河北省邯鄲市復(fù)興區(qū)地表水資源量的研究初報(bào)

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摘要 基于邯鄲市第3次水資源評(píng)價(jià)收集的1956—2016年系列降雨徑流資料以及評(píng)價(jià)成果基礎(chǔ)上，進(jìn)一步對(duì)邯鄲市復(fù)興區(qū)地表水資源量和時(shí)空分布變化進(jìn)行研究與分析，主要研究包括地表水總量、分鄉(xiāng)鎮(zhèn)地表水資源量、年代變化分析、合理性分析和與邯鄲市3次評(píng)價(jià)成果對(duì)比等。

關(guān)鍵詞 地表水；無(wú)水文站；年際變化；合理性

中圖分類號(hào)：TV213.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 文章編號(hào)：2095–3305（2023）12–0-03

Preliminary Study on Surface Water Resources in Fuxing District， Handan City， Hebei Province

Li Shan （Hebei Handan Hydrology and Water Resources Survey and Research Center， Handan， Hebei， 056000）

Abstract Based on the third water resources evaluation collected in 1956～2016 series of rainfall runoff data and evaluation results， further to Handan city Renaissance area surface water resources and research and analysis， the main research including surface water， township surface water resources， s change analysis， rationality analysis and comparison with Handan city three evaluation results， etc.

Key words Surface water; No hydrological station; Interannual change; Rationality

地表水資源量是指河流、湖泊等地表水體中由自然降水形成的、可以逐年變化的動(dòng)態(tài)水量。根據(jù)邯鄲市復(fù)興區(qū)的實(shí)際情況，按照《全國(guó)水資源調(diào)查評(píng)價(jià)技術(shù)細(xì)則》對(duì)地表水資進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)計(jì)算與分析研究。按照《細(xì)則》要求，水資源量系列長(zhǎng)度應(yīng)與降水量系列保持一致[1]。

由于復(fù)興區(qū)屬于無(wú)水文站控制區(qū)域，根據(jù)其地理地貌特征，將復(fù)興區(qū)分成2個(gè)水資源分區(qū)進(jìn)行分析和研究，即為子牙河平原水資源分區(qū)和子牙河山區(qū)水資源分區(qū)。水資源分區(qū)計(jì)算單元可利用水文模型或自然地理特征相似地區(qū)的降水與徑流關(guān)系，由降水系列推求徑流系列，求得計(jì)算單元的逐年地表水資源量[2-3]。

1 資料與方法

1.1 區(qū)域概況

河北省邯鄲市復(fù)興區(qū)位于河北省南部，邯鄲市區(qū)西部，地理坐標(biāo)為東經(jīng)114°41′～114°47′E，36°56′～36°66′N，北部與叢臺(tái)區(qū)相鄰，東部和南部與邯山區(qū)相鄰，西部與峰峰礦區(qū)和武安市接壤。與鄭州、石家莊、濟(jì)南、太原4個(gè)省會(huì)城市的距離均在200 km左右，與北京、天津的距離均在500 km以內(nèi)。復(fù)興區(qū)目前有1個(gè)鎮(zhèn)、2個(gè)鄉(xiāng)、8個(gè)街道辦事處，共有45個(gè)城市社區(qū)、15個(gè)農(nóng)村社區(qū)、41個(gè)行政村和37萬(wàn)人口，區(qū)域面積為137 km2。復(fù)興區(qū)境內(nèi)有輸元河、渚河、沁河3條季節(jié)性天然河流，均屬于海河流域子牙河水系滏陽(yáng)河的支流。

1.2 地表水資源量計(jì)算方法

1.2.1 子牙河平原地表水資源量計(jì)算 采用河北省水資源3次評(píng)價(jià)研究確定的降水徑流關(guān)系，即：山前平原區(qū)“P年～R年”關(guān)系來(lái)推求復(fù)興區(qū)子牙河平原地表水資源量。具體計(jì)算方法為：首先計(jì)算該區(qū)逐年平均年降水量，然后用該區(qū)的多年平均降水量，從山前平原區(qū)“P年-R年”關(guān)系圖查算出逐年的地表水徑流深，即可求得山前平原區(qū)1956—2016年逐年的地表水資源量。山前平原降雨徑流關(guān)系見(jiàn)圖1。水資源分區(qū)內(nèi)各鄉(xiāng)鎮(zhèn)的地表水資源量的計(jì)算主要是通過(guò)縮放子牙河平原年徑流深按面積比和降水量比實(shí)現(xiàn)的。1.2.2 子牙河山區(qū)地表水資源量計(jì)算 復(fù)興區(qū)子牙河山區(qū)屬于漏水區(qū)，此區(qū)的徑流特點(diǎn)是：各支流均為季節(jié)性河流，河道及大部分集水區(qū)漏水嚴(yán)重且地下流域有不閉合情況，洪水呈現(xiàn)陡漲陡落，基本無(wú)基流或基流時(shí)間很短，降水產(chǎn)生的徑流有一部分漏入地下，以地下水的形式匯入滏陽(yáng)河干流。

以子牙河山區(qū)修正后的天然年徑流量，減去南、北洺河非漏水區(qū)的天然年徑流量，即為子牙河山區(qū)漏水區(qū)的逐年徑流量系列。計(jì)算公式為：

W子山漏=W子山-∑W非（1）

其中：W子山漏為子牙河山區(qū)漏水區(qū)的天然年徑流量（億m3），W子山為子牙河山區(qū)天然年徑流量（億m3），∑W非為子牙河山區(qū)非漏水區(qū)天然年徑流量（億m3）。

由于復(fù)興區(qū)各鄉(xiāng)鎮(zhèn)降水量在地區(qū)上的分布上有所差異。為平衡起見(jiàn)，在計(jì)算復(fù)興區(qū)行政分區(qū)的水資源量時(shí)，采取了以復(fù)興區(qū)面降水量與區(qū)內(nèi)行政分區(qū)的面降水量進(jìn)行縮放的方法解決。計(jì)算公式為：

W漏行政分區(qū)＝W滏漏/P滏漏降水總量×P漏行降水總量（2）

其中，W漏行政分區(qū)為滏陽(yáng)河漏水區(qū)內(nèi)某一行政分區(qū)徑流量（億m3），W滏漏為滏陽(yáng)河山區(qū)漏水區(qū)徑流量（億m3），P滏漏降水總量為滏陽(yáng)河山區(qū)漏水區(qū)降水總量（億m3），P漏行降水總量為滏陽(yáng)河漏水區(qū)內(nèi)某一行政分區(qū)降水總量（億m3）。

1.2.3 復(fù)興區(qū)主城區(qū)地表水資源量計(jì)算方法 從20世紀(jì)80年代初期開(kāi)始，隨著城市建設(shè)的高速發(fā)展，城市人口高度集中，樓、堂、館、所密集，市區(qū)道路及房屋等地面建筑越來(lái)越多。尤其是近十幾年來(lái)，城區(qū)開(kāi)發(fā)利用強(qiáng)度增加且面積不斷擴(kuò)大，形成的城區(qū)不透水面積及所占城區(qū)面積的比例越來(lái)越大，導(dǎo)致城區(qū)降雨徑流關(guān)系也發(fā)生明顯變化。因此，城區(qū)的地表水資源量必須采用適合城區(qū)的暴雨產(chǎn)流計(jì)算方法進(jìn)行推求。

城區(qū)地表水資源量依據(jù)《華北山前平原城區(qū)雨洪預(yù)報(bào)及資源利用關(guān)鍵技術(shù)研究》的成果進(jìn)行計(jì)算。采用的城區(qū)綜合暴雨徑流計(jì)算公式為：

R=1.198PI2.152-7.33I2.211+0.50（3）

其中，I為不透水面積比（%），R為次徑流深（mm），P為次降雨量（mm）。

計(jì)算步驟為：首先調(diào)查或量算城區(qū)不透水面積，其次整理城區(qū)1956—2016年61年系列年降水量的逐年年內(nèi)次降水量資料（年內(nèi)次降水量的計(jì)算原則是：非汛期根據(jù)逐日降水量表，用日雨量代替次降水量。汛期根據(jù)降水量摘錄表，進(jìn)行場(chǎng)次分割后求出次降水量，降水量大于15 mm時(shí)即參加計(jì)算。）。然后，計(jì)算年內(nèi)各次降水產(chǎn)生的徑流深，累加計(jì)算年徑流量，由此便可得到城區(qū)的年徑流量系列。

本次城區(qū)面積僅統(tǒng)計(jì)不透水面積比＞30%的城區(qū)面積，其他城區(qū)面積按非城區(qū)對(duì)待。根據(jù)邯鄲市2008—2020年城市總體規(guī)劃，本次復(fù)興區(qū)城區(qū)綠化覆蓋率采用40%，即不透水面積比采用0.6。

邯鄲城區(qū)設(shè)有張莊橋水文站，有較好的1956—2016年的降水觀測(cè)資料。本次選用該站歷年的降水量資料，代表復(fù)興區(qū)城區(qū)相應(yīng)年份的面降水量，并按要求逐一求取次降水量與次徑流深，匯總計(jì)算城區(qū)的年徑流深和年徑流量。

2 現(xiàn)狀地表水資源量計(jì)算成果及分析

2.1 現(xiàn)狀地表水資源量計(jì)算成果

復(fù)興區(qū)1956—2016年多年平均地表水資源量為1 070.5萬(wàn)m3，折合徑流深為78.0 mm。其中，子牙河山區(qū)地表水資源量為680.9萬(wàn)m3，折合徑流深為82.7 mm；子牙河平原地表水資源量為389.6萬(wàn)m3，折合徑流深為71.0 mm。分鄉(xiāng)鎮(zhèn)地表水資源量成果及特征值見(jiàn)表1，復(fù)興區(qū)水資源分區(qū)地表水資源量成果及特征值見(jiàn)表2。

2.2 地表水資源量的年代變化分析

在1956—2016年61年的地表水資源量系列中，各年代的豐枯變化大體與降水相同，但受降水的分配規(guī)律及下墊面因數(shù)的綜合影響，豐枯變化程度更為突出。全區(qū)1956—1959、1960—1969年平均地表水資源量比61年系列均值分別偏多81.8%和49.6%；1970—1979、1980—1989、1990—1999、2000—2009和2010—2016年平均地表水資源量比61年系列均值分別偏少14.8%、14.4%、15.5%、25.9%和17.0%（圖4）。

2.3 合理性分析

依據(jù)各分區(qū)同步期的降水、徑流2個(gè)要素及徑流系數(shù)α值，分析論證各水文要素和統(tǒng)計(jì)參數(shù)地區(qū)分布的合理性。復(fù)興區(qū)水資源分區(qū)地表水資源合理性檢查情況見(jiàn)表3。從表3中分析可知，本次評(píng)價(jià)得到的分區(qū)地表水資源量系列的統(tǒng)計(jì)參數(shù)基本合理，降水徑流的地區(qū)分布規(guī)律與實(shí)際情況也相對(duì)應(yīng)。

3 現(xiàn)狀地表水資源量數(shù)量成果比較

復(fù)興區(qū)1956—2016年系列與1980—2016年系列現(xiàn)狀條件下的地表水資源量成果與邯鄲市評(píng)價(jià)中復(fù)興區(qū)系列成果比較均偏小。其中子牙河山區(qū)、子牙河平原成果與邯鄲市成果比較也均偏小。且偏小程度在合理范圍之內(nèi)，復(fù)興區(qū)地表水資源量評(píng)價(jià)成果與邯鄲市評(píng)價(jià)成果對(duì)比見(jiàn)表4。

4 建議

（1）強(qiáng)化水資源保護(hù)措施是確保復(fù)興區(qū)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵一步。盡管該地區(qū)的地表水資源相對(duì)有限，但通過(guò)一系列有針對(duì)性的措施，可以有效地解決水資源緊缺問(wèn)題。針對(duì)高耗水行業(yè)，需要制定限制性政策，以控制其發(fā)展。通過(guò)設(shè)定嚴(yán)格的水資源利用配額和排放標(biāo)準(zhǔn)，可以限制這些行業(yè)對(duì)水資源的過(guò)度消耗，推動(dòng)其提高用水效率，轉(zhuǎn)向更加節(jié)水型的生產(chǎn)方式。同時(shí)，鼓勵(lì)發(fā)展節(jié)水型產(chǎn)業(yè)和技術(shù)是關(guān)鍵。相關(guān)部門(mén)應(yīng)鼓勵(lì)企業(yè)采用先進(jìn)的節(jié)水技術(shù)，從而減少用水量，提高資源利用效率。

（2）更新降雨徑流計(jì)算模型至關(guān)重要。城市的建設(shè)和人口增長(zhǎng)會(huì)影響地表水流動(dòng)性，導(dǎo)致徑流產(chǎn)生的變化。因此，科學(xué)、準(zhǔn)確的降雨徑流計(jì)算模型對(duì)于合理規(guī)劃城市排水系統(tǒng)、防洪設(shè)施等至關(guān)重要。相關(guān)部門(mén)應(yīng)聯(lián)合研究機(jī)構(gòu)和專家團(tuán)隊(duì)，不斷更新和優(yōu)化降雨徑流計(jì)算模型，以適應(yīng)不斷變化的城市環(huán)境。

（3）綠色基礎(chǔ)設(shè)施在城市水資源管理中扮演著重要角色。生態(tài)公園、雨水花園、滲透性路面等綠色基礎(chǔ)設(shè)施可以提高城市的雨水滯留和滲透能力，減少?gòu)搅骱秃樗漠a(chǎn)生。這些設(shè)施不僅可以美化城市環(huán)境，還可以改善水文條件。在城市規(guī)劃中應(yīng)當(dāng)充分考慮這些因素，將綠色基礎(chǔ)設(shè)施納入城市布局，從而有效地提高水資源的可持續(xù)利用率。

（4）數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)和透明度是制定科學(xué)決策的基礎(chǔ)。建立全面的數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括降水觀測(cè)資料、水資源利用數(shù)據(jù)等，有助于更準(zhǔn)確地分析水資源情況、趨勢(shì)和變化。這些數(shù)據(jù)應(yīng)當(dāng)向公眾開(kāi)放，以增加政策制定的透明度，讓市民了解水資源的狀況，促進(jìn)公眾參與和合作。

（5）長(zhǎng)期規(guī)劃和應(yīng)急響應(yīng)是水資源管理的2個(gè)重要方面。在長(zhǎng)期規(guī)劃中，相關(guān)部門(mén)應(yīng)結(jié)合歷史數(shù)據(jù)和趨勢(shì)，制定科學(xué)的水資源管理策略，確保資源的合理利用和分配。同時(shí)，建立應(yīng)急響應(yīng)機(jī)制，明確各個(gè)部門(mén)的職責(zé)和應(yīng)對(duì)措施，以應(yīng)對(duì)突發(fā)水資源緊張狀況。

（6）人口和土地利用規(guī)劃與水資源管理密切相關(guān)。隨著城市建設(shè)和人口集中，土地利用和人口分布會(huì)影響水資源的供需關(guān)系。因此，在城市規(guī)劃中，應(yīng)合理規(guī)劃土地用途，避免過(guò)度開(kāi)發(fā)導(dǎo)致水資源過(guò)度利用。人口分布也應(yīng)考慮水資源供應(yīng)能力，應(yīng)避免人口過(guò)度聚集造成水資源緊張。

總之，通過(guò)強(qiáng)化水資源保護(hù)措施、更新降雨徑流計(jì)算模型、推進(jìn)綠色基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、加強(qiáng)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)與透明度、制定長(zhǎng)期規(guī)劃和應(yīng)急響應(yīng)機(jī)制，以及合理的人口和土地利用規(guī)劃，可以使得復(fù)興區(qū)有效地應(yīng)對(duì)水資源挑戰(zhàn)，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

5 結(jié)束語(yǔ)

復(fù)興區(qū)屬于無(wú)水文站控制地區(qū)，通過(guò)采用河北省水資源3次評(píng)價(jià)研究確定的降水徑流關(guān)系，可以求出復(fù)興區(qū)子牙河平原地表水資源量。復(fù)興區(qū)子牙河山區(qū)地表水量則沿用邯鄲市3次評(píng)價(jià)中子牙河山區(qū)復(fù)興區(qū)部分計(jì)算方法，根據(jù)此次不同的面積和降水量進(jìn)行總量的調(diào)整。

通過(guò)對(duì)分析、比較復(fù)興區(qū)地表水成果的合理性與成果，發(fā)現(xiàn)分區(qū)地表水資源量系列的統(tǒng)計(jì)參數(shù)基本合理，降水徑流的地區(qū)分布規(guī)律與實(shí)際情況也相對(duì)應(yīng)。復(fù)興區(qū)地表水資源量成果與邯鄲市評(píng)價(jià)中復(fù)興區(qū)成果相比偏小，但在合理范圍之內(nèi)。

參考文獻(xiàn)

[1] 王淑紅，張鈺，王大超，等.1956—2016年渭河支流葫蘆河流域徑流及降水的年際變化特征[J].冰川凍土，2018，40（2）： 370-377.

[2] 史慧敏.近50 a桃河上游降水及徑流演變特性[J].山西水土保持科技， 2023（1）：47-50.

[3] 劉晶，嚴(yán)寶文，王雙銀，等.禿尾河流域徑流對(duì)降水變化的響應(yīng)特征[J].干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究，2017，35（4）：153-159.