開展水量平衡分析 提高水資源公報編制精度

吳畏張寒

（水利部淮河水利委員會 蚌埠 233001）

開展水量平衡分析 提高水資源公報編制精度

吳畏張寒

（水利部淮河水利委員會 蚌埠 233001）

水資源公報編制以來，淮河片水資源公報中山東半島的水量平衡誤差一直較大，原因尚未查清。本文從水文要素平衡和水資源利用平衡兩個方面對山東半島水量進行平衡分析，開展山東半島水量平衡分析工作，查找山東半島水量平衡誤差較大的主要原因，并提出相關建議以提高水資源公報編制精度。

水資源公報 水量平衡分析 山東半島

水資源公報編制是推進水資源管理統一規劃和強化水資源管理的一項重要的基礎性工作，為水資源管理提供技術支撐，公報的編制精度直接影響了水資源規劃和管理工作的科學性?；春悠Y源公報編制以來，淮河片水資源公報中山東半島的水量平衡誤差一直較大，原因尚未查清，因此開展水量平衡分析，查找誤差原因對于提高水資源公報編制精度意義重大。

一、研究區概況

山東半島位于山東省的東部，包括黃河以南、泰沂山以北、濟南玉符河以東的地區，陸域面積6.1萬km2，總人口約3602.5萬，人口密度約為590.6人/km2。山東半島屬于資源性缺水地區，年均降水量677.9mm，人均水資源僅330m3，徑流人工控制程度較高，水資源開發利用程度較高。

二、水量平衡分析方程

山東半島的水量平衡分析有兩個方面：水文要素平衡和水資源利用平衡。水文要素平衡即降水量與蒸發量、徑流量的平衡，它是一個區域總的水量平衡關系，也是水文循環意義上的水量平衡。水資源利用平衡，即水資源的供水量、用水量、耗水量、排水量的平衡，它是從機理上認識和描述一個區域或者流域內已經形成的水資源量收支平衡關系。因此，本文從水文要素平衡和水資源利用平衡兩方面分別建立水量平衡方程

1.水文要素平衡方程

根據水量平衡方程通式，以流域為分析對象，根據降水量轉化為水資源以后產生的水資源量的分配和消耗、排泄建立新的水量平衡方程。在不考慮出入境地下水潛流變化和土壤水分變化的前提下，綜合考慮地表水、地下水的情況下，以年為平衡時段，建立流域水資源量的平衡方程：

式中，R表是流域地表水資源量；R引是外流域來水量或調入水量；Q地是流域地下水供水量；Qh是流域耗水量，包括用水消耗量和非用水消耗量；R出是跨流域調出水量；R海是入海水量；ΔS是水庫蓄水變量，因小型水庫不具有年徑流調節作用，故此處的ΔS主要是指大中型水庫蓄水變量。

在給定平衡期內，根據區域內水資源的供、用、耗、排、的平衡關系建立平衡方程如下：

式中：WA為供水量，是指各種水源工程為用戶提供的包括輸水損失在內的水量；WB為用水量，是指配置給各類用戶的包括輸水損失在內的毛用水量；WC為用水消耗量，是指在輸水、用水過程中，通過蒸騰蒸發、土壤吸收、產品帶走、居民和牲畜飲用等多種途徑消耗掉，而不能回歸至地表水體和地下含水層的水量；WD為用戶排水量，是指各類用戶最終排放的水量。

三、平衡方程要素復核方法

根據上述兩個水量平衡方程，對公報中的要素數據進行復核，具體復核方法如下。

（1）地表水資源量。選取大沽河南村站以上流域作為本次研究的典型區，采用新安江模型來對典型區地表徑流進行模擬，對地表水資源量變化進行復核。對山東半島進行降水徑流關系分析，繪制山東半島降雨徑流相關圖，對年徑流系數的地區分布規律及年徑流系數與降水量的關系進行復核。

（2）地下水資源量。通過復核降水入滲補給系數α和日潛水蒸發量兩個水文地質參數來復核地下水資源量的合理性。

（3）跨流域調入水量、大中型水庫蓄水變量。通過復核兩者的計量覆蓋率、統計方式來復核兩個要素的可靠性。

（4）入海水量。在跨流域引排水量和耗水量變化不大的情況下，入海水量與地表水資源量應有一定的相關性。通過分析兩者相關性復核要素合理性。

（5）供水量。從歷年供水量變化趨勢進行復核，通過地下水資源量與供水量分析地下水供水量合理性，并對供水量的統計方法進行復核。

（6）用水量。通過復核歷年用水量變化趨勢及其與人口、國內生產總值關系復核用水量合理性，分析農田灌溉用水量變化趨勢與實灌面積變化情況及平均每畝農田灌溉用水量和降水量之間關系復核農田灌溉用水量的合理性。

（7）耗水量。耗水量包括用水消耗量和非用水消耗量，其中用水消耗量主要是復核各行業耗水率及統計方法；非用水消耗量是復核其與所在地區蒸發能力和面積是否相適應。

（8）排水量。根據用戶排出量和入河量復核排水入河率。

四、主要結論

根據山東半島水量平衡方程計算公報中平衡差，并根據要素復核方法對方程各個要素進行復核，得出結論如下：

（1）根據1997～2011年《淮河片水資源公報》，按照公式1山東半島水量平衡誤差均為正值，誤差大小為25.05～71.23 億m3，相對平衡差在20.1%到58.1%之間（平衡差與水量收入項的比值），明顯大于全國的4.1%到7.7%。

（2）影響山東半島水量平衡的主要因素是用水量統計粗放、耗水率偏小、入海水量偏小、地表水資源量計算精度不夠、非用水消耗量較大等。

（3）山東半島水量平衡誤差不是由某一個因素單獨造成的，而是由多個因素綜合造成的，且各個因素對誤差大小的影響也不是固定不變的，因此山東半島的水量平衡誤差具有不確定性。

五、建議

1.加強用水總量統計工作

加強用水量統計工作對于提高公報編制精度有著重要的作用。用水量統計工作應當充分借鑒第一次全國水利普查經濟社會用水調查的工作經驗和技術方法，兼顧科學性與可操作性，改進用水總量統計方法與方式，強化取用水計量和監控，從以往以區域為統計對象的指標定額方法，逐步過渡到以取用水戶為統計對象，對取用水大戶逐一計量監測統計、一般用水戶抽樣調查、綜合推算區域用水總量的技術方法，最終提高用水量統計的科學性、準確性和時效性。

2.加強水資源供用耗排和入海水量的監測

加強監控能力建設，通過加強在線或動態監測，提高對水資源供用耗排和入海水量的掌握，提高水資源監測的時效性和準確性，建立準確、完善的水資源基礎數據體系，對水資源開發利用情況進行有效跟蹤和及時評價，準確掌握水資源開發利用情況。

3.完善用水消耗量估算方法

目前水資源公報中用水消耗量估算方法較為粗放，應采用更為準確的方法估算用水消耗量。對于用耗水率推算用水消耗量的，應做典型實驗和水平衡分析，并開展山東半島行業耗水率測算工作，為估算用水消耗量提供技術依據。

4.探索非用水消耗水量計算方法

非用水消耗量不是一個確定的值，其大小取決于流域蒸發能力和蒸發面積。由于非用水消耗量不易監測的特點，因此目前非用水消耗量的計算方法是通過區域水量平衡方程計算求得。非用水消耗量作為一個十分重要的水平衡要素，在水量平衡分析時不考慮非用水消耗是不準確的。因此建議選取水文要素水量平衡方程中各要素資料均較完善且可靠度較高的年份進行水量平衡計算，從而求得非用水消耗量，并擬合出非用水消耗量和降水量的關系式。在之后的水量平衡分析時可以根據降水量得到非用水消耗量的數據，但由于數據的精度不高，數據僅能作為水量平衡差分析時的參考■