从水质水量相结合的角度评价黄河的水资源

      中图分类号：X522;TV211　文献标识码：A　文章编号：1000-3037(2004)03-0293-07

      1977年联合国教科文组织将水资源定义为“可资利用或有可能被利用的水源，这个水源应具有足够的数量和可用的质量，并能在某一地点为满足某种用途而可被利用”。简言之，水资源表现为在一定时间、一定空间具有足够数量的可用水，它是一个“质”与“量”的函数[1]。据该定义，水资源的功能即在某一地点能满足某种用途，水资源的丰富与否主要取决于水质与水量这两个方面[2]。目前国际上很多国家已开展了水质水量相结合的研究[3、4]。如Luiten and Groot[5]在利用模型模拟地表水水质水量的基础上，对荷兰的地表水管理政策进行了分析研究；Vijayan等[6]研究了印度的水质水量综合管理；Azevedo等[7]将水量水质综合目标纳入水资源管理的决策系统，并将其应用于巴西Piracicaba河流域的水资源管理。但这些研究工作多针对一种或两种水质指标，没有考虑多种水质指标可能超标时的水质水量综合评价，没有开展过象黄河流域这样生态环境恶劣和水资源严重短缺地区的水资源评价。

      由于各种原因，我国在水资源评价工作中，水资源数量与质量评价基本上是松散的联合，没有紧密地、有机地结合起来，且长期以来分为两大块：一块是水量，监测评价的重点在于水量是否够用；另一块是水质，重点在于评价水体水质状况，较少涉及水质状况是否符合特定时间及地点的水体用途要求这一问题。但近年来，我国也在水质水量联合评价方面进行了一些有益的探讨，如周劲松、夏星辉、杨志峰等[8]研究了从水质角度评价黄河干流的水资源。但迄今为止，有关水资源数量与质量的联合评价尚没有形成流域性的系统的方法。

      黄河是我国第二大河，是我国西北和华北地区的重要水资源，流域大部分区域属干旱半干旱气候，仅东南属湿润气候，水量不够丰富。目前在水量不足的基础上，水质的进一步恶化更加剧了水资源的短缺。因此，如何从水质水量相结合的角度正确评价黄河的水资源，对改善黄河水质，合理利用有限的黄河水资源有着重要的意义。本文在建立流域水资源水质水量综合评价方法的基础上，依据水利部黄河水利委员会提供的黄河流域1997、1998和1999年的逐月水质监测数据及相应月份的水文资料、取水口资料和水库蓄变量数据（黄河的主要取水口、水质监测站点示于图1），对黄河的水资源进行全面评价，并分析其时空变化和探讨其水资源功能容量和水资源功能亏缺。

      

      图1　黄河流域图

      Fig.1　The Yellow River basin

      1　水质水量综合评价方法的建立

      河流的河水主要有以下3个去向：从河道中取走作为工业、农业和生活用水；流向海洋或其他外流域；储存于河道。河流的天然径流量也就是这三部分之和。但这三部分水并不都具有水资源功能，只有当水体的水质达到了水资源功能所要求的水质标准，这部分水才能称得上是水资源，从而具备水资源功能。具体地说，取走的作为工业、农业和生活用水的那部分水量，如果水质达到水体用途要求的水质标准，就具备水资源功能；流向海洋和储存于河道的那部分水，如果其水质达到水体功能要求的水质标准（据全国水功能区划确定各河段的水体功能），就具备水资源功能。

      因此，一条河流具备水资源功能的水量可以用式(1)来计算：

      

      式中，：河流的水资源总量；：人工取走的水质达到水体用途要求的水量；：流向海洋的水质达到水体功能要求的水量；：储存于河道的水质达到水体功能要求的水量。

      这是一种基于现有的水质、水量和用水状况的评价。上述所说的3个去向的水都不是洪水，如果洪水能被合理利用，则它亦属于水资源，反之，洪水就不能算作水资源。

      由于水体实际的水质往往会优于或劣于水资源功能要求的水质标准，为了综合分析水量、水质和水资源功能，在此提出了水资源功能容量和水资源功能亏缺的概念。如果实际的水质优于水资源功能所要求的水质标准，则水体还可满足更高的水资源功能要求，具有水资源功能容量，且容量大小与二者之间的水质级别差异、水量成正相关，可以用式(2)计算。如果实际的水质劣于水资源功能所要求的水质标准，则水体存在水资源功能亏缺，亏缺程度大小亦与二者之间的水质级别差异、水量成正相关，可以用式(3)计算。