铁岭地区水资源压力综合指数分析

2023-03-08李辉

水利科学与寒区工程 2023年1期

李辉

(辽宁省铁岭水文局，辽宁铁岭 112000)

近些年来，随着社会经济快速发展，区域水资源矛盾日益突出，供水和用水压力不断加大，已严重影响区域水资源可持续利用和发展[1]。为缓解区域水资源压力，需要结合不同用水需求，通过对水资源压力指数进行综合定量测算，从而为区域水资源优化、合理配置提供决策依据[2]。当前，国内对于水资源综合压力测算取得一定研究成果[3-10]，在这些成果中从各用水类型承载能力出发建立的水资源综合压力评估指数应用较为成熟，在国内许多区域水资源压力综合指数计算中得到应用，但是在铁岭地区还未得到相关应用，为提高铁岭地区水资源可持续发展水平，结合水资源压力综合指数对铁岭地区水资源压力综合指数进行测算。

研究成果对于铁岭地区水资源优化配置具有重要参考价值。

1 水资源综合压力指数计算方法

基于农业、生活、工业、水生态、水资源承载能力建立铁岭市水资源综合压力评估指数，该指数计算方程见式(1)：

WEF=γw(Wa+Wi+WC+W1+We)/Pw

(1)

式中：WEF为各指标水足迹值，hm2；γw水资源综合压力指数；Wa为农业用水资源量，m3；Wi为工业用水资源量，m3；WC为城镇用水水资源量，m3；W1为生活用水水资源量，m3；We为生态用水资源量，m3；Pw为各资源生产能力值。

首先需要对各水资源分区的水压力指数进行计算，见式(2)：

WE C=0.4γwφwW/Pw

(2)

式中：WEC为最大水资源承载能力对应的水资源总量，m3；φw为水压力系数；W为水资源总量，m3。

此外还需对各水资源分区的水生态压力指数进行计算，见式(3)：

(3)

水资源综合压力评估指数采用Moran指数进行指标聚集表征，见式(4)：

(4)

采用局部相关Moran指数对不同水资源计算单元的相关程度进行综合考虑，见式(5)：

(5)

式中：Ii为水资源综合压力指数计算值。

2 铁岭地区水资源综合压力计算

2.1 研究区域概况

为系统对铁岭地区水资源压力进行综合测评，对铁岭地区7个行政分区的水资源压力综合指数分别进行测算，各行政分区地表水和地下水资源量统计结果如表1所示。

表1 铁岭地区各行政分区水资源量

铁岭地区位于辽宁省北部，属于水资源量相对较为短缺的城市，铁岭地区多年平均地表水资源总量为69.121亿m3，铁岭县和开原市多年平均水资源量在各行政分区中最高，昌图县地表水资源开发率最高，达到96.05%，清河区地表水资源量开发率最低，为56.36%。从各行政分区平均供水量可看出，铁岭县平均供水量最大，达到21.82亿m3。铁岭地区地下水相对较为充沛，近60年地下水可开采量达到30.811亿m3，其中昌图县地下水可开采量最高，开原市地下水可开采量最低。从地下水开采率看，银州区地下水开采率最低，仅为9.93%，清河区地下水开采率最高，达到了43.66%。

2.2 各行政分区年水资源压力综合指数

根据建立的水资源压力综合指数，对铁岭地区各行政分区不同年代的水资源压力综合指数进行测算，结果如表2所示。

由表2可以看出，各行政分区水资源压力综合指数随着年份的递增而逐步增加，这主要是因为随着年份的递增，各类用水压力均呈现递增变化，加大了不同区域水资源供需平衡的压力，各年代水资源压力综合指数在0.449～1.619之间，开原市不同年代水资源压力综合指数均高于1.0，银州区属于水资源压力综合指数最低的区域，2000年以前，其水资源压力综合指数均低于1.0,2000年以后受水资源量减少的影响，其水资源压力综合指数逐步增加，超过1.0。总体而言，各行政分区水资源压力综合指数总体递增幅度不高，水资源压力综合指数年递增率均值为0.06/10 a。

表2 各行政分区不同年代水资源压力综合指数测算结果

2.3 各行政分区季节水资源压力综合指数

铁岭地区河流属于典型的季节性河流，地表水和地下水资源量也存在明显的丰枯变化，在年尺度水资源压力综合指数分析的基础上，对铁岭地区各行政分区不同年代际季节水资源压力综合指数进行测算，结果见图1。

图1 铁岭地区各行政分区不同年代际季节水资源压力综合指数测算结果

由图1可看出，夏季用水量最大，各类用水量需求也最高，但夏季由于地表水供给量相对较为充沛，因此夏季各行政分区的水资源压力综合指数也最低，水资源压力综合指数总体也呈现递增变化，年递增率均值为0.04/10 a。春季和秋季各行政分区水资源压力综合指数总体较为接近，均呈现递增变化，年递增率均值0.02/10 a和0.03/10 a，秋季水资源压力综合指数变幅要高于春季水资源压力综合指数的变幅。冬季属于铁岭地区地表和地下水资源量均较低的季节，因此冬季水资源压力综合指数最高，水资源压力综合指数总体在0.508～1.834之间，年递增率也相对最高，年递增率均值可达到0.08/10 a。