全国地表水供水安全分析

如题所述

一、全国地表水水量分布

广义地讲,以液态或固态形式覆盖在地球表面上的自然水体,都属于地表水。它包括海洋水、湖泊(水库、洼淀)水、冰川水、河流水和沼泽水。其总储量为13.86×108km3。狭义的地表水主要包括河流水、湖泊水、冰川水和沼泽水;并把大气降水视为地表水体的补给源。通常把地表水体动态水量,即河川径流量,作为评价的主要对象。

全国多年平均河川径流量为27115×108m3,折合年径流深为284mm。降水对地表径流的直接补给约占全部径流量的71%,降水渗入地下含水层后又由地下水渗出补给约占27%,高山冰川和积雪融水补给约占2%。

按照流域片多年平均河川径流量、降雨量的变化,将我国地表水资源划分为五个区(附图5),即地表水资源丰富区、地表水资源较丰富区、地表水资源中等区、地表水资源较缺乏区、地表水资源缺乏区。

Ⅰ.地表水资源丰富区。该区包括长江流经区域。长江流域横跨中国东部、中部和西部三大经济区,共计19个省(区、市),经济总量巨大,有上海、南京、重庆和武汉等中心城市,是中国基础原材料、机电工业和高新技术等优势产业集中地;也是中国水资源配置———南水北调水源地。流域总面积180×104km2,占中国国土面积的18.8%,长江干流全长6300余千米;支流众多,其中多年平均流量在1500m3/s以上有9条,支流长度500km以上的18条,流域面积超过1000km2的支流达437条;长江流域湖泊众多,湖泊总面积1.52×104km2,约为全国湖泊总面积的1/5。长江是中国水量最丰富的河流,水资源总量9616×108m3,约占全国河流径流总量的36%,为黄河的20倍。在世界上仅次于赤道雨林地带的亚马孙河和刚果河(扎伊尔河),居第三位。流域内的降水,大都以降雨为主。多年平均降雨量约1100mm,降雨空间分布趋势为由西北向东南递增;时间分布多集中在5~10月,占全年70%~90%以上。与降水相适应,青藏区径流补给有一半左右来自冰雪融水和地下水;西南区与华中区径流补给主要来自降水。

长江流域湖泊众多,全国五大淡水湖除洪泽湖外,其余均在长江中下游地区。鄱阳湖是中国第一大淡水湖,位于江西南昌和九江之间,面积3913km2,年径流深为891.6mm。湖周主要有赣江、抚河、信江、饶河(鄱江)、修水5条河流汇聚,北端与长江相通。湖泊最大深度16m,总容积近300×108m3,相当于洞庭湖容积的1.6倍。由于鄱阳湖地势高于长江,主要对“五水”起调蓄作用,一般汛期可调蓄洪水100×108m3,枯季入长江水量可达200×108m3。每当长江流量最小的1~2月,鄱阳湖可以400~500m3/s的流量补充长江的水量,对长江下游枯水季节航运十分有利。

洞庭湖是中国第二大淡水湖,位于湖南北部,南有湘江、资水、沅江、澧水“四水”汇入,北有松滋、太平、藕池、调弦(1959年已封堵)“四口”吞纳长江洪水,湖水由东面的城陵矶附近注入长江,1995年实测面积仅为2625km2,地表水资源量为1948.6×108m3。洞庭湖历来是长江最大的吞吐湖。长江洪水通过洞庭湖调蓄,一般可削减30%左右,因此对长江中下游平原防洪起着重要的调洪、滞洪作用。由于长江“四口”和“四水”的泥沙来量大,湖区又大量围垦,洞庭湖已分割为东洞庭湖、南洞庭湖、目平湖和七里湖等部分。

太湖位于长江三角洲南部,介于江苏、浙江两省之间,湖泊面积2460km2,容积近50×108m3,地表水资源量为118.8×108m3。太湖是冲积平原上的河道因洼地宣泄不畅、积水扩大而形成的。

巢湖是我国第五大淡水湖,位于长江、淮河之间的安徽中部。面积780km2。四周河流呈放射状汇入巢湖,经巢湖市南边的湖口入裕溪河汇入长江。20世纪50~70年代,沿湖河口三角洲和湖泊滩地因泥沙淤积及人类围垦,使岸线不断向湖区推进。据航空相片解译,1955~1979年的25a中,杭埠河口三角洲围垦区的总面积已有62km2

Ⅱ.地表水资源较丰富区。主要范围为西南诸河流域、珠江流域。西南诸河位于我国西南边陲,是青藏高原和云贵高原的一部分。在85.14×104km2的范围内分布有七大水系,即藏西诸河、藏南诸河(含藏南内陆河)、雅鲁藏布江、滇西诸河、怒江、澜沧江、元江。以上水系除西藏南部零星分布着一些面积不等的内陆河外,其余河流分别自新疆、西藏、云南、广西流出国境。西南诸河多年平均降雨量9186×108m3,折合降雨深1088mm。2005年西南诸河的地表水资源量5562.0×108m3,折合年径流深658.9mm。其中,藏西诸河流域面积5.734×104km2,水资源总量约20.1×108m3;藏南诸河流域面积约15.5778×104km2,水资源总量约1952×108m3;雅鲁藏布江发源于西藏西南部喜马拉雅山北麓的杰马央宗冰川,流域面积24.048×104km2,河长2057km,多年平均径流量1654×108m3;滇西诸河多属伊洛瓦底江水系,该水系流域面积2.1172×104km2,水资源总量约314.5×108m3;怒江干流长约1659km,流域面积13.5984×104km2,多年平均年径流量688.9×108m3。怒江干流在云南省境内长约621km,天然落差1123m,河道平均比降0.181%。流域面积12.483×104km2,多年平均流量1840m3/s。

珠江是我国南方的大河,流经云南、贵州、广西、广东、湖南、江西等省(区)及越南社会主义共和国的东北部,流域面积45.369×104km2,其中在我国境内的面积为44.21×104km2。流域内年径流量达3412×108m3,其中西江年均径流量为2670×108m3,约占流域总量的80%,北江为475×108m3,东江为272×108m3,是中国流量居第二位的河流,是黄河总流量的7倍之多。珠江径流年内分配极不均匀,汛期4~9月约占年径流总量的80%,6月、7月、8三个月则占年径流量的50%以上。珠江水资源丰富,全流域人均水资源量为4700m3,相当于全国人均的1.7倍,但年际变化大,时空分布不均匀。珠江流域地处亚热带,北回归线横贯流域的中部,气候温和多雨,多年平均温度在14℃~22℃之间,多年平均降雨量1200~2200mm,降雨量分布明显呈由东向西逐步减少,降雨年内分配不均,地区分布差异和年际变化大。

Ⅲ.地表水资源中等区。主要范围为东南诸河流域、内陆河流域、辽河流域。东南诸河流域面积24×104km2,河长6300km,年径流量2557×108m3。主要河流包括钱塘江、闽江、浦甬等浙东诸河、椒鸥等浙南诸河、台湾诸河等。1993年,流域内人口总量为6507万,人口占全国5.5%;GDP为2023亿元,占全国的7.5%,其中工业总产值为3748亿元。

我国内陆河主要有塔里木河、黑河、石羊河等。其中塔里木河是中国第一大内陆河,全长2437km,塔里木河流域是环塔里木盆地的九大水系144条河流和塔里木河干流的总称,流域总面积102×104km2。流域多年平均地表水天然径流量398.3×108m3,主要以冰川融雪补给为主,不重复地下水资源量为30.7×108m3,水资源总量为429×108m3。黑河是中国河西走廊三大内陆河流之一,发源于甘肃省西北部,由张掖、酒泉间的南山和祁连山流出各河汇集而成,全长约800km。黑河流域有35条小支流。上游地区包括青海省祁连县大部分和甘肃省肃南县部分地区;中游地区包括甘肃省的山丹、民乐、张掖、临泽、高台等县(市);下游地区包括甘肃省金塔县部分地区和内蒙古自治区额济纳旗。石羊河全长250km,流域自东向西由大靖河、古浪河、黄羊河、杂木河、金塔河、西营河、东大河、西大河8条河流及多条小沟、小河组成,河流补给来源为山区大气降水和高山冰雪融水,流域面积1.11×104km2,多年平均径流量15.6×108m3。石羊河流域多年平均降水量为222mm,走廊区仅150mm。多年平均自产水资源总量为15.6×108m3,与地表水不重复的净地下水资源量1.1×108m3,全流域自产水资源总量为16.6×108m3,流域内现状可利用水资源量为17.6×108m3

辽河流域东以长白山与第二松花江、鸭绿江流域为界,西以大兴安岭南端与内蒙古高原为界,南邻滦河、大凌河及渤海,北邻松花江流域。流域面积21.96×104km2,其中,山地占35.7%,丘陵占23.5%,平原占34.5%,沙丘占6.3%。辽河流域人均地表水资源量535m3,为全国平均水平的1/4。

辽河流域主要由两个水系构成:①辽河水系,由东、西辽河和辽河干流构成,该水系由盘锦入海,全长1394km;②大辽河水系,由太子河、浑河和大辽河构成,该水系由营口入海,全长415.4km。辽河流域地处温带大陆性季风气候区,受地理位置、海陆分布及地形等因素影响,降水、径流地地区分布很不均匀。自东南向西北递减,东南部为多雨中心,年降水量在1000mm以上,西北部风沙干旱,雨水稀少,仅380~400mm,年际、年内雨水变化较大,冬春雨雪稀少,夏秋降雨集中,尤以7~8月两月降水量最大,占全年的50%左右。从降水季节看,春季降水量占全年的11%~16%,易发生春旱;夏季降水量占全年降水量的60%~70%,常有暴雨发生,形成洪涝灾害;秋季降水量占全年的17%~19%,屡有秋旱发生;冬季降水量仅占全年的1%~4%。

松花江流域位于我国北部,是黑龙江的一大支流,流域面积54.6×104km2,河长1729km,多年平均径流量为777×108m3。有南北两源,北源嫩江源于兴安岭,南源第二松花江源于长白山,两江于三岔河汇合后称松花江,松花江水系庞大,主要支流有嫩江、第二松花江、拉林河、阿什河、呼兰河、牡丹江、安邦河等。

Ⅳ.地表水资源较缺乏区。主要范围为黄河流域、淮河流域。黄河发源于青藏高原巴颜喀拉山北麓,流经青海、四川、甘肃、宁夏、内蒙古、山西、陕西、河南、山东9省(区),在山东垦利县注入渤海,流域面积75.2×104km2,河长5464km,年径流量为661×108m3,全流域多年年平均降水量466mm,多年年平均蒸发量700~1800mm,主要支流有汾河和渭河。流域年平均气温在-4℃~14℃,年降水量平均为478mm,6~10月降水量占全年65%~85%,最大暴雨发生在7~8月。河南花园口站多年平均(1919~1974年)实测年径流量为470×108m3,如包括上游被引用水量则年径流量为560×108m3

黄河流域东临海洋,西居内陆,气候、降水、蒸发、光热资源及无霜期等差异明显。流域内气候大致可分为干旱、半干旱和半湿润气候,西部干旱,东部温润。全河多年年平均天然径流量580×108m3,仅占全国河川径流总量的2%,流域内人均水量593m3,为全国人均水量的25%。黄河的突出特点是“水少沙多、水沙异源”。

淮河流域西起伏河南省牛山、桐柏山,东临黄海,南以大别山、江淮丘陵、通扬运河及如泰运河南堤与长江流域分界,北以黄河南堤和泰山为界与黄河流域毗邻。流域面积26.9×104km2,流域西部、西南部及东北部为山区、丘陵区,约占流域总面积的1/3;其余为广阔平原,约占2/3。淮河流域以废黄河为界,分淮河和沂沭泗河两大水系,面积分别为19×104km2和8×104km2,有京杭大运河、淮沭新河及徐洪河贯通其间。淮河河长1000km,年径流量为622×108m3,其中,淮河水系453×108m3,沂沭泗水系168×108m3。多年平均浅层地下水资源量353×108m3,扣除地表水与地下水之间的重复计算量139×108m3,淮河流域水资源总量为835×108m3。多年平均降水量为883mm,其中淮河水系910mm,沂沭泗水系836mm。降水量以南部大别山区为最多,超过1400mm,西部桐柏山次之,为1000~1200mm,北部降水量最小,低于700mm。降水量年际变化较大,最大年降水量为最小年降水量的3~4倍。降水量的年内分配也极不均匀,汛期(6~9月)降水量占年降水量的50%~88%。

Ⅴ.地表水资源缺乏区。主要范围为海河流域。海河流域面积26.4×104km2,河长1090km,年径流量为228×108m3,2005年海河流域年降水量487.0mm。主要支流有北运河、永定河、大清河、滦河、子牙河、南运河等。海河流域属大陆季风性气候区,平均年降水量为548mm。降水量年内分配不均匀,多年平均汛期(6~9月)降水量占全年的75%~85%。降水量年际变化很大。按1956~1984年资源统计,海河流域多年平均径流量为264×108m3。6~9月的径流量通常占全年的70%~80%,个别河流达到90%;部分有春汛、泉水补给,调节性能好的河流,6~9月的径流量则仅占全年的50%~60%。河川径流的年际变化大、年内分配集中的特性表明,海河流域枯水年洪水可能性很小,而丰水年的洪水可能性很大。

二、全国地表水水质分布

中国河流天然水质总体状况比较好,矿化度和总硬度均比较低。但随着农业的发展,河川径流正日益受到严重污染。在1995年水利部第二次中国水资源质量评价工作中,根据全国1800多个水质监测断面的资料,按照国家《地面水环境质量标准》(GB3838—88),对近700条河流,约10×104km河长的水质进行了评价。结果表明,全国综合评价河长为98614km,其中水质为Ⅰ类、Ⅱ类、Ⅲ类的河长分别为6042km、25773km和20993km,分别占评价河长的6.1%、26.1%和21.3%;水质为Ⅳ类、Ⅴ类和超Ⅴ类的河长分别为27171km、8163km和10472km,分别占评价河长的27.6%、8.3%和10.6%。污染河长(即水质为Ⅳ类、Ⅴ类和超Ⅴ类河长的总和)45806km,占评价河长的46.5%。与1984年水利部第一次中国水资源质量评价相比,10a间,综合评价河长中,污染河长增加了一倍多。河流水资源质量的地区分布大致为:河流上游河段水质优于中下游,城市及其下游河段水质普遍较差;南方河流水质整体优于北方,东部发达地区,如环京津地区、长三角和珠三角等人口密集、经济相对发达地区的水质差于中西部地区。从各水资源一级区对比分析看,太湖水系、海河区、淮河区是我国河流水质状况最差区域,其劣Ⅴ类河长比例均达到或接近50%,即有近一半的河流被严重污染,丧失了使用功能;辽河区和松花江区受河流源头河段天然水质状况较差和中下游人为污染的双重影响,劣Ⅴ类河长比例分别为31.4%和18.0%,水质状况较差;黄河区水质尚可;除沱江和嘉陵江外,长江中上游区域及珠江区水质状况良好;西南诸河、西北诸河和东南诸河水质状况优良。从流域分布来看,污染最严重的是淮河流域、黄河流域、海河流域和松辽河流域,长江流域的太湖地区污染也十分严重。

从水质评价来看,全国的水质污染以好氧有机污染为主。全国以好氧有机污染参数评价的9.55×104km河长中,污染河长占33.8%,其中严重污染(超Ⅴ类)河长为8305km,占8.7%。在各流域片中,好氧有机污染相对严重的为海河和淮河,污染河长超过评价河长的50%。全国有毒及易积累物质类的污染次之,以此参数评价的9.2×104km河长中,污染河长占31.6%,其中严重污染河长3810km。全国有毒及易积累物质类污染较严重的是黄河、松花江、辽河、淮河和海河流域。

根据对50个主要湖泊水质综合评价的结果,Ⅰ类水质湖泊1个,占湖泊调查总面积的0.1%;Ⅱ类水质湖泊9个,占24.7%;Ⅲ类水质湖泊13个,占23.6%;Ⅳ类水质湖泊7个,占5.4%;Ⅴ类水质湖泊5个,占26.6%;超Ⅴ类水质湖泊15个,占19.6%。也就是说,湖泊75%以上水域的水质受到不同程度的污染,主要污染为有机污染(CODmn)、非离子氨等。从地域分布看,南方城市湖泊及东北平原湖泊的有机污染和西北干旱地区湖泊盐碱化(高矿化度)问题比较突出。评价中的鄱阳湖、洞庭湖、太湖、洪泽湖、巢湖5大淡水湖总体水化学状况未超过Ⅲ类,但湖岸边局部地区污染严重。

全国地表水污染分区图(附图6)以全国现状地表水水质分布示意图和我国主要湖泊的污染状况为划分依据,将人类活动影响下的地表水质量现状与天然条件下的“背景值”相对照。将地表水污染程度分为五区,即地表水污染轻微区、地表水污染较轻微区、地表水污染中等区、地表水污染较严重区、地表水污染严重区。

Ⅰ.地表水污染轻微区。该区人类活动少,经济欠发达,地表水污染轻微。西南诸河总体水质良好。9条河流的16个断面中,Ⅲ类水质的断面占87.5%,劣Ⅴ类水占12.5%,无Ⅳ类、Ⅴ类水质断面。仅红河河口县段的两个断面重金属超标。

Ⅱ.地表水污染较轻微区。该区地表水污染较轻微,主要范围为内陆河流域、长江上游、广东大部分地区。内陆河流水质总体良好,7条河流的19个断面中,满足Ⅲ类水质的断面占84.2%,Ⅳ类、Ⅴ类占15.8%。主要污染指标是高锰酸盐指数和石油类。

Ⅲ.地表水污染中等区。主要范围为长江中下游地区、珠江流域、东南沿海诸河流域、元江—红河流域、松花江流域。长江水系干流水质优,无明显变化,主要污染指标是石油类、氨氮、溶解氧。监测的128个断面中干流监测断面39个。干流以Ⅱ类水质为主,Ⅰ类、Ⅱ类、Ⅲ类、Ⅳ类水质比例分别为2.6%、71.8%、20.5%和5.1%。珠江流域总体水质良好,主要污染指标是溶解氧、石油类。监测的49个断面中,73.5%的断面为Ⅰ~Ⅲ类水质,18.3%的断面属Ⅳ类、Ⅴ类水质,8.2%的断面属劣Ⅴ类水质。松花江流域主要污染指标为高锰酸盐指数和石油类。监测的101个断面中,Ⅰ至劣Ⅴ类水质比例分别为1.0%、4.0%、22.8%、35.6%、21.8%和14.8%。嫩江为Ⅲ类水质,松花江干流吉林省段以Ⅲ类水质为主,黑龙江省段以Ⅳ类水质为主。东南诸河中14条河流的26个断面中,Ⅲ类水质的断面占50.0%,Ⅳ类水质断面占34.6%,劣Ⅴ类水质断面占15.4%,无Ⅴ类水断面。主要污染指标是石油类和溶解氧,污染较重断面集中在杭州的钱塘江和宁波的甬江。太湖湖体的20个监测点位中,属Ⅲ类、Ⅳ类、Ⅴ类和劣Ⅴ类水质的点位比例分别为5%、35%、5%和55%。主要污染物为总氮和总磷。湖区中五里湖、梅梁湖污染明显重于湖心、东部和西部沿岸区。富营养化评价表明,太湖湖体处于轻度富营养状态。巢湖湖体高锰酸盐指数达到Ⅲ类水质标准,但由于总氮和总磷污染严重,湖体12个监测点位中,Ⅴ类、劣Ⅴ类水质各占一半。

Ⅳ.地表水污染较严重区。主要范围为黄河流域、淮河流域。黄河水系主要污染指标是石油类、氨氮和五日生化需氧量。监测的185个断面中,劣Ⅴ类水体占49.7%。干流28个断面,Ⅰ~Ⅴ类水质比例分别为3.6%、7.0%、35.6%、32.0%和7.6%,劣Ⅴ类水质占14.2%。干流水质好于支流。淮河水体中49个断面的达标率为61.2%,水质基本稳定。主要污染指标是五日生化需氧量、高锰酸盐指数和氨氮。监测的93个断面中,Ⅱ~Ⅲ类水质断面占16.1%,Ⅳ类、Ⅴ类水质断面占39.8%,劣Ⅴ类水质断面占44.1%。干流13个断面中,38.5%的断面为Ⅰ~Ⅲ类水质,46.2%的断面为Ⅳ类、Ⅴ类水,15.3%的断面为劣Ⅴ类水质。一级支流以Ⅳ、Ⅴ类水质为主;二三级支流、省界河段和山东境内河流以劣Ⅴ类水质为主。

Ⅴ.地表水污染严重区。主要范围为海河流域、辽河流域。辽河、海河水系污染严重,劣Ⅴ类水体占60%以上。海河水系属重度污染,主要污染指标为高锰酸盐指数、五日生化需氧量和石油类。监测的118个断面中,Ⅲ类水质的断面占14.4%,Ⅳ类、Ⅴ类水质的断面占14.4%,71.2%的断面为劣Ⅴ类水质。辽河水系主要污染指标为五日生化需氧量、氨氮和石油类。监测67个断面,Ⅲ类水质的断面占17.9%,Ⅳ类、Ⅴ类水质的断面占29.9%,劣Ⅴ类水质断面为52.2%。

全国1999年工业废水(不包括火电直流冷却水)和城镇生活污水排放总量共606×108t,按流域片统计,长江片207×108t,珠江片136×108t,松辽河片68×108t,淮河片60×108t,海河片55×108t,东南诸河片40×108t,黄河片27×108t,内陆河片7×108t,西南诸河片6×108t。其中,工业废水占67%,生活污水占33%。废污水年排放量大于20×108t的有上海、河南、湖南、辽宁、山东、黑龙江、广西、浙江、湖北、江苏、广东11个省(区、市)。

三、全国地表水供水安全图

依据全国地表水资源量分区图和全国地表水水质图,将我国地表水供水安全图划分为四个区(附图7),分区情况如下:

Ⅰ.地表水供水相对安全区。地表水资源较丰富,地表水污染较轻微,主要范围为新疆、西藏西部、甘肃西北部、青海西北部、内蒙古等地。

Ⅱ.地表水供水较安全区。地表水资源中等、地表水污染较轻微或地表水资源丰富、地表水污染中等,主要范围为西藏东南部、四川、云南、广西西部、贵州、湖南、湖北、重庆、河南、安徽北部、江苏北部、陕西、甘肃东南部、山西、河北、山东、上海、浙江、辽宁、吉林、黑龙江等地。

Ⅲ.地表水供水较不安全区。地表水资源较缺乏、地表水污染较严重,主要范围为广西东部、广东、福建、江西、安徽南部、江苏南部、浙江南部、海南、台湾等地。

Ⅳ.地表水供水不安全区。地表水资源缺乏、地表水污染严重,主要范围为天津、北京东北部。

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