四川秦巴山区水资源分布特征及平衡分析

黄文典， 李 嘉， 李 永， 张陵蕾， 冯镜洁

(四川大学 水力学与山区河流开发保护国家重点实验室，四川 成都 610065)

四川秦巴山区水资源分布特征及平衡分析

黄文典， 李 嘉， 李 永， 张陵蕾， 冯镜洁

(四川大学 水力学与山区河流开发保护国家重点实验室，四川 成都 610065)

四川秦巴山区是长江上游地区重要的生态屏障，也是国家重要的生物多样性和水源涵养生态功能区。在掌握该区域水资源分布特征的基础上，分析了区域内水资源的开发利用现状，并进行了水资源量的平衡分析，结合区域水资源分布特征和利用现状，提出了水资源可持续利用的对策建议。结果表明：四川秦巴山区的水资源量呈现分布不均匀的特性；区域水资源利用水平还较低，用水量在水资源总量中所占的比例还较小，从总量上看还有较大的利用空间；现状条件下，各分区供水量和用水量是平衡，但2020年，各市均存在月可供水量不能满足用水需求的情况，必须采取管理和工程综合措施对水资源进行合理配置，减缓缺水影响。

水资源；分布；平衡；四川秦巴山区

四川秦巴山区是长江上游地区重要的生态屏障，是国家重要的生物多样性和水源涵养生态功能区，区域覆盖绵阳、广元、南充、达州和巴中5市，涉及25个县、区。区域共有大小河流5 000余条，所在水系主要为嘉陵江水系及其支流，包括嘉陵江干流及其一级支流白龙江、涪江和渠江，渠江支流州河和巴河，区域水资源总量总体上较为丰富，但受地形地貌和降水分布不均影响，水资源分布也存在一定差异。因此，理清四川秦巴山区水资源分布特性，分析区域水资源平衡，对该地区水资源的合理配置及可持续利用具有重要的意义。

1 四川秦巴山区水资源时空分布特征

1.1 区域水系径流空间分布特征

根据覆盖四川秦巴山区的嘉陵江流域三大水系(武胜以上干流、渠江和涪江)主要水文站径流量历史资料的统计成果(表1)，嘉陵江流域的径流量主要来自武胜站以上的干流，其集水面积占北碚的50.5%，多年平均径流量占北碚的38.7%；渠江次之，罗渡溪站集水面积占北碚的24.4%，多年平均径流量占北碚的32.6%；涪江小河坝站集水面积占北碚的18.9%，年径流量占北碚的21.9%；武胜以上的上游支流白龙江的年径流量占北碚的12.6%，而集水面积占北碚的17.2%。

从集水面积和年径流量占北碚的百分比来看：涪江和渠江的年径流量占北碚的百分比均大于集水面积的百分比；嘉陵江干流武胜以上则相反，虽然其径流量绝对值较大，但径流量占北碚站的百分比小于集水面积的百分比。这是由于嘉陵江的水量主要来源于降水，受地形和气候影响较大，流域上游山区地势较高，受西北寒流控制，气温低而雨量少，流域中、下游盆地地区，气候温和，湿润多雨。

表1 嘉陵江流域径流组成

嘉陵江流域内降水量的分布呈现南向北逐渐递减的规律。流域内有两个较强降水地区，一个在流域东部渠江的渠县以上地区，另一个在流域西部涪江上游。由于强降水区的分布，渠江、涪江的平均年径流深较大。武胜站平均年径流深仅345.8 mm，罗渡溪和小河坝站分别高达597.2 mm和506.8 mm。涪江上游绵阳市附近部分地区的径流深高达1 200 mm。由于降雨中心的分布，使涪江和渠江的水量在流域径流量中占有较大比例。

1.2 区域水系降水径流时间分布特征

嘉陵江流域干流和各主要支流年径流量的年内分配均呈现分配不均的情况(表2)，各水系汛期5～10月径流量占全年径流量的百分比都达70%以上，其中干流武胜站为81.5%，渠江罗渡溪和涪江小河坝分别为85.2%和82.8%，上游支流白龙江碧口为73.7%。而流域出口控制站北碚站多年平均径流量为701×108m3，年径流系数0.47，汛期径流量为590×108m3，占全年的84.2%。

表2 嘉陵江流域主要水文站径流量年内分配统计

而流域内更小的支流也呈现类似的规律，如渠江流域的支流巴河。根据巴河干流控制站风滩站的径流资料分析，风滩站汛期5～10月径流量达到全年径流总量的86.8%；而最枯的12～2月径流量占全年径流总量的比例仅为3.5%。

四川秦巴山区河流径量年内分配很不均匀，是由于这些河流的水量主要来源于降水。表3为嘉陵江流域多年平均降水量和北碚站多年平均径流量的年内分配统计表。嘉陵江流域多年平均年降水量为995.4 mm，每年的5～10月为嘉陵江的汛期，其降水量为806.4 mm，占全年的81%，而其他月份的降水量仅占全年的19%，年内分配很不均匀。由于流域的径流量与降水量密切相关，嘉陵江流域径流量年内分配也很不均匀，月均径流量与降水量的具有很好的相关关系。

表3 嘉陵江流域多年平均降水量和北碚站径流量年内分配

1.3 区域水资源空间分布特征

由于区域内的降水量和径流量均存在明显的时空分布不均，使区域内各市的水资源量分布也存在差异。表4为四川秦巴山区所覆盖的绵阳、广元、南充、达州和巴中5市的多年平均水资源量统计表。

表4 四川秦巴山区各行政分区水资源量统计

注：数据来源于文献[1-5]。

可以看出，该区域内水资源量的分布很不均匀，单位幅员面积的水资源量最多的为达州市，为68×104m3/km2；绵阳市和巴中市相当，分别为56.20×104m3/km2和53.74×104m3/km2；广元市为39.72×104m3/km2；南充市的单位幅员面积的水资源量最少，为33.58×104m3/km2。从人均水资源量来看，广元市则最多，人均水资源量为2 447 m3；绵阳市次之，为2 200 m3；巴中市和达州市相当，分别为1 611 m3和1 643m3；而南充市最少，人均水资源量仅为600m3。

2 区域水资源利用现状

2.1 区域水资源开发利用现状

表5为四川秦巴山区水资源开发利用现状统计表，包括区域内河流已建水库、已建水电站装机、水资源利用相关指标。其中，已建水库及水电站装机数据来源于相应区域2010—2012年开展的全国第一次水利普查的公报，水库统计范围包括大型水库、中型水库、小(1)型和小(2)型水库，水资源总量数据来源于近年各市的《水资源报告》。为了对比，表中同时列出了全国及同属秦巴山区的相邻地区重庆市的相应数据。图1为秦巴山区各市水资源总量与年用水量对比图。

表5 四川秦巴山区水资源开发利用现状统计

注：“*”表示南充市水库库容数值仅计入大型和中型水库；数据来源于文献[6]。

图1 四川秦巴山区各行政分区水资源总量与年用水量对比

可以看出：四川秦巴山区河网发育，水能资源较为丰富，目前区域内已建成大、中、小型水库3 474座，总库容76.82×108m3，已建水电站433座，装机容量达362.47×104kW(不包含绵阳市装机容量)。根据第一次水利普查数据，仍有相当数量的水库和水电站还在建设中。此外，区域内水资源总量较丰富，年水资源总量399.9×108m3。从年用水量占水资源总量的比例来看，四川秦巴山区各市数值差异较大，南充利用比例最高，达25.1%，绵阳次之，达州第三，而广元和巴中的用水比例低于全省水平。区域平均水资源利用比例比全省水平高2.7%，略低于重庆市利用比例，但离全国平均水平还有较大差距，仅为全国利用水平的55%。可见，四川秦巴山区的年用水量在水资源总量中所在的比例还较小，从总量上看还有较大的利用空间。

2.2 区域水资源利用水平

表6及图2和图3给出了四川秦巴山区现状水资源量及用水水平，包括年均水资源量、人均水资源量、年用水量、人均用水量和万元国内生产总值(GDP)用水量等指标。可以看出，四川秦巴山区的广元市和绵阳市的人均水资源量高于全国平均水平，但都低于全省平均水平，属四川省人均水资源量偏少的地区。此外，四川秦巴山区中绵阳市的人均用水量与全省平均水平相当，其他地区的人均用水量均低于全省平均水平，区域平均人均用水量182 m3/人·a，仅为全省平均水平的60%和全国平均水平的40%，也比重庆市平均水平低，离全国平均水平还有较大差距。在万元GDP用水量水平方面，南充市的万元GDP用水量最少，低于全省平均水平，其他市区和区域平均值均高于全省平均水平，区域平均的万元GDP用水量与全国平均水平相当。从人均用水量与人均水资源量对比结果看，现状用水量在水资源量中所占的比例还较小，从总量上看还有较大的利用空间。

表6 四川秦巴山区现状水资源量及用水水平对照

图2 秦巴山区各市人均用水量对比

图3 秦巴山区各市万元GDP用水量对比

3 区域水资源量平衡分析

3.1 各分区水资源量平衡分析

四川秦巴山区各行政分区均修建有水利工程，以地表水、地下水等作为水源为生产生活提供所需水量。同时，各地也出台了相关的规划，将在未来规划修建更多的取水建筑物。表7为区域内各行政分区现状和近期(2020年)供水、需水平衡分析结果。表7中，近期广元市和绵阳市的需水量取四川省人民政府办公厅于2014年5月8日以“川办发〔2014〕27号”文印发的《四川省实行最严格水资源管理制度考核办法》中规定的用水总量控制目标值[7]。其他需水量和可供水量数据采用各市发展规划报告及相关研究给出的数值[8-11]。现状条件下，各分区的供水量和用水量基本平衡；近期，巴中市和绵阳市的可供水量无法满足生产生活的水量需求，缺水率分别为7.53%和6.16%，其他分区的可供水量均能基本满足用水需求或略有盈余。

表7 区域内各行政分区水资源供需平衡分析

3.2 各分区年内水资源量平衡

根据水文情势分析结果，四川秦巴山区所在的嘉陵江流域降水量年内分配很不均匀，而降水量与径流量密切相关，使区域内的水资源量在年内也呈现明显的不均匀分布。为了分析四川秦巴山区各市各月的供水、需水平衡关系，按嘉陵江流域降水量年内分配比例将可供水量分配到各个月份，并粗略假定每月的需水量相同，将各月的可供水量减去需水量，得到各月的余水量，数值为正表示能满足用水需求，负值表示缺水(表8和图4)。

从四川秦巴山区各市年可供水量和需水量平衡关系来看，2020年巴中市和绵阳市的供水量不能满足用水需求，缺水量分别为0.81×108m3和1.30×108m3，南充市的可供水量基本上能满足用水需求，而达州市和广元市略有盈余。但从可供水量和需水量年内各月平衡关系来看，各市均存在月可提供水量不能满足用水需求的情况，主要包括来水量较少的1～4月和10～12月，仅在5～9月这5个月能够满足用水需求，缺水月份占全年的一半以上。因此，需要通过实施管理措施或工程措施，减缓缺水影响。

表8 四川秦巴山区近期(2020年)各月供需水平衡

注：表中数据单位为108m3,标黑负值表示缺水。

图4 四川秦巴山区近期(2020年)各行政分区各月供需水平衡

4 对策建议

4.1 加强水土保持工作，保护生态环境

覆盖四川秦巴山区的嘉陵江流域是长江上游水土流失较为严重的区域。据1988年全国遥感普查结果，覆盖四川秦巴山区的嘉陵江流域水土流失面积占总面积的52.14%，平均土壤侵蚀模数达4 419 t/km2·a。秦巴山区作为国家重要的生物多样性和水源涵养生态功能区，承担着水源保护、生物多样性保护、水源涵养、水土保持等重大任务。1989年起，嘉陵江流域中下游被列为长江上游水土保持重点防治区之一，流域内先后有50个县(市)开展了水土流失重点治理，水土流失状况有所改观。据全国第二次遥感调查资料[12]，嘉陵江流域水土流失面积相比1988年减小4.09%，但仍占总面积的49.65%，还需进一步加强水土保持工作。

四川秦巴山区作为长江上游重要的生态区，具有重要的生态环境保护功能，分担着维护长江水系生态平衡的重任。应在区域内大力开展生态环境保护和建设，实施天然林保护工程、退耕还林(草)工程、水土保持、生态环境综合治理重点县等重点生态环境建设项目，保护现有森林，积极扩大造林面积，以保持本地区的生态平衡，维持区域水源涵养和保持水土的生态功能，实现水资源可持续利用。

4.2 全面推进节约用水，提高水资源利用率

从总体上看，四川秦巴山区的水资源总量较为丰富。但从技术和经济条件来看，还有相当部分的水资源无法得到利用，且区域水资源分布不均，水资源利用水平还比较低。因此，如何通过采取节水措施，提高四川秦巴山区水资源的利用率，仍是该地区社会经济发展中的重要课题。

农业用水方面，对区域内的灌区进行改造与配套设施续建，开展灌区节水改造和农业结构调整，进一步地提高灌溉水利用系数，提倡高效节水灌溉。工业节水则应针对高取水行业，展开高效节水示范工程地建设，提高工业用水重复利用率和减少工业万元产值用水量，通过调整产业结构和改造企业技术，向节水型产业布局转变。生活节水主要通过新建、改建、扩建的公用和民用建筑普及用水和节水器具以及改造供水管网来实现。

此外，结合污水处理厂的建设推进中水回用，配套建设中水管网，在大型企事业单位、学校和集中居住区推广中水利用技术，最大程度减少用水量，从源头上减少污水排放。

4.3 加强水利工程建设，优化水资源配置

四川秦巴山区降水和径流量时空分布很不均匀，区域来水量主要分布在汛期，各行政分区水资源量分布也呈现分布不均的特征，这已成为区域经济发展的重要限制性因素。应当加强区域水利工程的建设，通过水库对水量的调蓄作用，实现对区域水资源的优化配置。目前，区域内的水利工程设施还明显不足，工程性缺水问题凸显。以巴中市为例，全市蓄引提水能力不足，人均拥有工程蓄水不到120 m3，水资源时空分布不均、工程性缺水矛盾突出、旱洪灾害交替频发是巴中市的基本水情。

因此，要把水利工程作为四川秦巴山区基础设施建设的重要内容，把水资源优化开发作为加快转变区域经济发展方式的重要举措。通过建设一批支撑区域发展的重要水资源优化配置工程，提高区域水资源供给能力；通过兴建中小型水库、引提水工程、小微型水利设施，并因地制宜开发利用地下水，有效缓解资源性缺水问题；加强水土保持、生态修复和田间灌溉工程建设，继续实施农村饮水安全工程，探索水源涵养、蓄水工程、调水工程的综合应用与联合调度模式。

5 结论

根据前述分析，四川秦巴山区的水资源受降水量和径流量时空分布不均的影响也呈现分布不均匀的特性。区域水资源利用水平还比较低，从总量上看还有较大的利用空间。从现状看，区域内各行政分区的供水量基本能满足用水需求。近期(2020年)巴中和绵阳两市的可供水量略有不足，其他分区的可供水量均能基本满足用水需求，水资源年内分配不均使缺水月份达全年的一半以上，应通过采取水土保持、节约用水及水利工程建设等管理或工程综合措施对水资源进行合理配置，以减缓该时段缺水影响。

[1]广元市水务局.广元市水资源公报.2013.

[2]绵阳市水务局.绵阳水资源公报.2014.

[3]巴中市水务局.巴中市资源公报.2013.

[4]南充市水务局.2013年南充市水资源公报.2014.

[5]张仕春.浅议达州市水资源现状与对策[J].资源与环境，2014，(8)：119.

[6]四川省水利厅，四川省统计局.四川省第一次全国水利普查公报.2013.

[7]四川省人民政府办公厅.关于实行最严格水资源管理制度考核办法的通知(川办发〔2014〕27号).http：//www.sc.gov.cn/10462/10883/11066/2014/5/9/10301 300.shtml,2014-05-09.

[8]四川省水利水电勘测设计研究院.南充市城市总体规划(2010-2020)水资源论证报告.2011.

[9]达州市城市总体规划(2011—2030)水资源论证报告.2012.

[10]覃绍一，李学通.四川省水资源可利用量与承载力初探[J].人民长江，2011，42(18)：42-44.

[11]章卫，华国春，张倩，等.巴中市水资源供需平衡分析[J].黑龙江水利科技，2014，(3)：150-152.

[12]水利部遥感中心.嘉陵江流域水土保持措施减沙效益遥感分析[R].2005.

Water Resources Distribution and Equilibrium Analysis of the Qinba Mountain Areas in Sichuan Province

HUANGWen-dian,LIJia,LIYong,ZHANGLing-lei,FENGJing-jie

(Stake Key Laboratory of Hydraulics and Mountain River Engineering,Sichuan University,Chengdu 610065,China)

The Qinba Mountain Areas in Sichuan Province is not only the important ecological barrier of the upper reaches of the Yangtze River,but also the important national ecological function areas for biodiversity and water conservation.After analyzing the distribution of runoff,precipitation and water resources of the region,the study presented the development and utilization situation of its water resources.Moreover,it analyzed the water resources balance and put forward suggestions for sustainable use of water resources based on the original water resources distribution characteristics and its utilization situation.The results show that:there is an uneven distribution of water resources in this region;the utilization of its water resources is at a relatively low level.The proportion of water consumption in the total amount of water resources is small,and there is still a greater usage space.At present,there is a balance between water supply and demand in all administrative division.In the near future(the year of 2020),the available water supply of the Bazhong City and Mianyang City cannot meet the water demand,but water supply can basically meet the water demand or has a slight surplus in other cities of this region;there are more than six months which are short of water supply during the year,and it is necessary to take managing and engineering measures to allocate water resources and mitigate water shortages in these periods,with measures of strengthening soil and water conservation,promoting water saving and enhancing the construction of water conservancy projects.

water resources;distribution;balance；Qinba Mountain Areas in Sichuan Province

10.3969/j.issn.1009-4210.2016.02.006

2016-03-10

中国工程院重大咨询项目(2015-ZD-05-09-05)；四川省发改委重点课题项目(ZH2015038)

黄文典(1977—)，男，博士，从事水资源保护、水环境影响研究。Email：huangwd@scu.edu.cn

冯镜洁(1986—)，女，博士，从事环境水力学、水资源与环境保护方向研究。Email：fengjingcg@126.com

TV213.9(271)

A

1009-4210-(2016)02-031-07