承德市水资源特征及供需平衡分析

翟卫军

（河北省承德水文水资源勘测局，河北 承德 067000）

水资源是生态环境健康发展与经济社会运行、民生安全的必备基础资源，近几年来随着经济快速发展、城镇化加剧、人口增加，水资源需求量与日俱增，我国北方地区水资源短缺已成为限制区域可持续发展的重要因素[1~3]。近几年来随着首都经济圈生态功能区划的推进，承德市在生态安全、水生态文明建设领域具有新的定位，然而其水环境脆弱的环境格局尚未得到有效改善[4~5]。本文以2000年以来承德市水资源、用水量数据为基础，分析区域水资源特征，以期为区域水资源管理与开发提供基础依据。

1 材料与方法

1.1 研究区概况

承德市地处华北平原向内蒙古与东北地区过渡带，政区面积为3.97万km2，约占河北省域面积的1/5。该市高程介于212 m~2118 m，以坝上、平原、山地、土石山为主要地貌形态。受海陆位置效应与东亚季风影响，承德市为大陆性季风气候，夏季降水集中且炎热、冬季寒冷干燥少雨，近50年来降水量介于402 mm~883 mm之间，年均气温为13.7℃。受地形分异作用，市内形成多个丰水区和雨隐区。

1.2 数据来源与方法

本研究的数据来源于《河北水资源公报》(http://www.hebwater.gov.cn/a)、《 河 北 水 资 源 简 报 》(http://www.hbsw.net/jianbaogongbao/shuiqingjianbao/)、《承德统计年鉴》，从中提取了承德市2000年~2017年降水量、地表水资源量、地下水资源量、水资源总量、供水量、用水量、地表水供水量、地下水供水量、农业用水量、工业用水量、生活用水量等11项指标数据。运用Spss 21.0软件进行一元线性回归分析和统计显著性检验，运用Excel 2016软件绘制简图。

2 承德市水资源基本特征

2.1 人均水资源特征

承德市地处京津都市圈外围生态保障带，渤海水系的河流上游多位于此地，地表水资源相对丰富，同时地处北温带迎风坡，降水量相对丰富，是河北省水资源充沛的地区之一。统计显示，2000年~2017年承德市人均水资源占有量呈波动变化，最大值出现在2012年为1332 m3，最低值为2002年的528 m3，18年间其平均值为838 m3。该市人均水资源量高于河北省人均386 m3的水准，但仅相当于全国平均水平的三成；依据国家划定的水资源红线标准，承德市人均水资源量仅达到800 m的基准值，该市水资源短缺问题可见一斑。随着气候变化加剧，北半球东岸中高纬度季风略有加强，夏季降水有所增多，因而近18年来承德市地表水资源有所增加，人均水资源亦呈增加趋势。

2.2 水资源结构特征

降水是区域水资源的重要来源，也是大气水、土壤水、地下水以及地表径流之间循环过程中的重要环节，因而不同类型的水资源量与降水量的丰富程度密切相关。依据图1可知，2000年~2017年承德市地表水、地下水、水资源总量与降水量之间呈现近似的线性特征，其person相关系数依次为0.907、0.943、0.945。该市年降水量多介于418 mm~650 mm之间，多年平均值为530.1 mm。地表水资源量的丰枯受降水多少影响，近18年来承德市地表水资源量最高值为2012年的26.22亿m3，最低值为2002年的6.07亿m3，平均值为 14.75亿m3，变异系数为0.28，呈中等程度变异。地下水来源于地表产流下渗，其年际变化与地表径流量关系密切，研究时域内承德市地下水资源量变化区间为16.9亿m3~36.7亿m3，其平均水平为26.1亿m3，约为地表水资源量的2倍，是承德市水资源供应的最主要来源。全市水资源总量约为36.36亿m3，枯水年份仅为19.19亿m3，丰水年份可达52.45亿m3，变异系数达28.3%。

图1 承德市水资源基本特征

3 承德市用水特征

3.1 水资源供需特征

图2 承德市水资源占供需变化

图2 直观反映了承德市供水结构差异。近18年来承德市年均用水量约为12亿m3，其中地表水供给量约为2.73亿m3，地下水供给量达9.48亿m3，地下水资源供给结构占78%，而地表水资源仅为22%。长期以来过度依赖地下水资源供给，导致地下水开采超出生态阈值，不仅对居民饮水健康造成威胁，还导致地面沉降等系列环境问题。近18年来，该市水资源供给结构变化，地下水供给呈缓慢减少趋势，并且达到统计显著水平；相反地，地表水资源供给量介于2.4亿m3~3.2亿m3之间，其供给结构呈线性升高趋势，这种变化有利于降低地下水开采强度。从供需平衡的角度分析，2000年~2017年承德市水资源供给与需求基本平衡略有缺口，18年来用水缺口由35.5万m3呈线性升高至647.1万m3，需要注意的是，该市用水缺口逐渐增大，供需平衡形势严峻。

3.2 用水结构特征

按照河北省水资源信息网公布的主要用水结构类型，计算了2000年~2017年承德市用水结构及其变化趋势，如图3。近18年来全市用水结构并不稳定，农业用水量大，约占总用水量的70%以上，其中2000年~2010年农业用水结构稳定在0.75~0.77之间，但在2010年~2017年间比重下降，介于0.70~0.74之间，下降趋势达到统计显著水平。随着人口增加、城市化推进、人民生活水平提高，生活用水量急剧增加，从2000年的10.9%升高至2016年的17.9%。全市工业用水量呈波动变化，但趋势并不显著，近18年来稳定于12%左右。综上分析，承德市用水结构十分不均衡，农业用水量约占3/4，工业和生活用水占1/4，但这种结构逐渐趋于优化。

图3 承德市用水结构变化

4 水资源开发潜力分析

水资源开发潜力表征区域水资源开发利用现状及其未来可开发潜力,通常采用水资源开发利用率来衡量，其计算公式如下：

式中：Wd、Wn分别表示区域水资源开发量和水资源总量。R为开发利用率，其值介于0~1之间，按照国际生态学会通用标准，将R划分如下：未开发 (R=0)、低开发 (01)；则其对应的水资源开发潜力依次为：优越开发潜力、较高开发潜力、中等开发潜力、低开发潜力、无潜力[3~4]。

图4 承德市人均水资源开发利用率

由图4可知，进18年来承德市水资源开发利用率呈降低的趋势，源于生态文明建设需要。随着水资源问题日益突出，政府环境部门加强了承德市的水资源保护，将其列为京津都市圈的生态保障区，规范区域水资源利用与强化水生态保护。尤其地表水资源的开发利用率持续走低趋势(yb=-0.0103x+21.077)，而针对地下水资源的开发利用率明显降低(yc=-0.0021x+4.5016)。各年份以及各类型水资源的开发潜力存在差异，其中2002年全市水资源开发程度最高，达到0.69，属于高程度开发；而2008年最低，仅为0.23，属于中等程度开发。2000年~2017年全市水资源总量与地下水资源的开发利用率多介于0.2~0.7之间，达到中等和高开发等级，说明全市水资源开发利用潜力一般；而地表水资源的开发利用率介于0.09~0.37之间，属于低开发或中度开发等级，说明该市地表水资源具有较好的利用潜力。

5 结论

新世纪以来承德市水资源总量与人均水资源占有量均呈弱增加趋势，这对于缓解水资源紧缺具有一定积极作用，然而水资源供需日益失衡的形势依旧严峻。该市水资源来源与用水供给均以地下水资源为主，随着区域水生态文明建设推进，更应注重协调用水结构、保持水源供给与生态涵养同频。近18年来，该市水资源开发利用程度持续走低，这对于维护区域水生态环境和地下水环境具有重要意义，然而其水资源供需格局不合理，今后应加强区域水资源配置与规划。