區(qū)域水資源組成、潛力及其可持續(xù)利用分析

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1、水利學(xué)報(bào)2003年08月SHUILIXUEBAO第8期文章編號(hào)：0559-9350(2003)08-0122-05區(qū)域水資源組成、潛力及其可持續(xù)利用分析１,２１王宏江，陸桂華(1.河海大學(xué)水資源系，江蘇南京210024；2.天津市水利局，天津300074)摘要：闡述了水資源的定義，系統(tǒng)分析了區(qū)域水資源的組成，給出了區(qū)域水資源組成量與質(zhì)一體化描述的矩陣表達(dá)式，分析了不同層次的區(qū)域水資源潛力，探討了水資源可持續(xù)性與可持續(xù)利用的關(guān)系，建立了區(qū)域水資源不同利用類型的判別模式。關(guān)鍵詞：區(qū)域水資源；水資源潛力；可持續(xù)利用中圖分類號(hào)：TV211.

2、1文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A區(qū)域水資源可持續(xù)利用是區(qū)域可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵，目前為止，雖然不少專家、學(xué)者對(duì)水資源可持續(xù)利用問題進(jìn)行了廣泛的研究探討，但水資源可持續(xù)利用理論體系仍遠(yuǎn)不成熟完善，難以有效地指導(dǎo)實(shí)踐。本文以可持續(xù)發(fā)展為導(dǎo)向，對(duì)水資源的概念，區(qū)域水資源組成，區(qū)域水資源潛力，區(qū)域水資源可持續(xù)利用等問題進(jìn)行較系統(tǒng)地分析，這些研究是水資源可持續(xù)利用理論體系重要的有機(jī)組成部分，并為水資源可持續(xù)利用管理從理論走向?qū)嵺`奠定基礎(chǔ)。1區(qū)域水資源組成迄今為止，水資源尚無統(tǒng)一公認(rèn)的定義，隨著時(shí)代的變遷，水資源概念的內(nèi)涵也在不斷地拓展演化。本文將水資源界定為：自

3、然界中具有生活、生產(chǎn)和生態(tài)價(jià)值，能夠通過水文循環(huán)得以恢復(fù)和更新，在一定技術(shù)、經(jīng)濟(jì)條件下可為人類社會(huì)利用或有待利用的水體。自然界水資源的根本來源是天然降水，區(qū)域水資源指可供區(qū)域利用的水資源，而不只是區(qū)域自產(chǎn)的水資源。區(qū)域水資源按其來源可由以下幾類組成：①地表水資源量Ws；②地下水資源量Wg；③儲(chǔ)存于土壤一定深度土層中可供作物及林木吸收利用的土壤水WI；④本區(qū)域的污水處理回用水量Wq；⑤海水淡化水量Wh。所以，區(qū)域水資源總量可表示為：W=Ws+Wg+WI-Wo+Wq+Wh(1)式中：Wo為地表水Ws、地下水Wg與土壤水WI的重復(fù)計(jì)算量。

4、地表水資源量Ws包括當(dāng)?shù)亟邓援a(chǎn)的地表徑流量Ws1、可供該區(qū)域利用的入境水資源量Ws2和區(qū)外調(diào)水量Ws3(如天津市的引灤入津水量及將來的南水北調(diào)水量)，即，Ws=Ws1+Ws2+Ws3(2)地下水資源量Wg主要指在天然狀態(tài)或開采條件下，單位時(shí)間進(jìn)入水源地含水層范圍內(nèi)，可被開采利用的水量，一般包括地下水徑流流入量Wg1、降水入滲補(bǔ)給量Wg2、河渠滲漏補(bǔ)給量Wg3、灌溉入滲補(bǔ)給量Wg4和越流補(bǔ)給量Wg5，即，Wg=Wg1+Wg2+Wg3+Wg4+Wg5(3)[1]各組分的計(jì)算確定方法可參考文獻(xiàn)。同時(shí)，水資源又是質(zhì)與量的統(tǒng)一體，故而區(qū)域水

5、資源可用矩陣表示為：收稿日期：2003-05-30作者簡(jiǎn)介：王宏江(1965-)，男，天津人，博士研究生，主要研究方向：水資源規(guī)劃與管理。122水利學(xué)報(bào)2003年08月SHUILIXUEBAO第8期?W11W12……W1n???WW……WW=?21222n?(4)m×n?……………………???WW……W?m1m2mn?式中：Wij(i=1,2,?,m;j=1,2,?,n)稱為區(qū)域水資源元素，表示區(qū)域第i種水資源中第j級(jí)別的水資源量；m為水資源種類總數(shù)，n為水資源級(jí)別總數(shù)。nmWi=∑Wij為區(qū)域第i種各級(jí)別水資源總量，Wj=∑Wij

6、為區(qū)域第j級(jí)別的水資源總量，j=1i=1mn∑Wi=∑Wj=W為區(qū)域水資源總量，亦可表示成矢量形式，即i=1j=1rW=(W,W,……,W)(5)12n2區(qū)域水資源潛力分析區(qū)域水資源潛力可定義為一定時(shí)段內(nèi)，區(qū)域?yàn)閷?shí)現(xiàn)特定目的水資源的最大極限值。根據(jù)目的、范圍或?qū)哟蔚牟煌?，可建立以下幾類區(qū)域水資源潛力的具體概念。(1)區(qū)域水資源理論潛力W′T。W′T=(PT-ET)+(RT+ST)+Wq+Wh(6)式中：PT、ET分別代表時(shí)段T內(nèi)區(qū)域總降水量與總蒸發(fā)量；RT代表時(shí)段T內(nèi)入境水資源總量(包括入境河川徑流量及區(qū)域外調(diào)水量)；ST代表區(qū)域蓄

7、存的T以前時(shí)段的總水資源量。(2)區(qū)域可利用的水資源潛力W″T。W′T是區(qū)域水資源的理論上極限值，W′T中，有一部分水量是不可被利用的，如降水入滲到土壤中而又不能為作物利用的部分無效水量，暴雨洪水中的不可控、不可利用部分(當(dāng)然，如果能結(jié)合沖沙排鹽，也可算作環(huán)境用水量)等，因而W″T=(1-βT)W′T(7)式中：βT為W′T中不可利用水量占W′T的百分比，0<βT<1.0，βT需結(jié)合具體河流、具體時(shí)段確定，不過，隨著科技的進(jìn)步，生產(chǎn)力水平的提高，βT隨時(shí)間是呈不斷減小的趨勢(shì)。(3)可供區(qū)域社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展利用的水資源潛力WT。W″T中，

8、還有部分水量是為維持區(qū)域生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)所必須的最基本水量，可用UT表示，所以，可供區(qū)域社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展實(shí)際利用的水資源潛力WT為：*WT=W″T-UT(8)[2-4]實(shí)際計(jì)算時(shí)，區(qū)域生態(tài)環(huán)境需水UＴ基本可分解為如下幾部分：①河流基本生態(tài)環(huán)境