南水北調(diào)中線核心水源區(qū)水資源安全評價與調(diào)控措施研究

趙 慶

（南陽市水土保持監(jiān)測站，河南 南陽 473000）

1 研究概況

1.1 研究區(qū)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(qū)，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(diào)核心水源區(qū)（河南轄區(qū)）屬于丹庫緊鄰區(qū)域，主要分布在淅川縣境內(nèi)。

1.2 研究方法

1.2.1 水資源生態(tài)足跡計(jì)算

水資源生態(tài)足跡是利用均衡因子、產(chǎn)量因子、產(chǎn)水模數(shù)等指標(biāo)將維持人類生存及生態(tài)環(huán)境穩(wěn)定所需要的水資源量轉(zhuǎn)化為可以在不同區(qū)域間進(jìn)行橫向比較具有生物生產(chǎn)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(qū)域的水資源生態(tài)足跡，N 即研究區(qū)域的總?cè)藬?shù)，efW即研究區(qū)域內(nèi)人均水資源生態(tài)足跡，aW即均衡因子，WW即研究區(qū)域內(nèi)人均水資源消費(fèi)，PGW是水資源平均產(chǎn)能。

1.2.2 水資源生態(tài)承載力計(jì)算

該地區(qū)水資源開發(fā)利用率不得超過水資源生態(tài)承載力的40%。其公式為（2）式：

ECW是區(qū)域水資源生態(tài)承載力，ecW是研究區(qū)域人均水資源生態(tài)承載力，λLW是水資源產(chǎn)量因子，QW是水資源總量。

1.2.3 水資源安全評價指標(biāo)

進(jìn)行水資源生態(tài)盈虧計(jì)算是開展研究區(qū)水資源安全評價的基礎(chǔ)，計(jì)算方法如式（3）：

據(jù)公式（3）進(jìn)行水資源安全狀況評價，若為“負(fù)”則區(qū)域水資源呈現(xiàn)不安全狀態(tài)，若為“正”則呈現(xiàn)安全狀態(tài)。

1.3 數(shù)據(jù)來源

其中社會經(jīng)濟(jì)、土地利用、人口等數(shù)據(jù)，來源于2006-2020年《南陽市統(tǒng)計(jì)年鑒》；水資源數(shù)據(jù)來源于2006-2020 年《南陽市水資源公報(bào)》。

2 結(jié)果與分析

2.1 參數(shù)優(yōu)化與確定

依據(jù)前期研究結(jié)果，本研究中水資源均衡因子為5.19，水資源產(chǎn)量因子為0.819。在研究區(qū)產(chǎn)水模數(shù)方面，擬改進(jìn)傳統(tǒng)方法，結(jié)合每年度的具體來水情況，采用動態(tài)計(jì)算的方法對該參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。

2.2 計(jì)算結(jié)果

根據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)資料及公式（1）～（3），通過計(jì)算研究區(qū)2006-2020年水資源安全狀況相關(guān)指標(biāo)。

2013 年人均水資源生態(tài)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(tài)承載能力達(dá)到高峰0.779 2 hm2，2014年達(dá)到低點(diǎn)0.156 3 hm2。在人均水資源生態(tài)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(diào)核心水源區(qū)（河南轄區(qū)）水資源呈現(xiàn)赤字狀態(tài)，占總年份的20.00%。

繼續(xù)分析水資源狀況，運(yùn)用線性回歸分析在origin2019 中繪制南水北調(diào)核心水源區(qū)（河南轄區(qū)）2006-2020 年間相關(guān)指標(biāo)趨勢圖，對南水北調(diào)核心水源區(qū)（河南轄區(qū)）水資源的可持續(xù)利用發(fā)展?fàn)顩r進(jìn)行具體分析。

2006-2020 年，研究區(qū)人均水資源生態(tài)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(tài)承載能力年際間波動很大，多年來整體呈現(xiàn)下降趨勢；人均水資源生態(tài)盈虧每年都有很大波動，且隨著時間推移總體呈擴(kuò)大趨勢。

在SPSS 中，對研究區(qū)水資源可持續(xù)利用指標(biāo)進(jìn)行Pearson相關(guān)分析可知：人均水資源生態(tài)盈虧與人均水資源生態(tài)承載力密切相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.963。結(jié)合公式（2）與公式（3）可知，南水北調(diào)核心水源區(qū)（河南轄區(qū)）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(jié)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(jì)515.95 km2，水域面積497.85 km2，其中170 m 土地征收線以內(nèi)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(qū)情況分析

丹江口水庫水域范圍被整體劃定為調(diào)水水源地保護(hù)區(qū)，屬一級水功能區(qū)。丹江口水庫（河南轄區(qū)）飲用水水源保護(hù)區(qū)面積1 595.89 km2，具體分級情況如下：一級保護(hù)區(qū)47.06 km2，其中陸域面積2 km2，水域面積45.06 km2。二級保護(hù)區(qū)253.57 km2，其中陸域面積96.15 km2，水域面積157.42 km2。準(zhǔn)保護(hù)區(qū)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(qū)位于秦嶺的南部邊緣，庫區(qū)地形主要特點(diǎn)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(diào)控措施研究

3.2.1 水量調(diào)控措施

在水量調(diào)控方面，考慮在庫區(qū)上游鄉(xiāng)鎮(zhèn)，重點(diǎn)開展水土保持重點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)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(tǒng)謀劃項(xiàng)目實(shí)施

①通過坡改梯，提高土地產(chǎn)出率，提高經(jīng)濟(jì)效益，增加群眾收入。②對疏幼林地實(shí)行封育管護(hù)和疏林補(bǔ)植，提高植被覆蓋率，以改善生態(tài)環(huán)境。③通過工程措施，形成節(jié)節(jié)攔蓄的工程防護(hù)體系。④對一些自然條件差的區(qū)域，采取封禁預(yù)防措施，加快生態(tài)自我修復(fù)。⑤對相關(guān)人員進(jìn)行技術(shù)培訓(xùn)，建立完善的組織管理服務(wù)體系。

3.2.1.2 突出水土保持工程的整體性，均衡謀劃項(xiàng)目布局

①堅(jiān)持以生產(chǎn)用地整治為核心，重點(diǎn)治理坡耕地，在15°以下的坡耕地進(jìn)行高標(biāo)準(zhǔn)的坡改糧梯，同時結(jié)合坡面水系工程，提高土地生產(chǎn)力。②對荒山荒坡采取穴狀整地和水平溝整地相結(jié)合的方式，營造水保林，在保障群眾糧食安全的基礎(chǔ)上，發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)增加群眾收入。③對生態(tài)用地，通過封禁管護(hù)，促進(jìn)植被的快速恢復(fù)。④采取塘堰整治等工程措施，進(jìn)行溝道防護(hù)，攔截入庫泥沙，保護(hù)沿岸耕地，減少面源污染。

3.2.2 水質(zhì)調(diào)控措施

3.2.2.1 建設(shè)范圍

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

3.2.2.2 調(diào)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(hù)工程，新建防護(hù)欄桿、防浪墻、部分電箱及監(jiān)測設(shè)備等移位，景觀樹移栽等。②優(yōu)質(zhì)水資源。重點(diǎn)采取管理措施對各類資源開發(fā)、生態(tài)建設(shè)和恢復(fù)等項(xiàng)目進(jìn)行分類管理。③宜居水環(huán)境。加快庫區(qū)周邊建制鎮(zhèn)生活污水管網(wǎng)設(shè)施建設(shè)，確保匯水范圍內(nèi)村莊污水接管、污水管網(wǎng)及處理設(shè)施覆蓋所有自然村；推進(jìn)水庫匯水范圍內(nèi)農(nóng)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(qū)周邊種植業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整相結(jié)合，建設(shè)環(huán)丹江口水庫的生態(tài)有機(jī)食品圈。④健康水生態(tài)。嚴(yán)格控制丹江口水庫生物多樣性優(yōu)先區(qū)域開發(fā)；合理實(shí)施水生生物增殖放流，保護(hù)庫區(qū)天然魚類資源種群數(shù)量；加快開展物種基因收集、保存、擴(kuò)繁，構(gòu)建流域魚類種質(zhì)資源庫，加強(qiáng)珍稀特有水生生物保護(hù)。⑤先進(jìn)水文化。建議充分利用丹江口水庫周邊已建設(shè)的南水北調(diào)中線工程紀(jì)念館、丹江移民民俗博物館、南水北調(diào)移民展覽館以及南水北調(diào)干部學(xué)院等，充分展示丹江口水庫發(fā)展歷史、移民文化。⑥科學(xué)水管理。持續(xù)落實(shí)河（湖）長制度，確保責(zé)任制度體系健全，跨區(qū)、跨界河湖持續(xù)推進(jìn)聯(lián)防聯(lián)控機(jī)制體系。

4 結(jié)語

2006-2020 年間，研究區(qū)約80.00% 的年份淡水資源呈盈余，現(xiàn)階段南水北調(diào)核心水源區(qū)（河南轄區(qū)）水資源可持續(xù)發(fā)展整體形勢較好。水量充沛和水質(zhì)達(dá)標(biāo)是保障南水北調(diào)核心水源區(qū)水資源安全的關(guān)鍵，庫區(qū)上游的水土保持工程結(jié)合庫區(qū)周邊“幸福河湖”建設(shè)是未來水資源安全的重要調(diào)控措施。