南水北調中線核心水源區水資源安全評價與調控措施研究

趙 慶

（南陽市水土保持監測站，河南 南陽 473000）

1 研究概況

1.1 研究區概況

位于漢江與丹江的交匯處的丹江口水庫，自1968 年建成至今平均入庫水量為394.80億m3，最大總庫容量為290.50億m3，最大水域面積為1022.75 km2。分為丹庫和漢庫兩個庫區，其中丹庫占丹江口水庫總面積的47.30%，漢庫約占丹江口水庫總面積的52.70%。研究的南水北調核心水源區（河南轄區）屬于丹庫緊鄰區域，主要分布在淅川縣境內。

1.2 研究方法

1.2.1 水資源生態足跡計算

水資源生態足跡是利用均衡因子、產量因子、產水模數等指標將維持人類生存及生態環境穩定所需要的水資源量轉化為可以在不同區域間進行橫向比較具有生物生產能力的水資源用地面積。具體模型如公式（1）所示：

EFW即研究區域的水資源生態足跡，N 即研究區域的總人數，efW即研究區域內人均水資源生態足跡，aW即均衡因子，WW即研究區域內人均水資源消費，PGW是水資源平均產能。

1.2.2 水資源生態承載力計算

該地區水資源開發利用率不得超過水資源生態承載力的40%。其公式為（2）式：

ECW是區域水資源生態承載力，ecW是研究區域人均水資源生態承載力，λLW是水資源產量因子，QW是水資源總量。

1.2.3 水資源安全評價指標

進行水資源生態盈虧計算是開展研究區水資源安全評價的基礎，計算方法如式（3）：

據公式（3）進行水資源安全狀況評價，若為“負”則區域水資源呈現不安全狀態，若為“正”則呈現安全狀態。

1.3 數據來源

其中社會經濟、土地利用、人口等數據，來源于2006-2020年《南陽市統計年鑒》；水資源數據來源于2006-2020 年《南陽市水資源公報》。

2 結果與分析

2.1 參數優化與確定

依據前期研究結果，本研究中水資源均衡因子為5.19，水資源產量因子為0.819。在研究區產水模數方面，擬改進傳統方法，結合每年度的具體來水情況，采用動態計算的方法對該參數進行優化。

2.2 計算結果

根據相關統計資料及公式（1）～（3），通過計算研究區2006-2020年水資源安全狀況相關指標。

2013 年人均水資源生態足跡最高為0.366 5 hm2，最低為2006 年的0.187 1 hm2；2010 年人均水資源生態承載能力達到高峰0.779 2 hm2，2014年達到低點0.156 3 hm2。在人均水資源生態盈虧方面，2010年最高0.489 1 hm2，2013年最低-0.203 9 hm2。2006-2020 年，僅2013、2014 和2016 年南水北調核心水源區（河南轄區）水資源呈現赤字狀態，占總年份的20.00%。

繼續分析水資源狀況，運用線性回歸分析在origin2019 中繪制南水北調核心水源區（河南轄區）2006-2020 年間相關指標趨勢圖，對南水北調核心水源區（河南轄區）水資源的可持續利用發展狀況進行具體分析。

2006-2020 年，研究區人均水資源生態足跡在這些年里變化不大，總體呈逐年增長趨勢；人均水資源生態承載能力年際間波動很大，多年來整體呈現下降趨勢；人均水資源生態盈虧每年都有很大波動，且隨著時間推移總體呈擴大趨勢。

在SPSS 中，對研究區水資源可持續利用指標進行Pearson相關分析可知：人均水資源生態盈虧與人均水資源生態承載力密切相關，相關系數為0.963。結合公式（2）與公式（3）可知，南水北調核心水源區（河南轄區）人均水資源總量是水資源安全狀況的最主要影響因子。

3 討論與結論

3.1 水源地水情剖析

3.1.1 岸線情況分析

丹江口水庫河南水域岸線總面積共計515.95 km2，水域面積497.85 km2，其中170 m 土地征收線以內面積497.25 km2，孤島面積0.60 km2；臨水邊界線長度1 052.75 km，外緣邊界線長度1 040.87 km，岸線面積18.10 km2。

3.1.2 河流情況分析

丹江口水庫在淅川縣有干支流河流78 條，其中流域面積在100 km2以上有11 條，100 km2以下30 km2以上的有15 條，30 km2以下河流52 條。主要支流有丹江、鸛河、淇河、滔河等。

3.1.3 水功能區情況分析

丹江口水庫水域范圍被整體劃定為調水水源地保護區，屬一級水功能區。丹江口水庫（河南轄區）飲用水水源保護區面積1 595.89 km2，具體分級情況如下：一級保護區47.06 km2，其中陸域面積2 km2，水域面積45.06 km2。二級保護區253.57 km2，其中陸域面積96.15 km2，水域面積157.42 km2。準保護區1 295.26 km2，其中陸域面積1 009.27 km2，水域面積285.99 km2。

3.1.4 地形地貌分析

丹江口庫區位于秦嶺的南部邊緣，庫區地形主要特點是高差大、坡度陡、切割深，最高海拔1 798.9 0m，相對高差1 711.90 m，總的地勢是西高東低。

3.2 調控措施研究

3.2.1 水量調控措施

在水量調控方面，考慮在庫區上游鄉鎮，重點開展水土保持重點建設項目，層層攔蓄過境水土資源。

3.2.1.1 突出水土保持工程的綜合性，系統謀劃項目實施

①通過坡改梯，提高土地產出率，提高經濟效益，增加群眾收入。②對疏幼林地實行封育管護和疏林補植，提高植被覆蓋率，以改善生態環境。③通過工程措施，形成節節攔蓄的工程防護體系。④對一些自然條件差的區域，采取封禁預防措施，加快生態自我修復。⑤對相關人員進行技術培訓，建立完善的組織管理服務體系。

3.2.1.2 突出水土保持工程的整體性，均衡謀劃項目布局

①堅持以生產用地整治為核心，重點治理坡耕地，在15°以下的坡耕地進行高標準的坡改糧梯，同時結合坡面水系工程，提高土地生產力。②對荒山荒坡采取穴狀整地和水平溝整地相結合的方式，營造水保林，在保障群眾糧食安全的基礎上，發展生態農業增加群眾收入。③對生態用地，通過封禁管護，促進植被的快速恢復。④采取塘堰整治等工程措施，進行溝道防護，攔截入庫泥沙，保護沿岸耕地，減少面源污染。

3.2.2 水質調控措施

3.2.2.1 建設范圍

丹江口水庫幸福河湖建設范圍為丹江口水庫水域、岸線及環庫生態廊道，總面積620.95 km2，水域面積497.85 km2，岸線面積18.10 km2，生態廊道面積105 km2。

3.2.2.2 調控具體措施

①持久水安全。岸坡整治工程，新建排水工程，一級臺地防護工程，新建防護欄桿、防浪墻、部分電箱及監測設備等移位，景觀樹移栽等。②優質水資源。重點采取管理措施對各類資源開發、生態建設和恢復等項目進行分類管理。③宜居水環境。加快庫區周邊建制鎮生活污水管網設施建設，確保匯水范圍內村莊污水接管、污水管網及處理設施覆蓋所有自然村；推進水庫匯水范圍內農村的溝塘清淤、改廁、垃圾治理、糞污資源化利用；同時建議將面源污染防治與庫區周邊種植業結構調整相結合，建設環丹江口水庫的生態有機食品圈。④健康水生態。嚴格控制丹江口水庫生物多樣性優先區域開發；合理實施水生生物增殖放流，保護庫區天然魚類資源種群數量；加快開展物種基因收集、保存、擴繁，構建流域魚類種質資源庫，加強珍稀特有水生生物保護。⑤先進水文化。建議充分利用丹江口水庫周邊已建設的南水北調中線工程紀念館、丹江移民民俗博物館、南水北調移民展覽館以及南水北調干部學院等，充分展示丹江口水庫發展歷史、移民文化。⑥科學水管理。持續落實河（湖）長制度，確保責任制度體系健全，跨區、跨界河湖持續推進聯防聯控機制體系。

4 結語

2006-2020 年間，研究區約80.00% 的年份淡水資源呈盈余，現階段南水北調核心水源區（河南轄區）水資源可持續發展整體形勢較好。水量充沛和水質達標是保障南水北調核心水源區水資源安全的關鍵，庫區上游的水土保持工程結合庫區周邊“幸福河湖”建設是未來水資源安全的重要調控措施。