雅安市水资源及其开发利用趋势分析

谭 羽,王玉美,张 玲

(四川省雅安水文水资源勘测中心,四川 雅安 625000)

1 基础情况

雅安市地处四川省中部、四川盆地西部边缘,与成都市、乐山市、眉山市、阿坝州、甘孜州、凉山州接壤。地理坐标介于东经101°56′26″～103°23′28″,北纬28°51′10″～30°56′40″,辖六县二区,全市辖区面积15 046 km2。地处青藏高原～四川盆地过渡带,属龙门山前陆盆地,地貌类型复杂多样,山地多占辖区面积的94%,丘陵平坝少,中高山地区属邛崃山脉和大雪山脉,丘陵平坝多分布于河谷两侧[1]。

雅安市年太阳总辐射量较低,降水较多,夏多暴雨,秋多绵雨,夜雨偏多,降雨量为四川省前列,有“雨城”“天漏”之称。受大相岭横贯市域中部影响,气温分布呈明显的南北水平差异和随地势变化的垂直差异。北部区域为亚热带湿润季风气候,南部汉源、石棉为亚热带干旱河谷气候,多年平均降雨量1 487.4 mm,高于全省多年平均值978 mm,在空间分布上表现出南北部较低,中东部较高的特征。5-10月是雅安市的多雨季节,降水量占全年的75%～90%,全市降雨量年内分配极不均匀。

2022年,雅安市降水年内分配不均,时空分布差异较大,整体降水较常年偏少;全市年降水量1 225.7 mm,多年平均降水量1 392.8 mm。全市水资源总量130.92亿m3,地表水资源量130.92亿m3,地下水资源量32.90亿m3(与地表水资源量重复计算量),年平均径流深869.4 mm,多年平均径深1 093.23 mm,为全省平均径流深的2.1倍。用水指标方面,2022年人均综合用水量393.37 m3,农田灌溉水有效利用系数0.498 8,万元GDP(当年价)用水量62.46 m3,万元工业增加值(当年价)用水量16.98 m3。

2 分析方法

雅安市河流属长江流域岷江水系,通过流域地形划分,北部主要为青衣江水系、南部为大渡河水系,岷江仅有名山区所在的临溪河汇入。以雅安市2003-2022年水资源公报数据为基础,采用Kendall秩次相关检验方法,对雅安市近20年各流域及行政区进行水资源量及水资源开发利用量变化趋势分析。

Kendall秩次相关检验是一种应用较为广泛的非参数检验[2]。非参数检验方法的优点是不需要样本遵从一定的分布,也不受少数异常值的干扰,它不对变量的分布做严格假定,检验不针对特定的参数,而是模糊地对变量分布的中心位置或分布状态做检验,由于其不对总体分布做严格假定,因而适用性强[3]。Kendall秩次相关检验方法对非独立的时间序列和随机正态分布变量非常有用,是水文学和气象学研究中较常采用的非参数统计检验方法[4]。因此,本文采用此方法分析雅安市的水资源量和水资源利用变化趋势。

Kendall秩次相关检验法,是对于具有n个样本量的序列x,首先确定所有对观测值(Xi,Xj;j>i)中的Xi

(1)

(2)

(3)

统计量U符合标准正态分布,可通过查表进行显著性检验,给定一个显著性水平α,在正态分布表查出临界值Uα/2。

当统计量U为正值时,表示序列趋势为上升;若为负值时,则说明序列趋势为下降。当统计量|U|

3 区域水资源量变化趋势

3.1 地表水资源量

采用雅安市内各流域、各县(区)2003-2022年地表水资源量时间序列,通过Kendall秩次相关检验法,对其进行趋势性检验,结果表明：雅安市近20年以来,地表水资源量呈非显著性的减少趋势。雅安市8个县(区)内,地表水资源量呈减少趋势的有4个,其中,石棉县为显著性减少趋势;地表水资源量呈增加趋势的有4个,均表现为非显著性增加。雅安市三个流域中,大渡河和青衣江流域地表水资源量都为减少趋势,其中,大渡河呈显著性减少;岷江流域地表水资源量呈非显著性增加趋势。结果详见表1和表2。

表1 雅安市各县(区)地表水资源量变化趋势(2003-2022)

表2 雅安市内各流域地表水资源量变化趋势(2003-2022)

3.2 地下水资源量

对雅安市内各流域、各县(区)2003-2022年地下水资源量时间序列,采用Kendall秩次相关检验法进行检验,结果表明：近20年以来,雅安市地下水资源量表现为非显著性的增加趋势。青衣江流域总体为显著性增加趋势,其中,荥经县、芦山县地下水资源量呈显著性增加,天全县地下水资源量为显著性减少,存在一定空间差异;大渡河流域汉源县、石棉县地下水资源量都为减少趋势;岷江流域地下水资源量呈非显著性增加趋势。结果详见表3和表4。

表3 雅安市各县(区)地下水资源量变化趋势(2003-2022)

表4 雅安市内各流域地下水资源量变化趋势(2003-2022)

3.3 水资源总量

根据雅安市水资源公报,雅安市地下水资源量为重复计算量,水资源总量等于地表水资源量,因此,雅安市水资源总量变化趋势与地表水变化趋势一致,总体呈减少趋势,但趋势性并不显著。

4 区域水资源开发利用变化趋势

4.1 水资源利用量

对于任何地区来说,水资源的使用和管理都是至关重要的,对水资源利用变化趋势及用水水平变化进行分析,有利于更好地进行水资源配置管理。雅安市2003-2022年用水量时间序列经Kendall秩次相关检验,总体呈现非显著性增加趋势,雅安市内所有县区均为增加趋势,其中,石棉县、天全县为显著性增加(见表5)。

表5 雅安市内各县(区)地下水资源量变化趋势(2003-2022)

分析2003-2022年雅安市用水量变化过程(见图1),在2012年以前,水资源利用量变化幅度较大;2012年之后用水量趋于平稳且在近几年有逐年缓慢下降趋势。除受降水形成水资源量影响,可见在经济迅速发展,城市化进程逐渐加快过程中,雅安市用水量总体是在增加的,利用量的趋势变化也反映了取用水管理的逐渐规范过程。

图1 雅安市用水量变化过程

4.2 水资源利用效率

水资源利用效率是反映水资源有效开发利用和管理的重要综合指标,指水的耗用量与取用量的比率,也是反映一个地区水资源开发利用潜力的指标。水资源的合理开发利用,必须建立在分析水资源的利用效率现状,预测其发展趋势的基础之上[8]。采用2015-2021年雅安市人均综合用水量、万元GDP用水量、城镇(农村)人均生活用水量、耕地灌溉亩均用水量等指标,来评价和分析水资源利用效率及其变化。

2015-2021年雅安市万元GDP用水量、人均综合用水量、耕地灌溉亩均用水量均呈下降趋势见图2、图3、图5,万元GDP用水量降幅较大达45%,城镇、农村人均生活用水量成上升趋势,城镇居民人均生活用水量增幅小于农村居民生活(见图4)。数据表明雅安市用水总体以农业灌溉及生活用水为主,但农业节水稳步发展,生活用水增加,用水结构不断优化;万元GDP用水量逐年下降,用水效率明显提高。

图2 雅安市2015-2021年人均综合用水量变化趋势

图3 雅安市2015-2021年万元GDP用水量变化趋势

图4 雅安市2015-2021年城镇(农村)人均生活用水量变化趋势

图5 雅安市2015-2021年耕地灌溉亩均用水量变化趋势

5 结论

近20年以来,雅安市水资源量总体表现为非显著性的减少趋势,涉及岷江流域、青衣江流域与大渡河流域变化趋势不完全一致,存在一定的空间差异性。水资源开发利用方面,区域之间的水资源量及其开发利用情势也并不均衡,综合用水量呈缓慢增长,但用水结构不断优化,用水效率明显提高,总体过程变化趋于合理。根据水资源变化趋势,雅安市仍需加强水资源管理,严格水资源保护,优化水资源配置,确保水资源可持续利用,使水资源具有支撑经济社会高质量发展的保障能力。