滇池流域水资源演变情势分析

1、滇池流域水资源演变情势分析 郭有安(云南省水文水资源局) 2003年6月 摘要： 滇池流域水资源演变情势已引起社会各界广泛关注，根据水资源主要影响因子降水、蒸发及生产、生活用耗水历年变化情况，按不同年段进行了统计分析及趋势检验，对流域内天然径流量和水质的变化进行了探讨，在流域内生产、生活用耗水水量增加情况，揭示了流域水量日益短缺、水质日趋恶化的根本原因，供有关部门及关心滇池问题的专家参考。 关键词：滇池流域 水资源 演变情势 分析 一、流域概况 云南是全国湖泊集中分布的地区之一，形态大小不一的众多湖泊分布在六大水系中，位于昆明市南部的滇池是云南省九大高原湖泊之一，也是全国著名的高原湖泊之一。

2、滇池流域是云南省省会昆明市的所在地，是全省的政治、文化中心，也是云南省人口最稠密、社会经济最发达的地区，随着国民经济和社会迅速发展，人口快速增长和城市规模的不断扩大，流域内的水资源情势发生了很大的变化，水资源供需矛盾突出，入湖河流水量锐减、水质下降、滇池生态环境恶化，湖中凤眼兰、蓝藻等大量繁殖，湖泊富营养化严重，景观及供水等功能下降，已成为全省乃至全国水资源严重短缺、水质型缺水地区，引起了中央领导、有关政府部门的高度重视以及社会各界的广泛关注，并被列为全国重点治理的“三江三湖”之一，其水资源短缺、水质污染已制约着流域内经济社会可持续发展，因此，加强对流域内水资源演变情势进行分析研究，为流域水资

3、源开发利用、合理配置、保护治理、水资源水环境承载能力研究及水资源规划等提供科学依据。 滇池流域地处金沙江水系一级支流普渡河的上游，范围包括昆明市盘龙、五华、西山、官渡四区及呈贡、晋宁、嵩明等县市区部份地区，流域面积2920km2，其中滇池水面面积292 km2，其流域水系见图1。 图1 滇池流域河流水系图 滇池流域也是云南省人口最稠密、社会经济最发达的地区。据2000年统计资料，流域内人口311万人，占全省人口的6.5%，国民生产总值占全省的32%，人均国民生产总值居全省之首，但滇池流域也是全省乃至全国水资源严重紧缺的地区，人均水资源量不足300 m3，资源型和水质型缺水是制约区内经济可持续发

4、展的主要因素之一。 流域内的滇池是一个断层陷落的构造湖泊，地势由北向南逐渐降低，分为山地丘陵、淤积平原和水域三个层次，相对高差1001000mm，具有鲜明的高原地貌自然景观特点，湖体呈弓形，弓背向东，南北长40km，东西宽12.5km，平均湖宽7km，湖岸线长163.2km，北部有天然湖堤海埂将水面隔为南北两个水区，中间有船闸相连，南区称外海，是滇池的主体，北区称草海，1996年于西山龙门村修凿西园隧洞，穿越西山，泄草海湖水及环湖截污水入汇于安宁长坡沙河，最终汇入螳螂川。湖底由北向南倾斜，坡度平缓，中部较平整，属浅水底湖，平均水深4.0m。 由于流域地处长江、珠江、红河三江水系的分水岭地带，入

5、湖河流大多源近流短，常年汇入滇池的河流20余条，均沿湖的北、东、南方向呈向心状汇入湖内，其中集水面积100km2以上的河流有盘龙江、宝象河、洛龙河、大河、东大河、柴河、捞鱼河、新河等8条，流域内为我国磷化工基地，分布有昆阳、海口等磷矿，盘龙江、宝象河等入湖河流流经昆明区、农田和磷矿区，大量氮、磷等物质被带入湖内，导致湖泊富养化。 海口河是滇池唯一的出口河道，湖水出海口河经螳螂川入普渡河汇入金沙江。滇池流域属北亚热带湿润季风气候，主要受西南季风和热带大陆气团昆明贵阳准静止峰的交替影响，年平均气温14.9，多年平均降雨量931.8mm，全年无霜期227天，具有低纬高原的季风气候特征，东无严寒、夏无

6、酷暑，四季如春，干湿分明，垂直差异大的气候特点。 截止2000年底，流域内已建成各类水库136座，总库容4.03亿m3，兴利库容2.47亿m3，其中大型水库有松花坝一座；中型水库为柴河、宝象河、大河、横冲、松茂、东白沙河、西白沙河等7座；小（一）、（二）型水库及小坝塘128座。 二、流域水资源量变化情势分析 流域水资源量是指由当地降水形成的、可以逐年更新的动态水量。根据滇池流域19512000年50年资料系列，进行分析计算。 滇池流域按功能大致分为三个区域，上游水库群控制径流面积1616km2，占全流域的55%，水库群至滇池沿岸占流域面积35%，水面占流域面积的10%。 1降水量变化情势 降水

7、是径流径流形成的基础，是地表水资源形成的最直接最重要的影响因素。滇池流域地处低纬高海拔区，受大气环流和季风影响，干湿季分明，年内分配不均，汛期510月降水占年降水总量的85%左右，单点暴雨和灾害性暴雨频发。 根据流域内19532000年滇池流域降水等值线图成果的分析计算，多年平均降雨量为931.8mm，折合水量27.21亿m3，年最大降水量为1147.6mm，最小降水量为557.8mm。 降水量年际变化大，丰、枯悬殊。最大年降水量比最小年降水量多从20世纪50年代以来降水过程看589 mm，最大年降水量为最小年降水量的2.06倍，最大年降水为多年均值的1.23倍，最小年降水量仅为多年均值的60

8、%。 流域年降水经历了偏丰正常偏枯偏丰4个阶段；从各年段降水看，80年代流域处于枯水期，60年代处于相对丰水期，其余年段属正常偏丰年段，根据肯德尔秩相关检验，各年段无明显增减趋势。详见图2。 根据降水量5年滑动平均值过程线看，经历了19621967年相对增长期；19671981年的相对减少期；19811985年的相对增长期，19851990年的相对减少期，进入90年代以来，整体呈现增加的态势，为相对丰水期。其过程见图3。 进入21世纪以来，流域内降雨量略有减少趋势，根据趋势分析，已进入相对平枯水期，在水资源开发利用及管理保护中需引起高度重视。 2.蒸发演变情势 蒸发是流域水资源主要耗损项，根据

9、流域内海埂、中滩站蒸发观测资料以及昆明、呈贡、晋宁气象站蒸发资料的分析计算，滇池流域内主要代表站点多年平均水面蒸发为1360.8mm，水面蒸发量60年代接近于多年均值，50年代、80年代高于多年均值的5.0%、2.0%，70、90年代降水偏多，流域内水面蒸发低于多年均值的2.1%、2.6%，而80年代降水少，流域内气温偏高，入湖径流小，水面蒸发量大，导致滇池水质急剧下降时期，流域内主要代表站点平均水面蒸发量距平见图4。 3.水量演变情势 （1）入湖水量：经还原计算，滇池流域多年平均陆地天然入湖水资源量6.65亿m3，最大12.53亿m3，最小2.61亿m3，最大与最小相差4.8倍之多。各年代入

10、湖天然水资源量与流域降水过程基本对应，降水量偏大年份，入湖水资源量也相应偏大，其过程见图5。 （2）滇池出湖水量：由于滇池为流域内径流汇集区，滇池出湖水量，即为流域实测径流量，1995年以前，流域内滇池主要由海口河出流，1996西园隧洞工程完工后，增加了出流通道，而根据海口河和西园隧洞出流资料统计，其最大年出湖水量为10.024亿m3，最小年出湖水量为0.237亿m3，多年平均出湖水量为4.286亿m3，70、80年代出湖水量较少，90年代因进入相对丰水期，出湖水量较80年有较大程度增加，这对滇池水环境质量改善起到了积极作用。各年段出湖水量详见表1。 表1 各年段出湖水量统计表 年 代 50年

11、代 60年代 70年代 80年代 90年代 多年平均 出湖水量 4.854 5.052 4.112 2.859 5.650 4.286 较上一年段增减% 4.07% -18.61% -30.46% 97.60% 较多年均值 13.26% 17.87% -4.07% -33.28% 31.83% （3）蒸发损失量 滇池流域蒸发损失量由两部份组成，一部份为滇池水面蒸发损失量，另一部份为流域内陆面蒸散发量。 1）湖水面蒸发损失量：湖面多年平均降雨850.2mm，多年平均蒸发量1360.8mm，降水远远小于蒸发，形成湖面损失量，多年平均损失量510.6mm，折合水量1.53亿m3。最大湖面损失量2.4

12、1亿m3，最小湖面损失量0.48亿m3，湖水面成为流域内亏水区。 2）陆面蒸发：根据流域内水量平衡方程，其多年平均流域蒸散发量为20.56亿m3，其中水面蒸发量3.97亿m3，陆地蒸发量16.59亿m3，折合631.3 mm。 （4）流域内生产、生活耗水量变化情势 滇池流域是云南省政治、文化中心，也是全省经济最发达的地区，据2000年人口的普查资料，流域内总人口311万人，工业发达，国民生产总值520亿元，因此，区内径流受人类活动的影响较大，工农业及生活耗水量大。 1)工业用水耗水量 滇池流域工业用水主要由自来水供水和从滇池提水两部分组成。历年用水过程线及耗水过程如图6所示： 根据昆明市水资源

13、精测万元产值用水量的综合分析及连续三年对8万多家用水户按行业分类分析计算，综合工业耗水系数为0.215，工业多年平均净耗水2582万m3，占耗水总量的19.2%，最大年耗水量4906万m3。从过程线上可看出用水增长分为三段：19561984年为用水平稳增长期，年均增长率为4.96%；19851993年，随着经济快速发展，用水进入快速增长期，年均增长率达17.4%，至1993年，用水量达到2.282亿m3，为历年来之最；自19932000年，随着生产工艺提高和节水技术推广，工业用水逐年下降，进入下降期，年均递减率为3.43%。 而从各年段年均用水量、耗水量看，用水量、耗水量呈现不同程度增长，70

14、年较60年代增长率最大，80年代较70年代增加最小，总体趋势呈现增长态势，多年平均增长率为4.69%。各年段较上一年段增长率见表2： 表2 滇池流域各年段工业用、耗水量统计 时段 年均用水量（万M3） 年均耗水量（万M3） 用水量、耗水量较上一年段增长率 50年代 5095.0 1095.4   60年代 6882.9 1479.8 35.1% 70年代 10225.6 2198.5 48.6% 80年代 13416.1 2884.5 31.2% 90年代 19681.4 4231.5 46.7% 多年平均 12179.5 2618.6 4.69% 伴随着工业用水量增加，各种工业废污

15、水量也相应增大，但工业废污处理达标排放率虽然逐年有所提高，但经处理达标的水量其水质仅为五类水，入湖水源水体质量令人堪忧。 2)农业灌溉用水及耗水量 根据19522000年历年灌溉面积，采用有关分析成果，确定综合灌溉定额为576m3/亩，耗水系数0.89，则流域内多年平均农业灌溉用水量10666亿m3、耗水量0.9493亿m3，农业用水总体上呈增加态势，年均增长率约为3.93%。从各年段看，60、70年代农业用水量增长最快，进入90年代以来，农业用水较80年代减少了4.3%，这与流域内产业结构调整，城市规模扩大、耕地面积减少及农业节水灌溉技术推广的情况是相对应的。各年段农业用水、耗水量增长率详见

16、表3： 表3 滇池流域各年段农业用、耗水量统计 时段 年均用水量（万M3） 年均耗水量（万M3） 用水量、耗水量较上一年段增长率 50年代 3358.1 2988.7 60年代 7643.4 6802.6 127.6% 70年代 12126.1 10792.2 58.6% 80年代 14818.9 13188.8 22.2% 90年代 14187.1 12626.5 -4.3% 多年平均 10666.0 9492.7 3.93% 农业用水量自5080年代持续增长，进入90年代以来，伴随着农业种植结构调整，农业用水量较80年代下降了4.3%，但多年平均农业灌溉回归水近1100万m3，灌溉回归水带

17、来了大量氮、磷入湖，更加大了滇池水质治理的难度。 4)城市生活用水 据昆明市水资源精测结果，居民生活用水、行政办公用水、事业单位、科研用水、绿化、环卫、消防用水等城市生活综合平均耗水率为11%。 滇池流域城市生活用水在1980年以前主要为居民生活用水，以后随着城市发展和人民生活水平的提高，社会服务业、商业、卫生、体育等社会用水也占了相当的比重。根据城市生活发展水平调查分析，1980年以前耗水系数为0.05，1990年以后为0.11，其间为0.07。经计算，城市生活年均耗水量0.034亿m3，年最大耗水量0.1743亿m3，城市生活用水及耗水随城市规模快速发展而增加，其增长大致划分为三个阶段，1

18、982年以前为用水量缓慢增长期，年均增长110万 m3，19831997年为较快增长期，年均增长717万 m3，增长率为12.5%，1998年以后为快速增长期，年均增长1445万 m3，增长率达17.4%。各年生活用水及耗水过程量见图7。   各年段生活用水、耗水量增长率详见下表4： 表4 滇池流域各年段城市生活用、耗水量统计 时段 年均用水量（万M3） 年均耗水量（万M3） 用水量、耗水量较上一年段增长率 50年代 155.6 7.8 60年代 684.9 34.2 340.2% 70年代 1361.9 68.1 98.8% 80年代 3995.8 279.7 193.4% 90年

19、代 10529.9 1158.3 163.5% 多年平均 3659.6 344.4 15.00% 生活用水中，因耗水率低，绝大部份生活污水进入河道，带来大量氮、磷等物质，导致城区主要排污河道污染严重，因此，对城市生活污水集中处理，以保证入湖水体质量。 从工业、农业、生活用用占总用水量比例看，80年代年均生活用水量仅占总用水量的30%，90年下降至20%左右，而工业用水所占比例则呈增加趋势，80年代占总用水量的17%左右，90年代上升至45%左右，至2000年则高达60%，农业用水呈下降趋势，80年代的占52%，90年代则下降至32%，至2000年仅占22%。 三、降雨径流关系分析 根据历年降雨

20、量、天然年径流量，点绘各时段降雨径流关系图，分析流域内因人类活动改变其下垫面条件后，导致降雨径流关系发生的变化情况，如图8所示：   从图中可看出，50、60年代，流域内人类活动影响不大，降雨径流关系基本保持一致，70年代后，由于流域内人类活动加剧，城市规模扩大，降雨径流关系较50、60年代明显增大，同等程度降水，径流增大近50%，究其原因，主要表现为以下几个方面： （1）随着城市化进程加快，城区面积由50年代的25km2增加至目前的640km2，流域内不透水面积加大，浅层地下水补给量减少，增大了地表径流量； （2）城市管网建设及河道整治，加快了径流的汇集速度，减少了流域蒸散发量，在

21、一定程度上也增加了地表径流量； （3）城市大量开采深层地下水，1985年统计值为5000万m3，至2002年增加到1.5亿m3，按0.11耗水率计算，则1985-2002年间年增加径流深从15mm增加到53mm，年均增加约2 mm，对降雨径流关系的影响十分显著。而深层地下水在短期内不可能通过降水进行有效回补，成为流域内径流的净增加项。 四、湖泊水质变化趋势 伴随着生产、生活及工业用水增加，农业灌溉回归水、工业废污水、生活污水剧增，尤其80年代以来，大量污水进入滇池，导致水质持续恶化，衡量湖泊、河流水质主要指标的TP、TN、高锰酸盐指数（CODMn）等指标呈现持续增大的态势。流域内除作为主要供水

22、水源地的水库水质状况良好外，其余汇入滇池河流及滇池水质均令人堪忧。 1、水质现状： 1）滇池水质现状：2002年，滇池外海为类，滇池草海水质劣于类；滇池草海、滇池外海均出现了不同程度富营养化；详见表5。 表5滇池水质现状评价表 湖泊名称 及位置 湖泊总面积（km2） 湖泊评价面积（km2） 湖泊蓄水量（万m3） 水质类别 富营养化现状 营养程度评价 高锰酸盐指数（mg/l） 总磷（mg/l） 总氮（mg/l） 透明度（m） 滇池草海 7.52 7.52 2214 8.6 0.637 7.72 0.62 富营养 滇池北部西部 120.1 120.1 10.9 0.339 0.81 0.37 富营养 滇池东北部 12.0 12.0 8.6 0.285 0.69 富营养 滇池东部 85.0 85.0 9.3 0.283 0.68 0.40 富营养 滇池南部 70.0 70.0 9.3 0.305 0.67 0.40 富营养 滇池外海 287.1 287.1 1