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水资源存量及变动表相关技术问题解析

2016-05-12秦长海李金明

中国水利 2016年7期
关键词:补给量存量湖泊

汪 林,秦长海,贾 玲,李金明

(1.中国水利水电科学研究院流域水循环模拟与调控国家重点实验室,100038,北京;2.水利部水利水电规划设计总院,100120,北京)

水资源存量及变动表相关技术问题解析

汪 林1,秦长海1,贾 玲1,李金明2

(1.中国水利水电科学研究院流域水循环模拟与调控国家重点实验室,100038,北京;2.水利部水利水电规划设计总院,100120,北京)

针对水资源存量及变动表中存在的一些技术问题,如水资源存量的意义及指标确定、降水形成的水资源与地表水和地下水资源关系、各类水体之间的转换与平衡关系、河湖生态耗水量的含义等,通过建立一套假定条件,基于相关技术标准和规范,结合具体实例,对这些问题加以剖析,以期使该表能够得到更好理解和应用。

水资源存量及变动表;水资源资产负债表;水核算;问题解析

水资源存量及变动表是描述水资源在核算期初、期末的存量及其核算期内的变化状况的核算报表。国家统计局《自然资源资产负债表试编制度(编制指南)》(以下简称《指南》),对表中的各项指标均给出了较为明确的说明和解释,对于多数指标值,均可根据 《水资源公报编制规程》(以下简称《规程》)中的技术方法分析得到,但在实际操作中仍会遇到许多问题。本文以2010年北方T市实际水资源及供用水信息为基础,根据该地区水资源及其开发利用特点,结合T市水资源存量及变动表试填成果(表1),对水资源存量及变动表中的各项指标进行分析梳理。尽管受资料条件的限制,水库、湖泊、河流的大部分信息空缺,但不影响表1的整体效果。为便于描述,将表1中各项指标以其所在位置的行和列的序号加括号“[]”来表示,如“降水形成的水资源”合计以[03-1]表示,“降水形成的地下水”以[03-6]表示。对于整行或整列信息则分别以字母“R”或“C”表示,如以[R3]表示第3行“降水形成的水资源”及其相关指标信息,以[C6]表示第6列“地下水”及其相关指标信息。

一、基本假定

为使水资源存量及变动表具有可操作性并能够在各种水平衡关系中“自圆其说”,根据水资源特点并考虑资料条件,在本次试点工作中,设立如下基本假定:

假定1:鉴于水资源存量及变动表核算对象为可更新的水资源,本次水资源资产的核算范围不包括冰川、雪和冰、土壤水、深层地下水和非常规水源。考虑到在现状监测和统计水平条件下,冰川、雪和冰的数据难以获取,土壤水年初、年末变化甚微,深层地下水作为矿产资源管理,一般禁止开采或限制开采,非常规水源视为经济活动中的外生供给水量,故本次不考虑它们与可更新的水资源量之间的关系。

假定2:水资源存量可依据当地具体条件和技术力量进行探索性试填,假定当水库、湖泊、河流及地下水的存量不为零时,水资源存量可为其之和。对于现状不掌握信息的水库、湖泊、河流等,则假定其年初、年末水体水量保持不变。当不掌握的信息所占比重较大时,会产生较大的误差,导致平衡项“河湖生态耗水量”失真。

假定3:鉴于水资源的流动性,水库、湖泊、河流等不同水体之间的水量交换频繁,受监测手段、分析技术水平等影响,导致地表水总量的可信度高于水库、湖泊、河流各分项数值的可信度。因此假定,除年初存量和年末存量外,地表水在各行的数值可不等于所在行的水库、湖泊、河流分项数值之和。

表1 T市2010年水资源存量及变动表(亿m3)

二、主要指标解析

1.年初存量、年末存量

《指南》中明确:水资源存量是指水库、湖泊、河流以及地下含水层中的水资源存量,可依当地具体条件和技术力量进行探索性试填。其中水库存量是指在某一时点的水库蓄水量,各水库蓄水量汇总后即为水库存量;湖泊存量是指在某一时点的湖泊蓄水量,各湖泊蓄水量汇总后即为湖泊存量;河流存量是指在某一时点河槽内存蓄的水量,各河段蓄水量汇总后即为河流存量。地下水存量是指在某一时点存在于含水层中的地下水储量。

理论上,年初、年末存量应该按照其定义对核算年年初、年末时点赋存于水库、湖泊、河流及地下含水层中的水量进行分析核算。然而,受我国当前监测技术条件和水平的限制,对某一时点的这些水量的监测、计量、分析、核算还难以达到水资源管理的要求,特别是河流,只有少数技术条件比较好的地区可能掌握河道形态和断面信息,可以通过水力学、测量学、水文学的方法推算出主要干流河道的槽蓄量。

地表水的年初、年末存量。①水库存量的统计范围包括所有大型、中型水库和重要小型水库,有条件的可通过水量平衡方法打捆方式估算其他水库的蓄水量。没有观测资料的水库应进行蓄水量、水面面积估算。②湖泊存量的统计范围包括常年水面面积在1 km2及以上的湖泊,根据湖泊实测资料,统计期初、期末蓄水量。③河流存量的统计范围包括流域面积为50 km2及以上河流或纳入统计名录中的河流。可根据地理形态量测出类似于库容曲线的代表水位与槽蓄量关系,也可根据水文学中的马斯京根方法或区域水量平衡方法推求,没有条件的可不填写。

地下水的年初、年末存量。可根据水文地质条件的认知程度通过两种方法确定:一是在基本掌握含水层组的空间结构形态条件下,测算年初、年末地下含水层水面下的水体积,得到含水层的地下水储量,即利用含水层平均给水度、含水层分布面积以及年初、年末含水层平均厚度等参数计算得到;二是在未获得地下含水层相关信息的情况下,将年初存量赋值为零,年末存量则需结合水资源存量及变动表中的存量增加、存量减少等各项指标计算得到。为评价年地下水蓄变量,以后各年的年初存量为上年结余,年末存量为上年结余和当年蓄变量之和。

在实例中,地表水年初存量[01-2]为5.72亿m3,年末存量[24-2]为6.18亿m3,主要为大型水库的存量,根据实际监测资料统计得到。由于水库存量增加,为使其年初、年末存量在表中达到平衡,在[04-3]处人为增加了一数值0.46,作为水库存量的净变化量。根据假定3,将不会对地表水总流入造成影响。地下水年初存量[01-6]假设为“零”,年末存量[24-6]根据地下水存量增加、减少计算得到,实例中出现了-1.14亿m3的亏空,说明年末地下水水位低于年初,地下水存量减少,呈现负均衡。地表水、地下水加和得到年初、年末存量 ([01-1]、[24-1])分别是5.72亿m3、5.04亿m3。

2.降水形成的水资源

《指南》中明确:降水形成的水资源,是指核算期内当地降水形成的地表和地下产水量,即水资源总量,为地表径流量与降水入渗补给量之和。其中降水形成的地表水是指河流、湖泊、冰川等地表水体中由当地降水形成的、可以逐年更新的动态水量;降水形成的地下水是指地下水体中参与水循环且可以逐年更新的动态水量。

降水形成的地表水和地下水可通过水文学方法分析得到。降水形成的地表水,为地表径流量,即河川径流量与河川基流量之差,可根据《规程》附录B.7得到。降水在水库、湖泊、河流上形成的水资源量已经包含在地表径流中,可不填写。

降水形成的地下水,为降水入渗补给量,可根据《规程》附录表B.7得到。在北方地区,对于单一山丘区,等于山丘区地下水资源量;对于单一平原区,等于平原区降水入渗补给量与降水入渗补给形成的河道排泄量之差;对于山丘与平原混合区,则等于平原区降水入渗补给量减去降水入渗补给形成的河道排泄量,再加上山丘区地下水资源量。南方地区可按照《规程》简化处理。

本文实例属于北方地区、山丘与平原混合区,根据附录表B.7中各项数据得到,降水形成的地表水[03-2]5.51亿m3,为河川径流量5.58亿m3与河川基流量[07-2]0.07亿m3之差;降水形成的地下水[03-6]3.69亿m3,为平原区降水入渗补给量3.07亿m3减去降水入渗补给形成的河道排泄量0,再加上山丘区地下水资源量0.62亿m3。

3.流入、流出

《指南》中明确:流入,指核算期内流进核算区域的水量,根据其来源划分为从区域外流入、从区域外调入和从区域内其他水体流入。

从区域外流入:①从区域外流入地表水[05-2]指通过天然河道或人工河道经上游流入本区域的地表水量,即入境水量,可由《规程》附录表B.5得到,不包括从区域外流入界河的水量。在资料满足的地区可按水库、湖泊、河流分别填写。②从区域外流入地下水[05-6]指地下水侧向补给量,可根据入境断面监测资料、泉水溢出量等估算。

从区域外调入:区域外调入地表水[06-2]指通过调水工程从区域外调入本区域的水量,可由《规程》附录表B.11中跨流域调水量等信息得到,可根据调入水体按水库、湖泊和河流分别填报。从区域外调入水的去向一般为地表水,原则上调入地下水[06-6]不填写。

从区域内其他水体流入:指本区域内不同水体之间的水量交换,如区域内河流水量流入水库、湖泊,或水库弃水流入下游河流或湖泊等。[07-2]、[07-6]是指地表水与地下水之间的水量交换。①从区域内其他水体流入地表水[07-2],指地下水向地表水的转化量,为河川基流量,可由《规程》附录表B.6得到。②从区域内其他水体流入地下水[07-6],指地表水体入渗补给地下水量,包括河道入渗(其中河川基流补给量是重复量,需扣除)、库塘入渗、渠系入渗、渠灌田间入渗等,可由《规程》附录表B.6得到。

《指南》中明确:流出,指核算期内流向外区域的水量,根据其去向划分为流向区域外、流向海洋、调出区域外和流向区域内其他水体。

流向区域外:①流向区域外地表水[19-2]指本区域地表水通过天然河道或人工河道流向区域外下游地区的水量,即为出境水量,包括从区域内流向界河的水量,可由《规程》附录表B.5得到。在资料满足的地区,按照流出水体分别填报水库、湖泊、河流流出量。②流向区域外地下水[19-6]指本区域地下水侧向流出量和泉水溢出量。

流向海洋:是指本区域入海水量,内陆地区不填报,可由《规程》附录表B.5得到。

调出区域外:调出区域外地表水[21-2]指通过调水工程调出本区域的水量,直接采用监测、统计结果,可分别按水库、湖泊和河流填报;原则上调出区域外地下水[21-6]不填写。

流向区域内其他水体:也指本区域内不同水体之间的水量交换,[22-2]、[22-6]是指地表水与地下水之间的水量交换。①流向区域内其他水体的地表水 [22-2],指地表水向地下水转化量,数值上等于[07-6],可由《规程》附录表B.6得到。②流向区域内其他水体的地下水[22-6],指地下水向地表水转化量,为河川基流量,数值上等于[07-2],可由《规程》附录表B.6得到。

以上 “从区域内其他水体流入”与“流向区域内其他水体”均指本区域内不同水体之间的水量交换。当一个水体的水量转换为另外一个水体的水量时,则产生一对含义不同、数值相同的数据分别放入 [R07]行和[R22]行。当一个水体的水量来源于(或流向)不同水体时,其流入(或流出)的水量也等于其他水体向其流出(或从其流入)的水量之和,由此可以判断水量交换是否平衡。理论上,各类水体之间的转换是存在的,特别是由于人类活动改变了不同水体水量转换的自然规律,更需要了解和掌控其间的交换过程及其转换水量,加以合理利用和调控。通过实际观测、计量分析这些水量的交换,可以有效支撑水资源存量及变动表的编制。但在现阶段存在很大的难度,往往只能通过水文学方法推算。在[R07]和[R22]行中,地表水与地下水之间,地表水的水库、湖泊、河流之间存在着理论上的转换关系,在技术力量和监测手段不足时,可先重点把控水库泄流量、地下水人工补给量、湖泊生态补水量等人工干预的水量交换信息,其他信息可暂不填写。

实例中,从区域内其他水体流入地表水[07-2]和流向区域内其他水体的地下水[22-6],直接采用水资源公报编制规程表B.6中山丘区河川基流量,为0.07亿m3。从区域内其他水体流入地下水[07-6]和流向区域内其他水体的地表水[22-2],采用表B.6中的平原区地表水体入渗补给量合计减去其中河川基流补给量,为0.76亿m3。

4.取 水

《指南》中明确:取水,指核算期内利用各种水利工程或设施直接从江河、湖泊、水库或者地下含水层取用、供给河道外使用的水量,包括沿途输水损失,但不包括水力发电取水量,也不包括河道内生态补水量。

取水按照用户划分为生活、工业、农业和河道外生态,其中生活包括城镇公共(建筑业、服务业)和居民生活(城镇、农村);农业包括农田灌溉、林牧渔畜;河道外生态指生态环境补水量,包括河湖补水和绿化、清洁用水以及通过人工措施对湖泊、洼地、沼泽的补水量。地表水、地下水取水的各项指标均可以通过《规程》附录表B.12或水利部 《用水总量统计方案》中得到。资料条件允许的地区,地表水取水量可进一步按水源分为水库、湖泊、河流。需要说明的是,水资源存量及变动表中的取水量不包括非常规水资源供给(使用)量,需根据《规程》附录表B.13中的“污水处理回用”和“其他”供水量,对取水量做相应扣减。

实例中,地表水取水量合计值[13-2]为16.17亿m3,其中生活[14-2]、工业[15-2]、农业[16-2]和河道外生态[17-2]取水分别为3.78亿m3、3.69亿m3、7.69亿m3和1.0亿m3;地下水取水量合计值[13-6]为5.87亿m3,其中生活[14-6]、工业[15-6]、农业[16-6]和河道外生态[17-6]取水分别为1.47亿m3、0.85亿m3、3.50亿m3和0.05亿m3。

5.经济社会用水回归量

《指南》中明确:经济社会用水回归量,指核算期内经济社会用水(取水)回归到地表水和地下水的总水量。回归水可根据其类型划分为灌溉水回归量、废污水入河量以及其中经处理设施处理后入河量。

灌溉水回归量,可根据灌溉水量、灌溉水利用系数、渠系入渗量、田间入渗量和井灌回归量等计算。①灌溉水回归到地表水量[09-2],计算公式为:灌溉水回归地表水量=农田灌溉地表水量×(1-灌溉水利用系数)-渠系入渗量-田间入渗量。②灌溉水回归到地下水量[09-2],包括地表水灌溉入渗补给量和井灌回归补给量,由于渠系入渗、渠灌田间入渗等已包含在从区域内其他水体流入地下水[07-6]中,这里仅填写井灌回归补给量,可根据《规程》附录表B.6得到。

废污水入河量,包括排入河流、湖泊、水库等地表水体的废污水量,为用户废污水排放量与排水损失量之差。废污水排放量是指第二产业、第三产业和城镇居民生活等用水户排放的已被污染的水量,不包括火电直流冷却水排放量和矿坑排水量。废污水入河量[10-2]一般通过供水总量扣减输水损失量 (含消耗和回归量)和用水消耗量估算,或通过排水总量乘以废污水入河系数得到。其中经处理设施处理后入河量[11-2],主要是指经过污水处理厂处理后排放入河水量。回归至水库、湖泊、河流的水量可依水文监测数据,视具体情况分析后填写。原则上未经处理且达不到国家排放标准的废污水量不能排放入河,更不能排入地下,即“废污水入河量”应等于“经处理设施处理后入河量”。但在现实中,未达标排放、偷排等水量往往大于达标排放的水量。因此,将废污水入河量与处理后入河量分别列出,可用于分析和评估地方政府控污减排的效果。

实例中,灌溉水回归到地表水量[09-2]为0.97亿m3,采用“农田灌溉地表水量×(1-农业耗水率)”进行复核。井灌水回归量[09-6]0.35亿m3则是根据《规程》附录表B.6得到。废污水入河量5.83亿m3,根据对T市工业用水区、农业用水区、过渡区、饮用水区、排污控制区、渔业用水区、景观用水区、未纳入功能区等水功能区废污水排放量的分析得到,但未能获得经处理设施处理后入河量。

6.河湖生态耗水量

这是一个存在争议的指标。《指南》中将其定义为核算期内从区域地表水体的水面蒸发、植被蒸腾蒸发、渗漏等消耗的水量。《全国水资源综合规划补充技术细则》中给出的平衡项“非用水消耗量”定义,为包括河湖库的蒸发损失、排水蒸发损失和潜水蒸发,与《指南》中的河湖生态耗水量的定义相似。由于在现状监测技术水平下,该指标尚无法通过正向计算或评估得出,本次暂且仍将其作为平衡项处理,以使整个表格保持平衡。

实例中,此项指标为2.87亿m3,占水资源总量的31%。无论是作为平衡项还是作为河湖生态耗水量,从其数值上看,仍存在疑问。

7.地表水资源量、地下水资源量

水资源存量及变动表未直接显示出地表水资源量和地下水资源量,可从表中的其他指标通过计算得到。

地表水资源量,为地表径流量与河川基流量之和,即:

地表水资源量=地表径流量[03-2]+河川基流量[07-2](1)

地下水资源量,为降水入渗补给量、区域外侧渗补给量、地表水体入渗补给量之和,即:

地下水资源量=降水入渗补给量[03-6]+区域外侧渗补给量 [05-6]+地表水体入渗补给量[07-6](2)

通过表1还可以计算出地表水与地下水资源的重复量,即:

重复水量=地表水资源量+地下水资源量-水资源总量 (3)

在实例中,地表水资源量5.58亿m3,为地表径流量[03-2]5.51亿m3、河川基流量(区域内其他水体流入[07-2])0.07亿m3之和。地下水资源量4.45亿m3,为降水入渗补给量[03-6]3.69亿m3、地表水体入渗补给量(从区域内其他水体流入地下水 [07-6])0.76亿 m3之和。地表与地下重复水量即为区域内其他水体流入之和0.83亿m3,因此水资源总量为9.2亿m3,即地表水资源量5.58亿m3,加地下水资源量4.45亿m3,再减去地表地下重复水量0.83亿m3得到。

表中空格部分可根据核算区实际情况尽可能填写完整;灰色部分为无意义指标,不需填写。

三、结 语

本文基于作者对水资源存量及变动表的理解和所具有的相关知识及经验,对表中涉及的主要技术问题进行了解析,试图协助从事此项工作的技术人员更好地掌握该表所涉及的新概念、新思路和新方法。在这个过程中发现,水资源存量及变动表的编制仍存在不甚完善的环节,如部分指标的合理性需要在实践中检验,现实中的资料条件难以满足部分指标的统计分析要求等。通过实例,还可以发现一些难以回避的问题,包括:用水统计监测信息不完整,河湖生态耗水量数据不甚合理等。为尊重原始信息的真实性,作者未对实例中的数据进行调整,而展示一个真实的结果,供读者了解和评判。目前的水资源存量及变动表是水资源资产负债表核算体系中的前期基础性账户,探索编制水资源资产负债表的工作仍然任重道远,需要各方面的不懈努力。

(本文承蒙中国水利水电科学研究院卢琼女士、张象明先生、仇亚琴女士的具体指导,在此表示诚挚的感谢!)

[1]国家统计局.自然资源资产负债表试编制度(编制指南)[S].2015.

[2]甘泓,汪林,秦长海,贾玲.对水资源资产负债表的初步认识[J].中国水利,2014(14).

责任编辑 韦凤年

Interpretation of technical issues in physical asset account for water resources

Wang Lin,Qin Changhai,Jia Ling,Li Jinming

Focusing on technical issues in physical asset account for water resources,this article proposes detailed explanation and interpretation on them with a practical example in a northern city of China by setting several assumptions and based on relevant standards or criterions.These issues may include the connotation and quantification of water resources stock and its changes,the relationship between annually renewable water resources with surface and ground water resources,the transmission of various water bodies and its balancing,ecological water assumption from rivers and lakes,etc.It is hoped to give some assistance to those who engage in formatting the account.

physical asset account for water resources;balance sheet for water resources;water accounting;issue interpretation

TV213.4

A

1000-1123(2016)07-0007-04

2016-03-25

汪林,教授级高级工程师,研究方向为水资源规划与管理。

中央分成水资源费项目——水权制度建设与试点(126301001000150006),国家自然科学基金项目(41401648)。

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