開封市水資源評價與分析

□鄭 燁（河南省開封水文水資源勘測局）

一、開封市概況

開封市地處河南省中東部，東西長125km，南北長87.5km，總面積6444km2，其中市區(qū)面積395km2。東與商丘市的睢縣、民權(quán)縣相連；西與省會鄭州市的新鄭、中牟縣連接；南與周口市的扶溝、太康縣相連；東北與山東省的曹縣、東明縣相連接；開封市北靠黃河，與新鄉(xiāng)市的長垣、封丘縣隔河相望。

二、評價的方法

（一）原則

評價分區(qū)劃分依據(jù)以下主要原則：有利于水資源開發(fā)利用規(guī)劃和管理；有利于揭示水資源開發(fā)利用中存在的問題；有利于資料收集、統(tǒng)計分析和匯總。

（二）行政分區(qū)

以現(xiàn)行行政區(qū)劃分為標(biāo)準(zhǔn)，分為開封縣、尉氏縣、蘭考縣、杞縣、通許縣等5縣。

（三）資料收集

基本資料收集的范圍覆蓋全市所有的水系河流，收集內(nèi)容包括各縣境內(nèi)的自然地理、社會經(jīng)濟、水資源狀況及有關(guān)的規(guī)劃報告，資料系列為1960～2000年。

三、評價的內(nèi)容

（一）降水

首先選擇實測資料系列較長、面上分布較均勻、在空間分布上具有較好的代表性的5個雨量站，利用1960～2000年降水資料分別計算各站多年平均降水量、多年平均月降水量，利用頻率計算，采用P—Ⅲ型分布曲線，應(yīng)用期望值經(jīng)驗頻率公式估計參數(shù)。通過比較，用算術(shù)平均法求出5個站的平均值。根據(jù)選擇典型年的原則，選取幾個不同的年份為典型年，要求年降水量接近某一頻率（豐水年P(guān)=20%，平水年P(guān)=50%，偏枯水年P(guān)=75%，枯水年P(guān)=95%），縮放系數(shù)K=Qp/Q推求設(shè)計代表年的年內(nèi)分配。設(shè)計值求出后，根據(jù)K=Qp/Q，得出縮放系數(shù)，再進(jìn)行年內(nèi)分配。年降水量變差系數(shù)CV值表示某站年降水量的相對變化幅度，年降水量變差系數(shù)CV值大的地區(qū)，其多年變化幅度也較大，該處水資源的開發(fā)利用是不利的，通過計算可知，該地區(qū)5個站的CV值在0.2～0.4，表明其年際變化不大。

（二）蒸發(fā)

利用具有完整數(shù)據(jù)的降水均值（尉氏、蘭考、杞縣的均值），進(jìn)行展延這5個站的蒸發(fā)量，來推求未知的蒸發(fā)量。利用干旱指數(shù)的計算公式r=E/P計算開封市蒸發(fā)多年（1960～2000年）的平均干旱指數(shù)。若r＜1，表示該地區(qū)的降水量滿足蒸發(fā)所需后還有剩余，氣候濕潤；若r＞1，表示氣候干旱，r越大，干旱程度越嚴(yán)重。

（三）地表水

首先選擇3個站作為主要分析站。根據(jù)這3個站的降雨量和徑流量點繪相關(guān)圖，可以查出區(qū)域的徑流量。然后進(jìn)行天然徑流量的還原計算，還原時段內(nèi)的水量平衡方程為：W天然=W實測+W灌溉+W工業(yè)+W生活+W庫蓄+W庫蒸+W庫滲+W引水+W分洪。將1960～2000年天然徑流量從大到小排列，應(yīng)用期望值公式P=m/(n+1)計算經(jīng)驗頻率，利用P—Ⅲ型分布曲線，得其天然徑流量的統(tǒng)計特征值，根據(jù)不同頻率，從實測系列中挑選年徑流量與之相近的年份相應(yīng)頻率的典型年，計算典型年天然徑流量月分配。為分析徑流的年際變化，繪制這3個站的均值的年徑流過程線，從徑流過程線可以看出，年徑流變化呈周期性波動，連續(xù)干旱和連續(xù)洪澇交替出現(xiàn)，它的趨勢線還反映出年徑流量呈逐漸減少的趨勢。

（四）地下水與水資源總量

在本項計算中，按行政分區(qū)和流域分區(qū)劃分計算單元，即按區(qū)劃將開封市分為開封縣、蘭考縣、杞縣、通許縣和尉氏縣等5個單元格。以2000年為現(xiàn)狀年，對1960～2000年這41年的地表水資源進(jìn)行統(tǒng)計匯總后可以計算出各分區(qū)的水資源總量。計算出地表水資源和地下水資源后，要確定地表水和地下水計算中的重復(fù)計算量，重復(fù)計算量包括各種地表水體的下滲量、大氣降水入滲形成的地下水經(jīng)各種形式又補給地表水的水量等，地表水量和大氣降水量入滲補給量之和再扣除兩者之間的重復(fù)量可得區(qū)域的水資源總量。

（五）水質(zhì)評價

評價方法是單一因子水質(zhì)評價法。水質(zhì)指標(biāo)為pH、總硬度、SO42-、CL-、F、氨氮、硝酸鹽、揮發(fā)酚、氰化物、總砷、總汞、總鉛、總鎘、鉻（六價）、CU、Zn。評價井址為小汪屯、林場、老君堂。從評價結(jié)果看出，該區(qū)域為Ⅴ類水，地下水主要受到總汞、氨氮的影響，地表水受揮發(fā)酚、鎘、氰化物等影響，該區(qū)域的水質(zhì)應(yīng)該著重對這幾種指標(biāo)進(jìn)行處理，以得到良好的水質(zhì)，該區(qū)域的地下水、地表水都為Ⅴ類水，不適于人類的飲用，其只能適用于農(nóng)業(yè)用水區(qū)及一般景觀。

（六）供需水分析

所收集的資料為開封市現(xiàn)狀年農(nóng)業(yè)灌溉用水量計算表、包括井灌、渠灌、提灌。開封市現(xiàn)狀年地表水工程供水量，包括引黃閘和攔河閘。開封市現(xiàn)狀年的總供水量32.74億m3，農(nóng)業(yè)的需水量為18.56億m3、工業(yè)的需水量為9.97億m3、城鎮(zhèn)生活的需水量為1.41億m3、農(nóng)村生活的需水量為7329萬m3、牲畜及其它的需水量為2751萬m3。由供需水量計算可知，全區(qū)供水小于需水，開封是一個嚴(yán)重缺水的地方，工農(nóng)業(yè)用水、居民生活用水最大，經(jīng)濟的發(fā)展必須要在工農(nóng)業(yè)用水方面得到足夠的水量，否則，就會影響城市的發(fā)展。今后應(yīng)加速現(xiàn)有工程配套，在有條件的情況下增建必要的大型水利工程，還可因地制宜，充分利用新建的水利工程解決其缺水問題，以逐步提高供水能力。