南陽市水資源承載能力現(xiàn)狀評價

張國輝，周彥林，任曉蕾，郭曉麗

（1.河南靈捷水利勘測設(shè)計研究有限公司，河南南陽 473003；2.開封黃河河務(wù)局，河南開封 475001；3.南陽市水利建筑勘測設(shè)計院，河南南陽 473003）

0 引言

水資源承載能力是指在可預(yù)見的時期內(nèi)，在滿足河道內(nèi)生態(tài)環(huán)境用水和保護生態(tài)環(huán)境的前提下， 綜合考慮來水情況、工況條件、用水需求等因素時，水資源承載經(jīng)濟社會持續(xù)發(fā)展的最大負荷［1-2］。 水資源承載能力的制約因素包括水資源條件、 經(jīng)濟社會發(fā)展規(guī)模及結(jié)構(gòu)、科學(xué)技術(shù)等，其中水資源條件起主導(dǎo)作用［3］。

南陽市水資源較為短缺，開發(fā)利用也不盡合理，開展全市水資源承載能力現(xiàn)狀評價， 可以明確區(qū)域水資源承載能力基線和水資源開發(fā)利用的上限［4］，以便及時調(diào)控水資源開發(fā)利用和調(diào)整經(jīng)濟社會發(fā)展戰(zhàn)略。 這些工作對于保障區(qū)域經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

1 區(qū)域概況

南陽市位于河南省西南部，是河南省面積最大、人口最多的省轄市，現(xiàn)轄10 縣2 區(qū)（不含鄧州市，下同），總面積為24 139 km2，分屬長江、淮河兩大流域，其中長江流域面積為21 412 km2，淮河流域面積為2 727 km2。 該區(qū)主要河流有唐河、白河、丹江、淮河、湍河、刁河、老灌河等。

南陽市地形具有東西地貌過渡的特點，山區(qū)、崗丘、 平原面積分別占全市總面積的60.8%、18.4%、20.8%。 山區(qū)主要分布在西部和北部的淅川、西峽、內(nèi)鄉(xiāng)、南召、方城以及東部的桐柏等縣；平原區(qū)主要分布在中部和南部的社旗、唐河、新野、臥龍和宛城等縣區(qū)；丘陵地帶介于山地和平原之間，主要分布在南陽盆地的西部、北部邊緣。

截至2018 年底，南陽市總?cè)丝? 018.77 萬人，常住人口866.51 萬人，其中城鎮(zhèn)人口406.23 萬人，城鎮(zhèn)化率為46.88%。 2018 年，全市生產(chǎn)總值為3 136.85 億元，三大產(chǎn)業(yè)所占比例分別為13.9%、42.2%、44.0%。

2 水資源及其開發(fā)利用狀況

2.1 水資源量分析

根據(jù)第三次全國水資源調(diào)查評價的有關(guān)成果，南陽市多年平均降水量為824.3 mm （1956～2016 年系列， 下同）， 其中， 桐柏縣年平均降水量最高，為988.5 mm，鎮(zhèn)平縣年平均降水量最低，為721.4 mm。全市多年平均地表水資源量為57.46 億m3， 折合徑流深為238.0 mm（徑流深最高的是桐柏縣，為364.4 mm，最低的是臥龍區(qū)，為153.2 mm）；多年平均地下水資源量為23.60 億m3， 其中山丘區(qū)地下水資源量為18.18 億m3，平原區(qū)地下水資源量為5.426 億m3。

全市多年平均水資源總量為64.48 億m3，人均水資源量為632.9 m3。 其中，西峽縣人均水資源量最高，為1 867.8 m3；南召縣、桐柏縣次之，分別為1 534.7 m3、1 521.2 m3； 淅川、 內(nèi)鄉(xiāng)、 方城人均水資源量在500～1 000 m3之間； 其余各縣區(qū)人均水資源量均在500 m3以下。按照耕地面積計算，全市耕地畝均水資源量為486.1 m3， 高于河南省畝均水資源量（373 m3），約為全國畝均水資源量（約1 400 m3）的1／3。南陽市各縣區(qū)水資源狀況如表1 所示。

2.2 水資源開發(fā)利用分析

2.2.1 水利工程情況

根據(jù)水利年報，截至2018 年底，南陽市已建成水庫482 座，總庫容為25.48 億m3。 其中，大型水庫2 座，中型水庫24 座，小型水庫456 座。 此外，建成塘壩1.60 萬座、窖池0.69 萬座，共有規(guī)模以上機電井6.8 萬眼。

2.2.2 供水情況

根據(jù)南陽市水資源公報，2014～2018 年，全市各類供水工程平均每年總供水量為17.72 億m3， 其中地表水源供水量為5.40 億m3，占總供水量的30.5%；地下水源供水量為12.32 億m3，占總供水量的69.5%；其他水源（污水處理回用）供水量為0.0517 億m3，占總供水量的0.03%。 從供水比例上看，南陽市地下水利用比例偏高，地表水利用比例較低，再生水利用嚴重不足。

2.2.3 用水情況

2014～2018 年，全市平均每年用水總量為17.72億m3，其中農(nóng)業(yè)用水為10.47 億m3，占總用水量的59.1%； 工業(yè)用水為3.76 億m3， 占總用水量的21.2%； 生活用水為3.27 億m3， 占總用水量的18.5%；生態(tài)環(huán)境用水為0.22 億m3，占總用水量的1.3%。 從用水結(jié)構(gòu)上看，農(nóng)業(yè)用水最多，其次為工業(yè)和生活用水，生態(tài)環(huán)境用水最少。

2.2.4 用水效率

2018 年全市萬元GDP 用水量（當年價，下同）為47.1 m3，高于河南省平均水平（36.7 m3）；灌溉水利用系數(shù)約為0.57，低于全省平均值0.611；萬元工業(yè)增加值用水量為31.5 m3（含火電），高于全省平均水平（25.9 m3）。從主要用水指標看，南陽市用水效率低于全省平均水平。

3 水資源承載狀況評價

3.1 評價方法選取

水資源承載能力評價涉及水資源、生態(tài)、環(huán)境、經(jīng)濟、社會等因素，是一個復(fù)雜系統(tǒng)，目前尚無統(tǒng)一的評價方法和指標體系［5］。 本次評價根據(jù)2016 年頒發(fā)的《全國水資源承載能力監(jiān)測預(yù)警技術(shù)大綱（修訂稿）》（以下簡稱《技術(shù)大綱》）等有關(guān)規(guī)定，結(jié)合南陽市實際情況，以2018 年為現(xiàn)狀水平年，主要從水量要素角度進行水資源承載能力評價。

《技術(shù)大綱》給出的水資源承載能力評價方法為經(jīng)驗估算法，其計算相對簡單、便于操作，也易理解［6］。根據(jù)《技術(shù)大綱》要求，本次水資源評價將水資源承載狀態(tài)劃分為嚴重超載、超載、臨界狀態(tài)和不超載4 種狀態(tài)，先按照現(xiàn)狀年用水總量、地下水開采量等水量要素進行單指標評價，再進行綜合判斷［1］。 為使各縣區(qū)承載能力評價結(jié)論更加貼合實際，在《技術(shù)大綱》提出的用水總量、地下水開采量2 項水量指標的基礎(chǔ)上，將本地地表水利用率（采用本地地表水實際供水量與地表水水資源量的比值）納入水量要素。

3.2 評價標準

3.2.1 單指標評價

（1）用水總量指標。 若W 為用水總量，W0為用水總量控制指標，當W≥1.2W0時，為嚴重超載狀態(tài)；當W0≤W＜1.2W0時，為超載狀態(tài)；當0.9W0≤W＜W0時，為臨界狀態(tài)；當W＜0.9W0時，為不超載狀態(tài)。

（2）地下水開發(fā)利用指標。 若G 為實際地下水開采量，G0為地下水可開采量，當G≥1.2G0時，為嚴重超載狀態(tài)； 當G0≤G＜1.2G0時， 為超載狀態(tài)；當0.9G0≤G＜G0時，為臨界狀態(tài)；當G＜0.9G0時，為不超載狀態(tài)［2］，但有超采區(qū)的視為超載狀態(tài)。

表1 南陽市下屬各行政區(qū)水資源狀況Tab.1 Water resources status of each district of Nanjing city

（3）本地地表水利用率指標。 參考有關(guān)文獻，北方地區(qū)中小河流地表水可利用率為30%～50%、南方地區(qū)中小河流地表水可利用率為25%～35%［1］。 為便于分析，結(jié)合南陽跨南北方分界的實際，設(shè)定本地地表水開發(fā)利用率小于25%時為不超載狀態(tài)，在25%～35%之間時為臨界狀態(tài)， 在35%～50%時為超載狀態(tài)，大于50%時為嚴重超載狀態(tài)。

3.2.2 綜合評價

在單項指標評價基礎(chǔ)上，按照“短板理論”進行承載能力綜合評價［2］。 即，根據(jù)最不利的評價指標，確定水資源承載狀態(tài)。 如最不利的評價指標為嚴重超載狀態(tài)，則綜合評價結(jié)果為嚴重超載狀態(tài)。

3.3 用水總量指標的承載狀況評價

根據(jù)《南陽市水利局關(guān)于印發(fā)南陽市“十三五”水資源管理“三條紅線”年度控制目標的函》（宛水政〔2016〕93 號），南陽市2018 年用水總量控制目標為25.019 9 億m3。以此為基礎(chǔ)，對相關(guān)行政區(qū)的水資源承載能力進行評價。

2018 年，南陽市總用水量為18.86 億m3（其中農(nóng)業(yè)用水11.07 億m3，工業(yè)用水3.76 億m3，生活用水2.91 億m3，生態(tài)環(huán)境用水1.12 億m3），小于用水總量控制目標25.019 9 億m3。 所以，全市用水總量狀態(tài)為不超載。 南陽市各縣區(qū)基于用水總量指標的水資源承載狀況如表2 所示。

表2 2018 年南陽市各縣區(qū)基于用水總量指標的水資源承載能力評價結(jié)果Tab.2 Carrying status evaluation result of the total water index of each county and district of Nanjing city in 2018

3.4 地下水開采量指標的承載狀況評價

由于山丘區(qū)地下水資源與地表水資源基本是重復(fù)的，所以地下水開采量可視為地表水開發(fā)量，故本文僅對平原區(qū)地下水開采量進行分析。

《南陽市水資源綜合規(guī)劃》及《南陽市水資源調(diào)查評價》成果顯示，全市平原區(qū)淺層地下水可開采量為5.51 億m3。 以此為地下水開采控制指標。

根據(jù)水資源公報，2018 年， 南陽市地下水總供水量為11.98 億m3， 其中平原區(qū)地下水供水量為6.07 億m3。 平原區(qū)地下水可開采量為5.51 億m3，G／G0＝1.1，所以整體為超載狀態(tài)。根據(jù)河南省水利廳2014 年對全省地下水超采區(qū)的劃定，新野縣城市規(guī)劃區(qū)、唐河縣西南部（黑龍鎮(zhèn)、龍?zhí)多l(xiāng)、蒼臺鄉(xiāng)、湖陽鎮(zhèn)）為淺層地下水超采區(qū)，面積為218 km2。經(jīng)綜合分析，宛城、臥龍、新野縣3 個縣區(qū)地下水開采量指標G≥1.2G0，為嚴重超載狀態(tài)；社旗縣地下水開采量指標G≥G0且小于1.2G0，為超載狀態(tài)；唐河縣有超采區(qū)，為超載狀態(tài)；其余7 個縣為不超載狀態(tài)。 南陽市各縣區(qū)地下水開采量指標的承載狀況如表3 所示。

3.5 本地地表水開發(fā)利用承載狀況評價

2018 年，南陽市本地地表水開發(fā)利用程度評價結(jié)果如表4 所示。

由表4 可知，2018 年各縣區(qū)本地地表水利用率為5%～19%，均不超載。這說明，南陽市本地地表水開發(fā)利用尚存在不足，需加大地表水利用工程的建設(shè)。

3.6 水資源承載能力總體評價

從用水總量分析， 南陽市總體為不超載狀態(tài)，除西峽縣處于臨界狀態(tài)外，其余各縣區(qū)均為不超載狀態(tài)。就地下水開采量而言， 全市整體為超載狀態(tài)， 其中宛城、臥龍、新野縣為嚴重超載狀態(tài)，社旗縣、唐河縣為超載狀態(tài)，其余各地縣為不超載狀態(tài)。從本地地表水開發(fā)利用程度來看，全市及各縣區(qū)均為不超載狀態(tài)。

表3 南陽市平原區(qū)基于開采量指標的水資源承載能力評價結(jié)果Tab.3 Carrying status evaluation result of the amount of groundwater mining of Pingyuan district of Nanjing city

表4 2018 年南陽市本地地表水開發(fā)利用程度評價結(jié)果Tab.4 Evaluation result of degree of development and utilization of the local surface water of Nanjing city in 2018

綜合上述指標，由于地下水存在超采，所以南陽市總體水資源承載能力現(xiàn)狀評價為超載狀態(tài)，其中宛城、臥龍、新野縣為嚴重超載狀態(tài)，社旗縣、唐河縣為超載狀態(tài)，其余各縣區(qū)為不超載狀態(tài)。 西峽縣按現(xiàn)行用水總量指標評價應(yīng)為臨界狀態(tài)，但考慮到其地表水利用比例較低，而“三條紅線”分配水量指標偏小，整體評價為不超載較為合適。 南陽市各縣區(qū)水資源承載能力總體評價結(jié)果如表5 所示。

4 超載成因分析及有關(guān)建議

4.1 超載成因分析

根據(jù)水資源承載狀況評價結(jié)果， 南陽市地下水存在超采現(xiàn)象，其原因主要包括以下2 個方面。 （1）現(xiàn)狀年，部分地表水源替代工程未能充分發(fā)揮效益，為保障經(jīng)濟社會的發(fā)展，部分區(qū)域超量利用地下水。（2）近年來，降水量偏少，全市大中小型水庫蓄水量大幅減少，地表可供水量也明顯減少，且部分區(qū)域地表水水質(zhì)較差，難以有效利用，地下水也就成為重要的應(yīng)急抗旱供水水源。

4.2 有關(guān)建議

針對南陽市部分縣區(qū)水資源開發(fā)利用存在的問題，筆者謹提出如下幾條建議。 （1）建議加大地表水供水工程建設(shè)， 尤其是擴大南水北調(diào)中線工程供水范圍；加強地下水壓采工作，逐步改善地下水超載狀態(tài)。（2）部分縣區(qū)現(xiàn)行的用水總量“三條紅線”指標與實際用水需求存在一定沖突， 建議結(jié)合各縣區(qū)水資源條件、 經(jīng)濟社會發(fā)展實際和水利工程建設(shè)規(guī)劃情況，進行適當調(diào)整。（3）強化農(nóng)業(yè)、工業(yè)和城鎮(zhèn)生活節(jié)水，進一步提高水資源利用效率。 （4）合理控制經(jīng)濟社會發(fā)展規(guī)模和用水量， 促進水資源與人口經(jīng)濟均衡協(xié)調(diào)發(fā)展。

表5 南陽市各縣區(qū)水資源承載能力總體評價結(jié)果Tab.5 Comprehensive evaluation result of water recourses carrying capacity of each county and district of Nanjing city

5 結(jié)語

本文根據(jù)2016 年頒布的《全國水資源承載能力監(jiān)測預(yù)警技術(shù)大綱（修訂稿）》中提出的有關(guān)方法，從水量要素對南陽市水資源承載能力進行初步評價，得出如下結(jié)論： 南陽市現(xiàn)狀水資源承載能力總體為超載狀態(tài)，其中宛城、臥龍、新野縣3 個縣區(qū)為嚴重超載狀態(tài)，社旗縣、唐河縣為超載狀態(tài)，其余各縣區(qū)為不超載狀態(tài)。鑒于水資源系統(tǒng)的復(fù)雜性，有關(guān)承載力計算方法還在發(fā)展完善。