长江流域水资源概述 下载本文

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长江流域水资源概述

摘要: 根据水资源综合规划中水资源调查评价成果(1956~2000年系列),总结了长江流域水资源调查评价的一些特点,得出了一些重要结论。长江流域水资源量丰富,但时空分布不均且年际年内变化较大,人均、亩均占有水资源量不多。近20a来水资源量有所增加,地区之间差异较大。同时也反映出水体水质总体较好,但湖库营养状态趋于恶化,水污染有加重的趋势。

关键词: 水资源量;水资源调查;评价;水质;长江流域

长江为我国的第一大河流,是我国水资源丰沛地区之一,水资源总量居全国第一位,水资源地区分布不均,受季风气候影响,长江流域水资源量的年际变化较大,且出现连续丰水或连续枯水年的情况,给水资源开发利用造成一定困难。由于天然来水过程与社会需水过程要求不一致,多数地区需要通过水利工程调蓄天然水资源以满足用水需要,因此摸清流域水资源的时空分布状况,对水资源的合理配置和利用有着重大的意义。 1 流域概况

长江地处我国中南部,位于24°30′~35°45′N,90°33′~122°25′E之间。西以芒康山、宁静山与澜沧江水系为界;北以巴颜喀拉山、秦岭、大别山与黄河、淮河水系相接;东临东海;南以南岭、武夷山、天目山与珠江、闽浙水系相邻。流域面积约180万km 2 。

长江水系发育,直接汇入长江的大小支流约7000余条,在江源区汇入干流的较大支流有当曲、楚玛尔河等;在上游汇入干流的主要支流,左岸有岷江、沱江、嘉陵江,右岸有乌江;在中游汇入的,左岸有沮漳河、汉江,右岸有清江、洞庭湖水系和鄱阳湖水系;在下游汇入的,左岸有皖河、滁河、巢湖水系,右岸有青弋江、水阳江、太湖水系和黄浦江。长江流域划分为金沙江石鼓以上、金沙江石鼓以下、岷沱江、嘉陵江、乌江、宜宾至宜昌、洞庭湖水系、汉江、鄱阳湖水系、宜昌至湖口、湖口以下干流、太湖水系12个水资源二级区, 2 主要水文要素的时空分布 2.1 地区分布不均匀

水文要素的地区分布受气候、水汽来源、地形等因素的综合影响,存在着不均匀性。长江流域降水、径流总的趋势是由东南向西北递减,山区多于平原,迎风坡多于背风坡;长江干流及其以南地区降水、径流深大于流域平均值,干流北岸支流降水、径流深小于流域平均值。水面蒸发、陆面蒸发和干旱指数的地区分布则相反,呈现南部小于北部,东部小于西部,山区小于平原的特点。

长江江源地区因地势高,水汽少,年降水量不足400mm,流域内大部分地区年降水量为800~1600mm。年降水量大于1600mm的地区主要分布在四川盆地西部边缘、大巴山、江西和湖南,年降水量超过2000mm的地区范围较小,均分布在山区;流域内有两个较大的相对低值中心:一个位于四川盆地;另一个位于南阳盆地。

年径流变化不同的地区既有地带性变化和垂直变化,也有局部地区的特殊变化。长江流域大多是丰水(年径流深大于800mm)和多水带(年径流深为200~800mm),少部分地区为过渡带(年径流深为50~200mm)。长江河源为全流域径流深最小的地区,不足50mm,径流深大于1200mm的丰水区位于四川盆地西部边缘、大巴山南部、洞庭湖、鄱阳湖水系,大于1400mm的丰水区主要分布在山脉迎风坡的上游,四川盆地西部边缘特别突出,大相岭北麓,包括峨眉山、二郎山为全江最大径流深高值中心。

长江流域多年平均年水面蒸发量大于1200mm的高值区主要分布在金沙江下游,最大的为云南龙街站,为2034mm;小于700mm的低值区主要分布在山岳地带,从东到西有皖南山地、大别山区、湘赣边境的山地、湘鄂西部、川东、川南、黔东北山地、川西山地及秦岭大巴山地等,全流域蒸发值最低的是乌江沿河站,为440.4mm。

干旱指数为年蒸发能力与年降水量的比值,是反映一个地区气候干湿程度的指标。按干旱指数划分标准,长江流域划分为4个气候干湿区,干旱指数大于3的半干旱区位于金沙江上游通天河上,面积很小;干旱指数大于1而小于3的半湿润区位于金沙江流域、嘉陵江上游、汉江中上游北岸;其余地区均属于干旱指数小于1的湿润、十分湿润区,小于0.5的十分湿润区主要位于洞庭湖的资水、沅江中下游、澧水、洞庭湖和鄱阳湖水系交界处以及干流下游南岸地区。长江南岸支流水系湿润程度比北岸支流要高。 2.2 年内分配集中

受季风活动影响,各地雨季迟早不一,降水集中程度也不尽相同。长江流域多年平均连续最大4个月降水量占多年平均年降水量的百分比自下游向上游递增,上游为60%~80%,中游为60%左右,下游为50%~60%。出现时间则是自下游向上游、自南向北推迟,上游乌江和上游干流区间为5~8月,其它地区为6~9月;中游洞庭湖水系湘江,鄱阳湖水系赣江、抚河、信江为3~6月,洞庭湖水系沅水、资水,鄱阳湖水系修水、饶河为4~7月,洞庭湖水系澧水和中游干流区间为5~8月,汉水流域为6~9月;下游干流西部南岸为4~7月,北岸为5~8月,东部为6~9月。

长江径流年内分配与降水相同,主要集中在夏季,长江干流上游比下游、长江北岸比南岸集中程度更高。多年平均连续最大4个月径流量占年径流量的百分比为,上游北岸多在60%~75%,南岸在60%左右;中游宜昌至湖口干流、洞庭湖水系为55%~65%,汉江、鄱阳湖为

60%~70%;下游湖口以下干流北岸为60%~70%,南岸为50%~60%,太湖水系为50%左右。相应出现时间为,上游干流及北岸支流为6~9月和7~10月,南岸乌江为5~8月;中游鄱阳湖水系及洞庭湖水系为4~7月和5~8月,汉江大多为7~10月;下游干流北岸为5~8月,南岸为4~7月,太湖水系为6~9月。多年平均最大1个月径流量占年径流量的百分比,自上游向下游递减,直门达为22%,大通为15%。

水面蒸发量的年内分配主要受年内温度、湿度等气象因素季节变化的影响,长江南岸变化小,北岸变化大,山区变化小,平原变化大。金沙江石鼓以下和大渡河上游大部分地区,春季水面蒸发量最大,其它地区均是夏季水面蒸发最大;除中游南部地区春季小于秋季外,其余地区大多是春季大于秋季;一般讲,受气温影响,冬季水面蒸发最小,但金沙江石鼓以下则是秋季水面蒸发最小。 2.3 年际变化明显

受气候的影响,降水量年际变化较明显。长江年降水量变差系数一般为0.15~0.25,部分地区有在0.15以下及0.30以上的,长江北岸大多为0.2~0.3,南岸为0.15~0.20,年降水量变差系数小于0.15的地区主要出现在洞庭湖水系沅江中上游、资水中游、湘江中游,变差系数大于0.30的地区主要出现在嘉陵江上游局部地区。长江最大与最小年降水比值为1.28~6.9,长江北岸较南岸大。各地降水存在连丰连枯现象,连丰、连枯期年数一般为2~6a,连丰、连枯期平均降水量与多年平均降水量的比值分别为1.08~1.40和0.67~0.9,持续枯水年出现的次数明显多于持续丰水年出现的次数。

长江河川径流基本来源于大气降水,由于各地产流、汇流条件不一,使得河川径流的年际变化比降水要大。流域河川径流变差系数为0.1~0.6,变差系数大于0.5的地区主要分布在嘉陵江中上游干流、汉江中上游、中游干流下段左岸及湖口以下干流北岸部分地区;变差系数小于0.3的地区主要分布在金沙江上游、青衣江、岷江干流、大渡河、两湖水系大部分地区。在长江干流上,上游年径流变差系数有随流域面积增加而减小的一般趋势,中游由于洞庭湖水系、鄱阳湖水系、汉江等地气候的差异,径流加入的不同步,使得宜昌以下变差系数加大,但由于流域调节能力巨大,变差系数增加不多。年径流变差系数一般呈现支流大、干流小的趋势。长江干支流控制站最大与最小年径流量的比值大多在1.4~6.0,个别支流站可达到10倍以上。河川径流量连丰期一般为2~6a,连丰期平均年径流量与多年平均值之比为1.1~1.6;连枯期一般也为2~6a,连枯期平均年径流量与多年平均值之比为0.6~0.9。 3 分区水资源特性

长江流域1956~2000年多年平均年降水深为1086.6mm,折合降水总量为19370亿m 3 ,占全国降水量的31.3%;多年平均地表水资源量为9857亿m 3 ,占全国地表水资源量的

36%,居全国十大区地表水资源量之首,相应径流深为552.9mm。长江流域12个水资源二级区的水资源量见图1。

图1 长江流域各水资源二级区水资源量

3.1 分区水资源量特征差异大

分区水资源量的大小受气候、下垫面条件和分区面积大小的影响,降水量大、产流状况好、分区面积大的地区,水资源量大,反之则小。

水资源二级分区中,多年平均降水深最大为鄱阳湖水系1647.6mm,其次为洞庭湖水系1430.9mm,最小是金沙江石鼓以上,为486.7mm;降水总量最大是洞庭湖水系,占流域降水总量的19.4%,最小是太湖水系,占流域降水总量的2.2%,最大是最小的8.6倍。分区年径流深最大是鄱阳湖水系933.6mm,其次为洞庭湖水系792.1mm,最小是金沙江石鼓以上,为193.4mm;径流量最大是洞庭湖水系,占流域径流量的21.1%,最小是太湖水系,占流域径流量的1.6%,最大是最小的12.9倍。

水资源分区间产水条件差异悬殊,平均产水系数和产水模数反映了差异的程度。12个二级区中,产水系数最大的是岷沱江,为0.61,其次为鄱阳湖水系,为0.57,最小是金沙江石鼓以上,为0.4;产水模数最大是鄱阳湖水系,为94.56万m 3 /km 2 ,其次为洞庭湖水系,为79.53万m 3 /km 2 ,最小也是金沙江石鼓以上,为19.34万m 3 /km 2 。水资源二级分区中乌江与太湖水系降水量相近,由于乌江大部分为山丘区,坡降大,有利于产流,其平均产水系数为0.55,平均产水模数为62.79万m 3 /km 2 ,太湖水系为平原河网区,水面蒸发量大,所以年平均产水系数和年平均产水模数较小,分别为0.41和48.07万m 3 /km 2 。 3.2 分区水资源量年际变化较大

分区降水量、径流量年际变化相对测站的水资源量年际变化而言要小,但变化仍较大。长江流域最大与最小年降水总量、年径流量的比值分别为1.3与1.7。水资源二级区中最大与最小年降水总量比值最大是湖口以下干流为2.4,其次是太湖水系,最小是岷沱江,为1.3。年径流的年际变化比降水量大,12个水资源二级区中,太湖水系年际变化最大,最大与最小年径流的比值为12.8;其次是湖口以下干流,最大与最小年径流量之比为5.3,其它二级区极值比为1.5~4.3。

长江流域径流丰枯变化频繁,45a中偏丰和丰水年有16a,占35.5%,偏枯和枯水年有17a,占37.8%,正常年份12a,占26.7%。

4 水资源数量演变

水资源数量的变化主要是由于气候条件和下垫面状况变化引起的,经分析,长江流域降水产流关系变化较小,水资源数量变化的主要原因是气候条件变化,由降水量变化引起。 4.1 降水与蒸发变化

根据同步期(1956~2000年)降水资料,对比1956~1979年(24a,下同)和1980~2000年(21a,下同)两个系列计算成果,长江近21a平均年降水深较前24a多26mm。各地降水变化差异较大,长江上游大部分地区后21a比前24a系列降水略有减少,其中嘉陵江偏少2.2%,岷沱江偏少2.6%,乌江偏少1.4%;中下游地区后21a比前24a系列降水偏多,太湖水系、湖口以下干流、宜昌至湖口、鄱阳湖水系均偏多5.0%以上。

长江1980~2000年平均水面蒸发量较1956~1979年减少约9.5%,水资源二级区中除宜宾至宜昌略有增加外,其余二级区均不同程度减少,减少较多的是嘉陵江、岷沱江。 4.2 水资源量变化分析

根据同步期资料分析,长江近21a平均地表水资源量、水资源总量均较前24a有所增加。就长江上、中、下游而言,中下游地区降水量、地表水资源量和水资源总量均增加,下游增加幅度较大;上游地区降水、地表水资源量和水资源总量变化不大。水资源二级区中太湖水系、湖口以下干流、鄱阳湖水系、宜昌至湖口地表水资源量和水资源总量增加10%以上,嘉陵江、汉江地表水资源量和水资源总量略有减少。

长江近21a与前24a相比,地下水资源量变化不大,地下水资源量变幅为1.2%,地下水资源量模数变幅为2.3%。区域上因地而异变化较大,总体趋势是长江上游减少,地下水资源量变幅为-3.7%,地下水资源模数变幅为-4.0%;长江中、下游增加,地下水资源量变幅分别为4.7%和13.9%,地下水资源模数变幅分别为7.8%和15.9%。水资源二级分区中,地下水资源量减少最多的是岷沱江、汉江,地下水资源模数变幅分别为-12.3%和-10.8%;地下水资源量增加最多的是太湖水系、鄱阳湖水系,地下水资源模数变幅分别为23.4%和18.4%。 4.3 两次评价成果比较

水面蒸发、地下水资源量本次评价成果为1980~2000年系列,水资源数量变化分析就是将其与1956~1976年系列评价成果比较。

20世纪80年代初,根据1956~1979年降水、径流资料系列,进行了第1次水资源调查评价,反映了20世纪50~70年代下垫面条件下的水资源状况。本次评价采用的是1956~2000年同步降水和径流系列资料,对比两次评价成果,本次长江降水略有增加,地表水资源量及