实际开采量一部分袭夺了地表径流量，这是造成本次山区地下水资源量较第一次有所增大的重要原因，也是造成有些地区地表水资源大幅减少的重要原因。

2.地表水资源情势变化

按照全省4个水资源二级区，通过对地表水资源量1956～1979年、1980～2010年两个系列的P～R关系差异的分析，确定不同级别年降水量的径流变化。

全省除徒骇马颊河区外，各水资源二级区年径流量都呈衰减趋势，减幅由大到小分别为：花园口以下区（15.5% ～20.7%）、胶东诸河区（7.1%～17.9%）、沂沭泗河区（0～13.0%）；徒骇马颊河区随着年降水量级的不同，年径流量有增加的趋势，增幅在0～10.7%之间。水资源的演变情势是人类活动多种因素共同作用的结果，但对不同地区，人类活动的影响又侧重于不同的方面。比如，鲁北平原区和湖西平原区主要受引黄的影响；山丘区及其下游受水库群及大量开采地下水的影响较为明显；对于采取水土保持措施的小流域，受水土保持的影响较为明显；对于流域内城市化面积较大的地区，如小清河上游黄台桥站以上受城市化的影响尤为明显。

四、水资源演变趋势预测

1.未来土地利用与水资源开发利用总体变化趋势

根据山东省实施的积极城市化战略，预计2020年、2030年全省城市化水平将分别达到60%、70%。今后的城市建设将更加强调以人为本，城市绿地和水面面积将较现状有一定程度的增加。

根据可持续发展的科学发展观，山东省提出了治理水土流失、建设生态农业的战略部署，计划于2030年宜治理水土流失面积全部治理完毕，森林覆盖率达35%以上，探索河流基本流量保障制度，科学核定生态用水，生态环境明显好转的战略目标。

水资源的利用程度和利用效率会进一步提高，水资源区域配置作用将得到加强，水源更加多样化。按照“全面推行节约用水，科学引用黄河水，积极引用长江水，大力拦蓄地表水，合理开发地下水，提高污水回用率，实施海水利用和淡化工程”的思路，将加强水资源的综合利用和优化配置，把节水摆到突出位置，建立节水型社会，实施可持续发展的战略性措施来抓。主要建设任务是：完成南水北调和胶东西水东调工程；继续建设一批大型灌区配套及节水灌溉示范项目；扩大节水灌溉面积，农业灌溉水利用系数由0.53提高到0.68，保持农业用水零增长；沿黄地区重点完善配套15座平原水库，河道入海口建设一批地下水库，干旱地区和山区应因地制宜建设小型、微型水利工程和雨水集蓄工程。大中城市污水回用率达到20%左右。上述措施实施后，预计到2030年，总供水量会比现状有一定程度的增加，但各水源在总供水中所占比重会有所变化。其中地表水、地下水的供水量所占比重会有一定程度的下降，其他水源（包括海水淡化、污水回用、矿坑水等）及客水所占比重会有一定程度的上升，尤其是其他水源所占的比重会有较大幅度的上升。

随着经济社会发展，二、三产业的比重会进一步加大，加上城市化水平的提高，预计全省城市工业与生活用水的比重将明显上升。

2.水资源演变趋势预测

根据上述对山东未来土地利用和水资源开发利用变化趋势的分析，综合考虑它们对水资源的影响，预计未来水资源可能会出现如下变化趋势：局部地区产水量可能会增加；年内年际变化将较现状变小；地下水各项补给量所占比例会有所变化；水质会逐步好转。

五、结语

本文通过分析影响水资源变化情势的主要人类活动，结合山东省水资源综合规划，从降水、地表水资源、地下水资源等方面分析了山东省水资源演变情势，根据对山东未来土地利用和水资源开发利用变化趋势的分析，综合考虑它们对水资源的影响，并对其变化趋势进行了预测，可为将来合理开发利用水资源奠定良好基础

（作者单位：山东省水利工程管理局250014 山东省聊城市江北水城旅游度假区于集镇水利站 252039）