（水利工程专业论文）云南省水资源演变情势分析研究.pdf

四川大学工程硕士学位论文 云南省水资源演变情势分析研琵 551 毫， 64 i 云南省水资源演变情势分析研究 专业领域：水利工程 研究生：郭有安指导教师：梁川、黄英 摘要：人口、资源、环境协调可持续发展是经济社会实现可持续 发展的支撑基础，水是生命之源，是云南经济社会发展的重要战略资 源，水多、水少、水脏、水浑四大问题，日益成为制约我省经济社会 发展的重要因素，困扰着云南经济社会的健康发展，为了进一步贯彻 落实国家新时期的治水方针，着力解决新时期水资源的开发、利用、 配置、节约、保护和治理等重大问题，加强水资源科学管理，适应经 济社会发展和水资源供求状况的变化，通过分析、预测未来3 0 年我省 水资源变化情势，为水资源优化配置、合理开发、有效保护、高效利 用、综合治理、可持续利用等提供科学依据。 本文基于云南省1 9 5 6 2 0 0 0 年全省水资源系列及分区水资源系 列，对影响水资源的主要因素，如降水、蒸发、河川径流及需用水量， 采用统计、回归分析、时间序列分析、灰色预测、降雨径流分析等 方法，对云南省水资源演变情势进行分析研究，并提出规划水平年 2 0 1 0 、2 0 2 0 、2 0 3 0 年水资源可能变化趋势，为云南省水资源调查评价 的演变趋势分析提供技术支撑。 关键词：水资源、序列、分析、预测、演变情势 四川大学工程硕士学位论文云南瘩水资源演变情势分析研究 r e s e ar c ho nt h ec h a n gin gt e n d e n c yo fw a r er r e s o u r c e siny u n n a np r o vin e e m a i o r ：h y d r o ii oe n g i n e e ri n g p o s t g r a d u a t e ：g u o y o u a n t u t o r ： l i a n gc h u a n 、 h u a n g y in g a b s t r a c t ： t od e v e l o pw i t hp o p u l a t i o n 、n a t u r a lr e s o u r c e sa n d e n v i r o n m e n tc o o r d i n a t e l yi st h eb a s e o fe c o n o m ya n d s o c i e t ys u s t a i n a b l i l y 。h o w e v e r ，t h e w a t e ri st h e f o u n t a i n h e a do f1if ea n dist h ei m p o r t a n ts t a g er e s o u r c e r e l a t e dt ot h ed e v e l o p m e n to fe c o n o m ya n ds o c i e t y i n y u n n a np r o v i r i c e n o w f o u rp r o b l e mo fw a t e re x c e s s i v e 、 1 a c ko fw a t e r 、w a t e rp u l a t i o n 、w a t e rt u r b i d ，h a v eb e c o m e a sai m p o r t a n tf a c t o r ，r e s t r i c t e dt h ed e v e l o p m e n to f e c o n o m i ca n ds o c i a l ，p u z z i e dt h ed e v e l o p m e n ti nn o r m a l o fi n y u n n a np r o v i n c es e r i o u s l y ，i n n e wp e r i o d ，i n o r d e rt oc a r r yo u tt h eg o v e r n m e n t sw a t e rp o li c y ，t o a c c o m m o d a t et h ed e v e l o p m e n to fe c o n o m ya n ds o c i e t y ， t oa d a p tt h ec h a n g eo fs u p p lya n dd e m a n ds t a t u so fw a t e r r e s o u r c e s ，w en e e dt or e s o l v e t h e i m p o r t a n tp r o b l e m s s u c ha sh o wt oe x p l o i t ，u s e ，c o n f i g u r e ，e c o n o m i z e ， p r o t e c tt h ew a r e rr e s o u r c e s m o r e o v e r ，w ea l s on e e dt o 2 四川大学工程硕士学位论文云南省水资源演变情势分析研究 s t r e t h e nt h em a n a g e m e n to ft h ew a t e rr e s o u r c e s s c i e n t i f i c a l l y a c o r d i n gt o t h ed e v e l o p m e n to ft h es o c i e t ya n dt h e v a r i a t i o no ft h ed e m a n ds t a t u so ft h ew a t e rr e s o u s e s ， t h i s p a p e rp r o v 内e t h eb a s i so n o p t i m i z i n g c o n f i g u r a t i o n ，r e a s o n a b l ee x p l o i t a t i o n ，a v a i l a b l e p r o t e c t i o n ，e f f e c t i v eu s a g e ，i n t e g r a t i v em a n a g e m e n t ， a n ds u s t a i n a b l eu t i l i z a t i o no ft h ew a t e rr e s o u r c e sb y f o r e c a s t i n g t h en e x t3 0y e a r s p o s s i b l ec h a n g i n g d i r e c ti o n b a s e do nt h er e g i o n a l w a t e rr e s o u r s e ss e r i e so f y u n n a np r o v i n c ed u r i n g 1 9 5 6t o2 0 0 0 ，u s i n gt h em e t h o d o fs t a t is t i c s 、r e g r e s s i v ea n a l y s i s 、t i m e s i e r i e s a n a l y s i s 、g r a yf o r e c a s t 、r a i n o f f f l o wc o u p l i n g ，t h i s p a p e ra n a l y z e s t h em a i nf a c t o rw h i c hi n f l u e n c e t h e w a t e rr e s o u r s e s ，s u c ha sr a i n o f f 、r i v e rs t r e a m 、d e m a n d a n ds u p p l y ，d o e ss o m er e s e a r c ho nt h et e n d e n c yo f w a t e r r e s o u r c e s ，a n dp o i n t s o u tt h e p o s s i b l et e n d e n c y o f p r o g r a m m i n gy e a r s u c ha s2 0 1 0 、2 0 2 0 、2 0 3 0 ，a f f o r dt h e t e c h n o l o g ys u p p o r t f o rt h ea c e s s e m e n to fy u n n a n k e yw o r d ：w a t e rr e s o u r c e s 、s e r i e s 、a n a l y z e ，f o r e c a s t 、 c h a n g et e n d e n c y 3 四川大学工程硕士学位论文云南省水资源演变情势分析研究 j 前言 水资源是地球上一切生物赖以生存的最重要的物质和环境组成要 素中最活跃的因素，作为区域国民经济和社会发展的物质基础之一， 实现水资源持续开发利用和管理已成为社会发展的必然要求和最佳选 择。 1 1 任务由来 随着我国经济社会发展和水资源供求状况的变化，水资源短缺同 益成为国家发展中的严重制约因素，水资源已被列为国家发展中的三 大战略资源之一，水资源可持续利用己成为我国经济社会发展的战略 问题。为了进一步贯彻落实国家新时期的治水方针，适应经济社会发 展和水资源供求状况的变化，着力解决新时期水资源的开发、利用、 配置、节约、保护和治理等重大问题，加强水资源科学管理，提高水 的利用效率，云南省水资源综合规划中明确提出“分析对水资源的形 成和转化起主要作用的主要因素的未来变化趋势，对未来水资源量的 可能变化做出趋势分析与预测”，为云南省水资源优化配置、合理开发、 有效保护、高效利用、综合治理提供科学依据。 1 2 研究目的和意义 研究结合全省水资源综合规划，在深入分析水资源变化主要影响 因素基础上，对未来水资源量的可能变化趋势，作了定性和定量分析 与预测，为全省水资源调查评价中演变情势分析提供了重要的技术支 撑，为今后云南省境内各流域水资源监测、开发利用、优化配置、保 护治理等提供了重要依据，研究结果具有重要参考价值。 1 3 采用分析方法 根据云南省1 9 5 6 2 0 0 0 年全省水资源系列及六大流域分区水资 源系列，对影响水资源的主要因素，如降水、蒸发、河川径流及生产、 6 四川大学工程硕士学位论文 云南省水资源演变情势分析研究 生活、生态用水量，采用统计、回归分析、时间序列分析、灰色预测、 降雨径流分析等方法，对云南省水资源演变情势进行分析研究，并 提出规划水平年水资源可能变化趋势。 2 云南省自然地理及社会经济概况 2 1 云南地形地貌 ( 1 ) 地理位置 云南省地处中国西南边陲，位于北纬2 i 。8 圆一2 9 。1 细黜和东经 9 7 0 3 1 口3 9 口一1 0 6 。1 1 3 4 7 3 之间，北回归线横贯云南南部。云南省基本上 属于低纬度的内陆地区。全省总面积3 8 3 2 万k m 2 ，居全国第八位， 东西横距8 6 5 k m ，南北纵距9 9 0 k m 。东邻广西壮族自族区及贵州省， 北邻四川省，西北紧倚西藏自治区。西部和南部与缅甸、老挝、越南 三个国家毗邻，南临中南半岛诸国的有利区位优势。从而形成了复杂 多样的自然地理环境。 ( 2 ) 地形地貌 云南省地处祖国西南边陲，位于青藏高原东南侧，地形高耸，山 高谷深，地形地貌极为复杂，地势由西北向东南呈阶梯状倾斜，海拔 高差悬殊。 地貌特征表现在：一是高原呈波涛状。高原是中新世后，由印度 板块和西藏板块猛烈碰撞而形成的。全省相对平缓的山区只占总面积 的1 0 左右，大面积的土地高低参差，纵横起伏，但在一定范围内又 有起伏和缓的高原面，发育着各种类型的岩溶地形，又为嘻斯特地貌， 如著名的路南石林就是富有代表性的地区之一。 二是高山峡谷相间，这个特征在滇西北尤为突出。滇西北是云南 主要山脉的策源地。横断山脉纵谷区，高山深谷相问，相对高差较大， 形成著名的滇西纵谷区。高黎贡山为怒江的分水岭，怒山为澜沧江的 分水岭，云岭自德钦至大理为澜沧江与长江上游金沙江的分水岭，各 江强烈下切，形成了极其雄伟壮观的山川骈列，高山峡谷相间的地貌 形态。其中，怒江峡谷是世界上两个最大的峡谷之一。在5 0 0 0 m 以上 7 四川大学工程硕士学位论文 云南省水资源演变情势分析研究 一1。1。_-。_。_。_。-1_。-。_。_。_。_-，。-。_。-_-。-。-_。-一 的高山顶部，常有永久积雪，形成奇异、雄伟的山岳冰川地貌。金沙 江的“虎跳涧”峡谷，也是世界著名峡谷之一。在怒江峡谷、澜沧江峡 谷和金沙江谷中，谷底是亚热带干燥气候，酷热如蒸笼，山腰则清爽 宜人，山顶却终年冰雪覆盖。 三是全省地势自西北向东南分三大阶梯递降。滇西北德钦、中旬 一带是地势最高的一级梯层，滇中高原为第二梯层，南部、东南和西 南部为第三梯层，平均每公里递降6 m 。这种分割层次同从北到南的三 级梯层相结合，纵横交织，把已十分复杂的地带性分布规律，变得更 加错综复杂。 四是断陷盆地星罗棋布。这种盆地及高原台地，在我国西南习称 “坝子”，在云南，山坝交错的情况随处可见。坝子地势平坦，且常有 河流蜿蜒其中，是城镇所在地及农业生产发达地区。全省面积在1 平 方公里以上的大小坝子共有1 4 4 2 个，面积在1 0 0 k m 2 以上的坝子有4 9 个，最大的坝子陆良县，面积为7 7 2k m 2 。 五是山川湖泊纵横。云南不仅山多，河流湖泊也多，构成了山岭 纵横，水系交织，河谷渊深，湖泊棋布的特色。天然湖泊分布在滇中 高原湖盆区的较多，属高海拔的淡水湖泊。 总之，云南是一个多山的省份，但由于盆地、河谷、丘陵、低山、 中山、高山，山原、高原相间分布，各类地貌之间条件差异很大，类 型复杂多样。全省土地面积，按地形看，山地占8 4 ，高原、丘陵约 占1 0 ，坝子( 盆地、河谷) 仅占6 。云贵高原平均海拔2 0 0 0 m 左 右，最高点为滇藏交界的德钦县怒山山脉梅里雪山高峰卡格博峰，海 拔6 7 4 0 m ，最低点在与越南交界的河口县境内南溪河与元江汇合处， 海拔仅7 6 4 m 。 ( 3 ) 主要河流、湖泊 云南特殊的地形地貌，孕育了众多条大小河流，省境内流域面积 在1 0 0 0k m 2 以上的河流有1 0 9 条，在1 0 0 平方公里以上的河流就有 8 8 9 条，其中含8 条干流( 金沙江、南盘江、北盘江、驮娘江即右江、 红河、澜沧江、怒江、独龙江) 及4 3 条省际河流和3 7 条国际河流。河 流水系见图2 一l 。 8 ! 型查兰兰垒塑主学位论文 云南省水资源演变情势分析研究 - 二一- ：! ：= 圈2 1 云南省河蠢水暴盟 云南的河流大都是六大水系的源头或上游，在高山峡谷问奔驰， 水流湍急，礁石横阻，河床落差极大。江河流长，蕴藏着丰富的水能 资源，可拦河筑坝，修建水电站，为国民经济建设提供大量动力。 云南受断层作用，多断层陷落湖，是西南四省中淡水湖泊最多的 地方。大小湖泊共计3 0 余个，总面积约1 0 6 6k m 2 ，占全省总面积的 0 2 8 ，集水面积9 0 0 0 多k m 2 ，总蓄水量约3 0 0 亿m 3 。滇东较大的 湖泊有滇池、抚仙湖、阳宗海、杞麓湖等：滇西最大的湖泊是洱海， 此外还有程海、泸沽湖、剑湖等；滇南主要湖泊有异龙湖、长桥湖、 9 四川大学工程硕士学位论文 云南省水资源演变情势分析研冤 大屯海等。大多数湖泊平均深度在2 0 m 以卜，超过2 0 m 的只有抚仙湖、 刚宗海、程海和泸沽湖。 2 ，2 云南气候特点 云南气候类型多样，宅州分布彳i 均，低纬度低海拔，高纬度高海 拔牛同结合，扩大了整个云南的气候变幅，加上东西两大不同地形的影 响，冉叠加山地的垂直变化，使之形成由南至北的北热带、南亚热带、 中亚热带、北亚热带、暖温带、温带、寒温带等七个气候带。气候要 素受地形的影响而复杂多变，垂直变化突出、立体气候明显、干湿季 节分明、湿度大、降水多；山下温高、雨少、蒸发量大：山顶寒冷、 雨多、湿度大，个别山峰白雪皑皑，终年冰封，形成“一山有网季， 十单不同天”的独特景象。 因受山脉、河谷特殊地形的影响，降水空间分布极为不均，南多 北少，西多东少，年降水量最多的地区是西部大盈江中缅边境一带高 程大丁2 0 0 0 m 的山区，常年年降水量不低于4 0 0 0 m m ；降雨量最少的 是金沙江河谷的奔子栏一带，常年年降水量仅为3 0 0 m m 。 2 3 云南省经济社会发展历程 231 经济发展历程 云南省是一个多民族聚居的省份，境内居住着汉、减、回、彝、 白、哈尼、壮、傣、苗、纳西、景颇等2 6 个民族。全省下辖昆明、衄 靖、玉溪、昭通、楚雄、红河、文山、思茅、西双版纳、大理、保山、 德宏、丽江、怒江、迪庆、临沧1 6 个地( 州、市) ，其中，昆明市为 省辖市。但由于自然、资源分布等各种因素影响，各地州经济发展。卜 分不平衡。 自建国以来，我省国民经济持续增长，2 0 0 0 年国内生产总值达 1 9 5 5 0 9 亿元，较1 9 5 7 年增长约8 9 倍，困内生产总值指数按可比价格 计算，以1 9 5 2 年为1 0 0 计，则2 0 0 0 年达3 4 1 2 7 0 3 】。 o ! 型! 查兰兰堡塑主兰堡丝查 墨查塑查壅塑鲨奎堕堡坌堑堑垄 进入9 0 年代以来，云南省国民经济发展速度加快，年均增长率 达9 3 。 4 0 0 0 3 5 0 0 国 民3 0 0 0 生2 5 0 0 总2 0 0 0 值1 5 0 0 錾。 5 0 0 0 1 9 5 01 9 6 01 9 7 01 9 8 01 9 9 0 2 0 0 0 图2 2 云南省国民生产总值增长指数图 2 3 2 人口、耕地变化历程 ( 1 ) 人口增长及变化情况 自1 9 5 6 年至2 0 0 0 年，全省人口自1 8 6 9 万增长至4 2 0 0 万人【1 】， 年均自然增长率为1 7 6 5 ，进入2 1 世纪以来，年均自然增长率控制 在】以内。2 0 0 2 年未统计，全省总人口4 3 3 3 1 万人，农村人口3 4 8 9 8 2 万人，占全省总人口的8 0 5 ，城镇人口仅占1 9 5 。人口的快速增 长，必须有相应的自然资源作为支撑和保障，同时由于人口增长，对 水资源产汇流机制、供用耗排水及水环境均产生了影响，全省主要人 口聚集区及农业耕作区，水资源情势均发生了相应变化。 全省人口增长历程见图2 3 。 哩坐上主学工程硕士学位论文云南省水资源演变情势分析研究 1 9 5 01 9 6 01 9 7 01 9 8 01 9 9 02 0 0 02 0 1 0 图2 3云南省人口增长历程图 ( 2 ) 土地资源特点及利用现状2 全省土地面积3 8 3 2 万k i n 2 ，居全国第八位，土地面积广阔。按 2 0 0 0 年年术人口计算，人均占有土地面积1 3 6 亩，高于全国同期人均 占有土地面积的水平。省内山地多，平地少。坡度小于8 。、相对平 坦的土地仅占全省土地总面积的8 9 ；坡度在8 。1 5 。的土地占 1 3 7 ；1 5 。2 5 。的土地占3 7 4 ；2 5 。3 5 。的土地占2 8 7 ；大 于3 5 。的陡峭土地占1 0 5 。 全省坡度大于2 5 。的陡坡土地占土地总面积的比例高达3 9 3 ， 尚可丌发利用的宜农荒地资源只有4 2 4 8 万亩，人均仅0 1 0 5 亩，土 地资源的自然分布状况造成省内耕地后各资源不足。土地资源类型 多，地域组合复杂，立体性特征显著，分布较散，使得省内土地利 用分布具有十分明显的山原特点，土地利用类型丰富多样，并且人地 比例、土地开发利用程度、后备资源的分布有显著的地域差异。 全省现有耕地9 6 3 2 4 万亩，其中水田占总耕地面积的2 1 8 ； 望天f = f | 占2 9 ；水浇地占0 7 1 ；旱地占7 4 0 6 ；菜地占o 5 3 。 o o o 0 0 o o 0 0 0 0|蚴删|詈|薰姗o 人数队 四川大学工程硕士学位论文云南省水资源演变情势分析研究 3 云南水资源现状 3 1 水资源特点 云南省水资源量具有总量丰富，出入境水量多，地区分布不均， 年内年际变化大，开发利用低的特点。 ( 1 ) 降水：省内降水受山脉、河谷特殊地形的影响，空间分布不 均。常年降水量为1 2 7 8 6 m m ，变化范围在3 0 0 4 0 0 0 m m 之间。降水地 区差异较大，其分布一般呈南多北少，西多东少；降水量最多的地区是 西部大盈江中缅边境一带高程大于2 0 0 0 m 的山区，常年降水量不低于 4 0 0 0 m m ；少雨区是金沙江河谷的奔予栏一带，常年降水量仅为 3 0 0 m m 。降水干湿季节分明，湿季( 5 1 0 月) 降水占年降水量的7 2 8 5 ；干季( 1 l 次年4 月) 降水占年降水的1 5 2 8 。降水量的年际变 化不大，降水系列变差系数c v 值变化在o 0 8 o 1 2 之间。 ( 2 ) 水资源量：云南省地表水资源量丰富，但地区分布极不均匀， 省内常年自产水资源量2 2 1 0 亿m 3 ，占大气降水的4 5 1 ，从西藏、四 i l 、贵州、广西等省区流入省内的入境水量约1 6 2 5 亿m 3 ；从缅甸、 老挝、越南等邻国流入的入境水量1 0 l 亿m 3 ，全省水资源量仅次于西 臧、四川，居全国第三位。其中流入邻省的约为1 6 3 0 亿m 3 ；流入邻 国的为2 2 8 6 亿m 3 。 ( 3 ) 水资源时空变化特征：地表水资源分布的总趋势是：西多东 少，南多北少，南部红河流域和西部伊洛瓦底江流域国境线一带最高t 盈江县西部可达3 0 0 0 m m 以上：滇中大部分地区在4 0 0 m m 以下，北部 金沙江河谷最少，德钦县的奔子栏仅3 0 m m ，与最高值相差近1 0 0 倍。 地表水资源呈现明显的高低相间地带性分布规律，由西到东可划分为 三个多水带、两个中水带和一个少水带。 由于纵向岭谷特殊地貌格局对该区水分、热量分布产生的重大影 响，省内年径流除具有地带性分布规律外，垂直变化也十分明显，年 径流深随高程的增加而增大。在怒江、澜沧江、红河和金沙江河谷都 存在这种情况。例如，从保山的潞江坝到高黎贡山顶，高差2 0 0 0 多米， 四川大学工程硕士学位论文 云南省水资源演变情势分析研究 水平距离仅1 0 k m 左右，年径流深则从15 0 r n m 增加到近3 0 0 0 m m ；金 沙江河谷东川拱王山北坡，从山脚到山顶水平距离不足2 0 k m ，径流深 从6 0 m m 增加到8 2 0 m m ，相差1 0 多倍，垂直变化远大于水平变化。 在水资源一级分区中，长江、珠江流域的多年平均年径流深均小 于4 0 0 r a m ，最小的是长江流域，为3 8 7 m m ；红河、澜沧江、怒江、伊 洛瓦底江流域均大于5 0 0 r a m ，其中伊洛瓦底江流域最大，为1 4 1 6 m m ： 怒江流域次之，为9 6 8 m r n 。详见表3 一l 。 表3 1云南省分区水资源量统计表 集水面积水资源总量( 万 流域合计 径流深( m m )变差系数 ( k m2 ) 长江1 0 9 5 2 4 64 2 4 0 9 1 23 8 7 ，20 2 0 珠江5 8 6 1 0 82 2 8 9 8 l l3 9 0 70 2 3 红河 7 4 2 4 4 5 4 4 9 0 7 4 0 6 0 4 90 1 7 澜沧江8 8 4 7 8l5 1 6 2 2 9 55 8 3 5 0 1 5 怒江3 3 3 5 83 2 2 8 1 8 69 6 7 7 0 ，1 2 伊洛瓦底江 1 8 9 9 3 22 6 8 9 4 6 71 4 1 6 0 o 1 3 合计3 8 3 2 0 9 22 2 l o l 4 ll5 7 6 ，7 0 1 3 在行政分区中，多年平均年径流深最大的是怒江及德宏州，分别 为15 4 9m m 和1 2 2 l m m ；最小的是楚雄州，仅为2 2 2 m m ，玉溪、昆明、 大理、丽江等地( 州、市) ，为3 0 0 4 0 0 m m 之间，年径流深变差系数 在0 1 4 0 3 9 之间，水资源地区差异极大，年际变化远较降水年际变 化大。 河川径流年际变化：河川径流年际变化较稳定，但年内变化较大， 汛期5 1 0 月径流占全年径流量的8 0 左右，7 8 月为主汛期，多洪 涝、泥石流灾害；枯季1 l 4 月的河川径流量仅占全年的2 0 。 特殊的河流水系分布状况，是云南省水资源空间分布极为不均的 原因之一。坝区主要分布在少水带，普遍存在河流短小，主水匮乏； 高山、峡谷及国境线一带河网发育密度较大，水资源量丰富。 根据1 9 5 6 2 0 0 0 年全省降水量、蒸发量、水资源量系列分析， 4 四川大学工程硕士学位论文 云南省水资源演变情势分析研究 全省降水系列中含1 9 6 5 1 9 7 4 、1 9 9 3 2 0 0 0 年两个相对丰水期， 1 9 5 6 1 9 6 4 一个平水期，1 9 7 5 1 9 9 2 年1 个枯水期。 根据1 9 5 6 2 0 0 0 年全省水资源系列统计分析，全省多年平均自 产水资源量2 2 1 0 亿m 3 ，年变差系数仅为0 1 3 ，年际变化非常稳定， 各水资源分区水资源系列年变差系数仅为o 1 3 o 3 3 之间，分区之间 差异较大。全省水资源量丰枯变化与降水量丰枯变化基本一致，见图 3 2 一】。 圈3 1云南省降水量及水资源量对照图 虽然全省水资源总量丰富，但由于特殊的地形地貌，河流切割较 深，形成地高水低，水土资源极不匹配，水资源可利用量较少，全省 水资源可利用量仅占2 1 8 左右，且主要集中在红河、澜沧江、怒江、 伊洛瓦底江四条国际河流，约占全省可利用量的6 5 左右。 3 2 水资源开发利用现状 ( 1 ) 水利工程现状 至2 0 0 1 年，全省已建成大、中、小型水库5 2 3 2 座，坝塘蓄水 四川大学工程硕士学位论文 云南省水资源演变情势分析研究 上程4 5 9 3 3 件，总库容1 3 7 6 亿m 3 ( 含电站) ，兴利库容1 0 1 8 亿m 3 ； 引水工程2 6 8 5 3 4 处，引水规模4 4 9 1m 3 s ；提水工程13 0 4 6 处，提水 规模5 5 4m 3 s ：调水工程6 处，调水规模4 2m 3 s ：各种水利工程设计 供水能力2 9 7 m 3 s ，现状供水能力为2 4 7m 3 s 。 ( 2 ) 水资源开发利用率 全省六大流域水资源开发利用率较低，全省丌发利用率仅为 5 3 ，其中最高的珠江流域为1 0 3 ，其次是长江流域，为8 ，4 ，最 低为怒江流域，仅为2 5 ，红河、澜沧江伊洛瓦底江流域分别为3 7 、 3 8 29 。各河流水资源开发利率及水资源利用消耗率统计见表3 2 。 表3 - 2云南省水资源开发利用程度分析 地表水水资源总量 用水消 水资源总量 水资源 六人流域供水量水资源量 开发率耗量( 万利用消 ( 万i l l )( 7 一)( z i 一) 耗睾 长江3 7 7 3 6 2 4 2 4 0 9 1 1 8 4 0 2 3 0 6 9 54 2 4 0 9 1 l 5 4 4 i o f j 沧江 2 0 4 7 7 7 5 1 6 2 2 9 5 3 8 0 i 3 1 1 5 7 5 1 6 2 2 9 5 2 5 4 怒江 8 5 2 0 1 3 2 2 8 1 8 6 25 0 5 6 3 1 53 2 2 8 1 8 61 7 4 伊洛瓦底江 8 1 0 2 8 2 6 8 9 4 6 7 2 9 0 5l 9 0 7 2 6 8 9 4 6 7 l9 3 球江2 3 9 7 9 2 2 2 8 9 8 1 0 1 0 3 0 1 5 4 7 4 32 2 8 9 8 1 0 6 7 6 红河l 7 0 4 2 5 4 4 9 0 7 3 9 3 7 0 1 0 9 8 7 74 4 9 0 7 3 9 2 4 5 全省 1 15 8 5 8 52 2 1 0 1 4 0 85 2 4 7 3 4 6 9 4 2 2 1 0 1 4 0 83 3 2 全省主要二级支流中，南盘江开发利率最高，达1 3 1 ，为我省 水资源较为紧缺地区，同时，南盘江也是云南省水资源问题最为突出 的河流之一。 云南省境内流经城市、盆地的河流源头，水资源开发利率较高， 水环境污染严重，如昆明滇池、开远泸江、楚雄龙川江等，2 9 2 0k m 2 的滇池流域水资源开发利用率居全省之最，实际水资源量仅5 7 3 亿 m 3 ，开发利用水资源量是流域自产水资源量的近2 倍，水资源重复利 用率较高，导致滇池生态环境的恶化。 ( 3 ) 六大江河流域水资源开发利用特点 由于特殊地理位置，云南省境内河流水量丰沛，落差大、是水能 四川大学工程硕士学位论文云南省水资源演变情势分析研究 资源最为集中地区，是我国水电能源基地，是云南实施西电东送和云 电外送的重要支柱，云南省六大江河水资源开发利用，源头及支流上 主要以引蓄水工程、水能资源开发利用为主，干流上由于水量集中， 河床比降大，主要以水能资源开发为主，如金沙江虎跳峡段、澜沧江、 南盘江等。 四条国际河流规划兴建水电站约1 2 0 个，理论蕴藏量5 9 1 4 3 万 k w t 5 1 ，己开发利用量仅占总蕴藏量的1 1 ，9 ，占可开发利用量的1 9 4 ， 目前怒江、伊洛瓦底江主要集中在支流上开发，开发利用量不足可开 发利用量的1 ，红河、澜沧江开发利用程度最高，分别占两流域可开 发利用量3 2 、3 3 ，且主要集中在澜沧江干流及一级支流上。 3 3 水资源开发利用中存在主要问题 2 0 0 1 年，全省水资源开发利用率仅为5 7 ，远低于全国平均水 平，水资源开发利用率最高的昆明地区，也只达2 2 。 3 3 1 缺乏全面的水资源规划 全省六大江河中，除南盘江作过流域规划外，我省的水资源综合规 划工作善未进行。由于缺少全局性的水资源综合规划，使得六大流域 内社会生产力布局、国民经济发展与流域或区域水资源开发、利用保 护以及生态环境之间难以有机协调；各流域内水资源的有效利用和合 理配置方案以及中下游的水量定额分配方案缺乏技术依据和法律基 础，水资源的开发、利用、治理、配置、节约和保护缺少宏观指导。 3 3 ，2 区域社会经济的发展对水资源条件考虑不够 农业用水与城市生活、下游生态用水矛盾突出。一是目前全省社 会经济的发展，主要是以扩大农业灌溉面积、增引河川径流量，消耗 水土资源为前提来实现的，这种粗放型农业发展模式，没有将水作为 一种稀缺的、有限的资源加以保护和合理利用，使得浪费水资源的现 象十分严重。二是城市生活用水挤占农业用水现象十分突出，随着城 四川大学工程硕士学位论文 云南省水资源演变情势分析研究 - _ - - - _ _ 一 市化进程加快，原来设计作为农灌水源的蓄水工程纷纷转为城镇供水 水源，2 0 0 1 年水库因转供工业、城市生活用水，导致有效灌溉面积减 少近万亩，如昆明松华坝、楚雄毛板桥、玉溪东风、曲靖潇湘、红河 翡白等水库，导致农业与城市生活用水矛盾加剧。三是大多蓄水工程 调蓄能力有限，原来设计运行中根本没考虑下游生态环境用水需求， 调度运行中又多为蓄清排浑方式，枯期下游生态用水被挤占，环境稀 释水量缺少，导致枯期河流水质明显下降，生态环境恶化、劣变趋势 加剧。四是全省农田灌溉事业发展，农业用水量的不断增加，城市化 进程加快，农业用水与城市生活、下游生态用水矛盾突出，导致了河 道、湖泊生态用水大幅度减少，是河道、湖泊水质恶化的根本原因。 3 3 3 水资源浪费严重 一是干流缺乏控制性骨干调节工程，我省水资源年内分配不均，4 6 月来水量仅占年径流量的2 4 5 ，丽同期灌溉用水约占全年的 3 5 ，由于缺乏控制性调节工程，来、用水过程极不协调，用水矛盾 极为突出。 二是全省绝大多数大中型水库集中在滇中地区，水库群虽多，但 综合利用程度低，渠系布局不合理，工程配套差，地下水开发利用程 度低，蒸发渗漏损失大，水资源浪费严重。目前，全省现有大、中、 小( 一) 型水库5 2 3 2 座，加上小坝塘，设计总库容为1 3 7 5 7 亿m 3 ， 2 0 0 1 年末实际蓄水量9 9 亿m 3 ，扣除电力系统蓄水量3 7 亿m 3 大、中、 小( 一) 型水库蓄水量只占设计总库容的4 8 7 ，供水能力十分有限， 部分地区地下水水位埋深只有2 4 m ，利用条件虽好，但目前全省机 电井眼数2 7 8 4 处，成井规模小，配套不全地下水开采利用程度鞍低， 潜水蒸发损失很大。 三是各灌区灌溉定额很高，全省平均为6 0 0 1 0 0 0 m 3 亩左右， 灌溉定额居高不下的主要原因是：我省大部份灌区地处干热河谷区， 灌溉季节有效降水量很少对作物生长的作用很小；渠系输水效率 偏低，平均渠系水有效利用系数0 6 左右，输水损失水量很大；以 传统的大水漫灌方式为主，灌溉技术水平低，田间损失水量很大： 四川大学工程硕士学位论文云南省水资源演变情势分析研究 水价不合理，未能有效发挥水价对用水的调节作用。 3 3 ，4 水资源统一管理力度不够 进入9 0 年代，水资源管理工作得到不断加强，各地州市相继成立 了水资源统一管理机构，对水资源管理迈出了建设性、实质性的一步， 但目前仍处于区域性水资源的管理，不能适应新“水法”及新时期的 治水思路发展的要求，由于实施流域管理在我省一直是空白，流域管 理体制及机制都未建立，缺乏具体的六大流域水资源统一管理办法和 实施细则等，流域水资源统一管理工作亟待加强。 3 3 5 工程性、资源性、水质型缺水并存 ( 1 ) 长期咀来，由于我省水资源开发存在经济技术等方面的问题， 工程性缺水突出。目前，绝大多数灌区没有控制枢纽设施，水利基础 建设十分薄弱，水利工程供水能力有限。全省仍有5 4 个县市区无一中 型水库；全省现有大、中、小( 一) 型水库5 2 3 2 座，加上小坝塘，总 库容只占全省多年平均自产水量的6 2 ；七十年代以来，城市及工业 用水增长速度很快，而水源工程建设又适应不了经济社会发展，再加 之配套工程不完善，已建成水利工程供水能力难以发挥作用，工程性 缺水仍是我省当前乃至今后一个较长时期内制约经济社会发展的主要 因素之。 ( 2 ) 流域水土资源不平衡，资源性缺水问题突出。一是我省坝子 多分布于支流上，特别是分布于二、三级支流上，除南盘江外，五大 江河干流上基本上无较大河谷锰地，由于河谷深切，水资源开发受经 济技术条件制约，全省水资源可利用总量并不多：而坝区及城市又多 分布于二、三级支流台地上，形成了坝区人口集中，耕地面积大，而 水资源匮乏的局面；2 0 0 1 年末全省耕地面积4 1 7 18 4 万h a ，而有效灌溉 面积仅占3 4 ；二是水资源不合理的开发利用，原始落后的灌溉方式， 导致水资源浪费，更加剧水资源供需矛盾，4 1 7 1 8 4 万h a 耕地面积中， 实施节水灌溉仅为2 8 5 1 9 千h a ，只占总面耕地面积的6 8 3 ，而采用 四川大学工程硕士学位论文 云南省水资源演变情势分析研究 一一一一 _ - _ - _ _ _ _ _ - _ 一 先进的喷滴灌、微灌、低压管灌面积分别只占总耕地面积的o 0 3 7 ， o 0 2 5 和o 4 5 8 ，比例非常低，仍有很大节水潜力。 ( 3 ) 水质型缺水加剧。目前全省绝大部分河流水质良好，但随着 工业、城市的迅速发展，加上对水环境管理力度不够，部分河段的水 质污染与同俱增，而这些被污染的河段又主要集中在水资源短缺的地 区，且水质污染有从支流向干流蔓延的趋势，v 类、劣v 类水质河长 有逐年增加趋势。云南九大高原湖泊中，就有六个水质超过i i i 类标准， 其中二个为v 类和超v 类。滇池因污染严重而被列入全国重点治理的 三湖之一。 3 3 6 水土流失加剧 我省地质条件复杂，断裂规模巨大，构造运动十分剧烈，加之表 层土壤质地疏松，山体稳定性差，同时由于河谷陡峻，降雨强度大 形成的坡面流湍急，极易产生击溅侵蚀、水动力侵蚀和重力侵蚀，造 成严重的水土流失，全省多年平均输沙量为3 2 5 1 2 万吨，较8 0 年代以 前增加2 2 2 。滇东南岩溶山区石漠化加剧，“喀斯特”石漠化面积占 “喀斯特”总面积之比已由新中国成立初期的7 ，上升到现在的3 0 。 与此同时，由于公路、铁路等基础设旖建设和人类经济活动的影响， 六大江河控制站的泥沙含量呈逐年增加的趋势，水土流失直接导致河 道、水库泥沙淤积，病险水库增多，水利工程调蓄能力及供水能力下 降，加剧了工程性缺水和资源性缺水并存的矛盾。 4 水资源演变情势分析基本原理 水资源演变情势分析方法众多，一般依据长系列资料，采用统计 分析，回归分析、时间序列分析、灰色模型、降雨径流等进行分析。 4 1 统计分析 根据长系列降水、分区水资源量等资料，统计不向时段变化趋势 2 0 四川大学工程硕士学位论文云南省水资源演变情势分析研究 分析未来变化趋势 4 2 回归分析法 回归分析法主要用来分析自变量与信变量之间的线性及非线性关 系。根据水资源影响因素不同，选取主要影响因子，建立多元线性回 归方程，分析水资源量及水质长期演变规律。 总体回归模型为：y t2 p o + 屈石+ s t 对模型参数d i 采用最小二乘法估计，则参数p i 为： 6 = ( a + a 7 ) a 7 y 其中： a t 为矩阵a 的转置矩阵。 晷t 8 8 。 x l m 。 x 2 m ? + 工 y = y l y 2 y 。 根据计算结果，对回归方采用显著性检验； f ：i 旦! 竺 s 剩州一m i ) 式中：s 回= ( ，一y - ) 2s ) j = ( y ，一9 ) 2 r = 若f f a = 5 ( n 1 ，n m ，1 ) ，则认为回归方程显著。 4 3 时间序列分析法p 3 q 占2 _ 0 m 水文时间序列q ( t ) ，一般由趋势项l ( t ) 、周期项p ( t ) 、突变 项j ( t ) 和随机项r ( t ) 组成，采用线性分解模型对其进行分析，表 达式如下： x ( t ) = l ( t ) + p ( t ) + j ( t ) + r ( t )( 1 ) 趋势项反映的是水文现象因水文或气象因素而引起的季节性趋势 墨b h i l 一一 四川大学工程硕士学位论文云南省水资源演变情势分析研究 或多年变化趋势；周期项反映的是水文现象的周期性变化规律；突变 项是表示水文现象受到外部突变影响而形成的变化；趋势项、周期项、 突变项反映了水文时问序列变化中的确定性成份，从序列中分离出这 三项后，剩余的就是随机项，随机项r ( t ) 又可分为平稳时间序列s ( t ) 和纯随机项n ( t ) 两项： r ( t ) = s ( t ) + n ( t ) 根据随机项的特点，采用平稳随机序列来分析。 ( 1 ) 趋势项分析 趋势分析的目的是研究时间系列在一定时段内递增或递减的变化 规律，通常采用肯德尔秩相关检验法进行，也可采用线性及非线性趋 势分析法。针对云南省水资源总量系列及降水量系列，采用肯德尔秩 相关检验法，对各站年平均流量系列q 一，q n 进行趋势项分析提取， 其步骤如下： 先确定系列q 1 ，q n 对偶值( q i ，q j ；j i ) ，