辽中地区矿业城市水资源供需平衡动态分析

      修订日期：2008-02-19

      1 引言

      水资源是基础资源与战略资源，是人类赖以生存和发展的基本条件[1]。随着我国社会经济的发展，工农业、城镇居民生活以及城市建设需水量不断提高，水资源问题越来越严重。我国600多个城市中，缺水约占50％，日缺水量达1.0×10[7]m[3]以上[2]。据联合国统计，2030年，地球上将有1/3以上的人口面临水资源危机。因此，水资源供需平衡问题日益成为可持续发展研究的重点和热点问题[3-6]。我国以往水资源供需平衡研究主要是依据某一地区的社会经济发展格局研究水资源供需平衡状况及其变动趋势，对不同区域水资源供需平衡的对比以及影响因子研究较少。

      辽中地区是中国重要的能源基地，有着丰富的煤、铁、石油等资源，在此基础上发展起来众多依靠矿产采掘、加工的矿业城市，按照沈镭定义的矿业城市标准[7]，辽中地区矿业城市包括鞍山、抚顺、本溪。作为不同类型的矿业城市，抚顺以煤炭采掘为主，发展历史悠久，如今煤炭资源趋于枯竭，工业转型为石油加工，主要资源依靠进口，属于老年矿业城市；鞍山属于钢铁城市，境内铁矿石丰富，采掘业仍较发达，属于中年矿业城市；本溪属于煤铁复合体城市，境内煤炭、铁矿石已到开采末期，面临产业转型，属于中年矿业城市向老年矿业城市过渡阶段。因此，对比研究鞍山、抚顺、本溪水资源供需平衡，分析不同类型矿业城市水资源供需平衡的影响因子，不仅可为东北老工业基地矿业城市实现水资源可持续化管理，而且为其走可持续发展道路提供决策依据。

      2 研究地区与研究方法

      2.1 研究区概况

      辽中地区矿业城市包括鞍山、抚顺和本溪，面积28955 km[2]，占辽宁省总面积的19.63％。其中，抚顺、本溪全部，鞍山东部地区属于辽东山地丘陵地带，鞍山其他地区属于辽河平原地带。该区域为暖温带大陆性季风气候，年均温7～10℃，年均降雨量650～900 mm，无霜期130～170 d。地表径流比较丰富，共有大中小河流200余条，大型河流包括外辽河、浑河、太子河、富尔江、辉发河、清河等，分别属于辽河水系和鸭绿江水系，各河流均为汇入干流后注入渤海和黄海的外流河。矿产资源丰富，矿产种类齐全，是国内外少有的矿产资源富集区之一。森林覆盖率较高，鞍山达到48％，抚顺为64.5％，本溪为69.1％(图1)。2005年，该地区人口达到728.39×10[4]，占辽宁省17.26％，GDP为1751.53×10[8]元，占辽宁省21.88％。第一、二、三产业产值比为5.5：55.7：38.8，主导产业为石油加工、钢铁冶炼、建材生产和机械制造(表1)。

      

      图1 辽中地区矿业城市区位图

      Fig.1 The location of mining cities in central Liaoning

      2.2 研究方法

      依据国内外水资源供需平衡研究成果以及辽中地区矿业城市实际情况，建立了辽中地区矿业城市水资源供需平衡分析框架(图2)。

      2.2.1 供水系统分析 水资源供给系统包括地表水资源可利用量、地下水资源可利用量和其他可利用水资源。地表水资源可利用量是指在一定的自然和社会经济技术条件下，地表水工程可以提供利用的水量。地下水资源可利用量是指经济上合理、技术上可行并且不造成地下水位持续下降、水质恶化以及水文地质环境问题不良后果条件下，可以开采利用的地下水资源量。其他可利用水资源包括污水处理、雨水利用和海水淡化。辽宁省水资源公报(1997-2005)表明，鞍山、抚顺和本溪供水系统主要为地表水资源可利用量和地下水资源可利用量。

      

      Tab.1 The socio-economic status about mining cities in central Liaoning

      地表水资源可利用量为地表水资源总量去除生态需水量和汛期弃水量[8]，由于本研究中需水系统考虑了生态环境需水量，为避免重复计算，地表水资源可利用量用地表水资源总量去除汛期弃水量表示。地下水资源可利用量分为平原地下水可利用量和山区地下水可利用量，分别用地下水资源量乘以开采系数计算。

      

      图2 水资源供需平衡分析框架

      Fig.2 Framework of water resources supply-demand balance analysis

      水资源开发利用率，是现有工农业生产和生活对水资源的开发程度，可以反映出生产生活用水挤占生态用水的情况，同时，也可以反映该地区水资源开发利用的潜力。当水资源开发利用率介于10％～20％时，属于中度紧张，可用水量已经成为限制因素，需要增加供给，减少需求；当水资源开发利用率介于20％～40％时，属于中高度紧张，需要加强供需管理，确保水生态系统有充足的水流量；当水资源开发利用率大于40％时，属于高度紧张，供水日益依赖地下水超采和咸水淡化，急需加紧供需管理，严重缺水已成为经济增长的限制因素，现有的用水格局和用水量不能持续下去。