中国地表水供水安全分析

一、中国地表水数量分布

广义地说,以液态或固态形式覆盖地球表面的天然水体,属于地表水。它包括海水、湖水、冰川水、河水和沼泽水。总储量为13.86×108km3。狭义的地表水主要包括河水、湖水、冰川水和沼泽水;大气降水被认为是地表水的补给源。通常以地表水体的动态水量,即河流径流量为主要评价对象。

中国河流年平均径流量为27115×108m3,相当于年径流深284mm。降水对地表径流的直接补给约占总径流的765,438+0%,27%由降水渗入地下水含水层后由地下水补给,2%由高山冰川和积雪融水补给。

根据多年平均河川径流量和流域降雨量的变化,将我国地表水资源划分为五个区域(附图5),即地表水资源丰富区、地表水资源丰富区、地表水资源中等区、地表水资源匮乏区和地表水资源匮乏区。

Ⅰ.地表水资源丰富的地区。这个区域包括长江流经的区域。长江流域横跨我国东、中、西部三大经济区,覆盖19个省(区、市),经济总量巨大,包括上海、南京、重庆、武汉,是我国基础原材料、机电工业、高新技术等优势产业的集中地。它也是中国南水北调工程的水源。流域总面积180×104km2,占中国陆地面积的18.8%,长江干流长6300km以上。支流众多,其中年平均流量超过1500 m3/s的有9条,长度超过500km的有18条,流域面积超过1000km2的有437条。长江流域湖泊众多,总面积1.52×104km2,约为我国湖泊总面积的1/5。长江是我国最丰富的河流,水资源总量为9616×108m3,占全国河川径流总量的36%,是黄河的20倍。亚马逊河和刚果河(扎伊尔河)仅次于赤道雨林,居世界第三。流域内降水以降雨为主。年平均降雨量约为1100mm,降雨量的空间分布趋势为自西北向东南递增。时间分布多集中在5月~ 10,占全年的70% ~ 90%以上。从降水量来看,青藏地区约一半的径流补给来自融雪水和地下水;西南和华中地区的径流补给主要来自降水。

长江流域湖泊众多,中国五大淡水湖除洪泽湖外均在长江中下游。鄱阳湖是中国最大的淡水湖,位于江西南昌和九江之间,面积3913km2,环湖年径流深891.6mm,境内有赣江、抚河、信江、饶河(鄱江)、修水五条河流,北端与长江相连。湖最大深度16m,总体积近300×108m3,相当于洞庭湖体积的1.6倍。由于鄱阳湖高于长江,主要起到调蓄“五水”的作用。一般汛期可调节洪水100×108m3,枯水期流入长江的水量可达200×108m3。每当1 ~ 2月长江流量最小时,鄱阳湖能以400 ~ 500m3/s的流量补充长江水量,对长江枯水期航运十分有利。

洞庭湖,中国第二大淡水湖,位于湖南省北部,南有湘江、资水、沅江、澧水流入,北有松滋、太平、藕池、刁县(1959年受阻)吞入长江洪水,湖水从东面的城陵矶1995流入长江。洞庭湖一直是长江吞吐量最大的湖泊。长江通过洞庭湖蓄洪一般可减少30%左右,因此在长江中下游防洪滞洪中发挥着重要作用。由于长江“四口”“四水”的大量泥沙和湖区的大量围垦,洞庭湖被分为东洞庭湖、南洞庭湖、穆平湖和七里湖。

太湖位于长江三角洲南部,江浙两省之间,湖泊面积2460km2,容积近50×108m3,地表水资源量118.8×108m3。太湖是由洼地排水不畅和冲积平原上的河流积水膨胀形成的。

巢湖是中国第五大淡水湖,位于安徽中部,长江和淮河之间。它占地780平方公里。周边河流辐射入巢湖,经巢湖市南部湖口入玉溪河入长江。20世纪50-70年代,由于泥沙淤积和人类围垦,河口三角洲和沿湖滩地的海岸线被不断推向湖区。根据航片解译,从1955到1979的25年间,杭埠河口三角洲填海总面积已达62km2。

Ⅱ.地表水资源丰富的地区。主要范围是西南流域和珠江流域。西南河流位于中国西南边陲,是青藏高原和云贵高原的一部分。85.14×104km2范围内有七大水系,分别是藏西河流、藏南河流(含藏南内陆河)、雅鲁藏布江、滇西河流、怒江、澜沧江、元江。除部分不同面积的内陆河散落在藏南外,其余河流分别流出新疆、西藏、云南、广西。西南地区河流年平均降雨量为9186×108m3,相当于降雨深度为1088mm。2005年西南河流地表水资源量为5562.0×108m3,相当于年径流深658.9mm,其中西藏西部流域面积为5.734×104km2,水资源总量约为20.1×108m3。藏南流域面积约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格玛央宗冰川,流域面积24.048×104km2,河长2057km,年均径流量1654×108m3。滇西大部分河流属于伊洛瓦底江水系,流域面积2.1172×104 km2,水资源总量约314.5×108m3。怒江干流长约1659km,流域面积13.5984×104km2,多年平均径流量688.9×108m3。怒江在云南省境内长约621km,天然落差1123m,河流平均比降0.181%。流域面积12.483×104km2,年平均流量1840m3/s..

珠江是中国南方的一条大河,流经云南、贵州、广西、广东、湖南、江西等省(区)和越南社会主义共和国东北部,流域面积45.369×104km2,其中中国境内面积44.21×104km2。流域年径流量3412×108m3,其中西江多年平均径流量2670×108m3,约占全流域的80%,北江475×108m3,东江272×108m3,居全国之首。珠江径流年内分配极不均匀,4-9月汛期约占全年径流总量的80%,6、7、8月超过50%。珠江水资源丰富,人均水资源量4700m3,相当于全国平均水平的1.7倍,但年际变化大,时空分布不均。珠江流域地处亚热带,北回归线贯穿盆地中部,气候温和多雨。多年平均气温在14℃至22℃之间,多年平均降雨量为1200 ~ 2200mm。降雨分布自东向西明显减少,年内降雨分布不均,区域分布差异大,年际变化大。

Ⅲ.中等面积地表水资源。主要范围是东南江河流域、内陆河流域和辽河流域。中国东南部流域面积24×104km2,河流长度6300km,年径流量2557×108m3。主要河流有钱塘江、闽江、浦永江等浙东河流,角瓯江等浙南河流,台湾省河流。1993年,流域总人口6507万,占全国的5.5%;国内生产总值2023亿元,占全国的7.5%,其中工业总产值3748亿元。

中国的内陆河主要有塔里木河、黑河、石羊河。塔里木河是中国最大的内陆河,全长2437公里。塔里木河流域是塔里木河干流144条河流的总称,总面积102×104 km2。流域地表水多年平均天然径流量为398.3×108m3,主要由冰川融雪补给。非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之一,发源于甘肃省西北部,由张掖至酒泉之间的南山和祁连山的河流汇集而成,全长约800km。黑河流域有35条小支流。上游包括青海省祁连县大部分地区和甘肃省肃南县部分地区。中游包括甘肃省的山丹、民乐、张掖、临泽、高泰县(市)。下游地区包括甘肃省金塔县和内蒙古自治区额济纳旗的部分地区。石羊河全长250公里。流域自东向西由大井河、古浪河、黄洋河、杂木河、金塔河、西营河、东大河、西大河等八条河流以及众多的小沟渠、小河流组成。河流由山区降水和山区冰雪融水补给,流域面积为1.1× 65438。石羊河流域年平均降水量为222毫米,廊道面积仅为150毫米..多年平均总自产水资源量为15.6×108m3,不与地表水重复的地下水净资源量为1×108m3,全流域总自产水资源量为16.6×108m3,流域现状水可用。

辽河流域东起长白山、第二松花江、鸭绿江流域,西至大兴安岭南端和内蒙古高原,南至滦河、大凌河、渤海,北至松花江流域。流域面积21.96×104 km2,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为535m3,为全国平均水平的1/4。

辽河流域主要由两个水系组成:①辽河水系,由东、西辽河和辽河干流组成,水系从盘锦入海,全长1.394km;(2)大辽河水系,由太子河、浑河和大辽河组成。水系从营口入海,全长415.4km,辽河流域属温带大陆性季风气候区。受地理位置、海陆分布和地形的影响,降水和径流的区域分布很不均匀。自东南向西北递减,东南部为多雨中心,年降水量在65438±0,000 mm以上,西北部干旱,风沙大,雨水稀少,只有380 ~ 400 mm,雨量年际和年内变化大,冬春雨雪稀少,夏秋两季降雨集中,尤其是7、8月份,约占全年的50%。从降水季节看,春季降水占全年的11% ~ 16%,易发生春旱。夏季降水量占全年降水量的60% ~ 70%,经常出现暴雨,造成洪涝灾害;秋季降水占全年的17% ~ 19%,秋旱频发;冬季降水量仅占全年的1% ~ 4%。

松花江流域位于中国北部,是黑龙江的主要支流,流域面积54.6×104km2,河长1729km,多年平均径流量777×108m3。有南北两个源头,北面的嫩江发源于兴安岭,南面的第二松花江发源于长白山。两条河流在三岔河汇合后,被称为松花江。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。

Ⅳ.地表水资源缺乏的地区。主要范围是黄河流域和淮河流域。黄河发源于青藏高原巴颜喀拉北麓,流经青海、四川、甘肃、宁夏、内蒙古、山西、陕西、河南、山东六省,在山东省垦利县汇入渤海,流域面积75.2×104km2,河长466mm,年径流量61× 104km2。流域年平均气温-4℃ ~ 14℃,年平均降水量478毫米,6 ~ 10月降水量占全年的65% ~ 85%,最大暴雨出现在7 ~ 8月。河南省花园口站实测年径流量为470×1919 ~ 1974,若计入上游水量为470×108m3。

黄河流域东临海洋,西临内陆,气候、降水、蒸发、光热资源、无霜期差异明显。流域气候大致可分为干旱、半干旱、半湿润气候,西部干旱,东部湿润。全河多年平均天然径流量580×108m3,仅占全国河流径流量的2%,流域人均水量593m3,占全国人均水量的25%。黄河的突出特点是“少水多沙,水沙不同源”。

淮河流域西以河南牛山、桐柏山为界,东临黄海,南以大别山、江淮丘陵、杨桐运河、汝太运河为界,北以长江流域为界,南以黄河流域为界,北以泰山为界。流域面积26.9×104km2,流域西部、西南部和东北部为山地和丘陵地区,约占流域总面积的1/3。其余为广阔平原,约占2/3。淮河流域以废弃的黄河为界,分为淮河和沂沭泗河两大水系,面积分别为19×104 km2和8×104km2,京杭大运河、胡爱书新河和徐红河贯穿其中。淮河全长1000km,年径流量622×108m3,其中淮河水系453×108m3,沂沭泗水水系168×108m3。多年平均浅层地下水资源量为353×108m3,扣除地表水和地下水之间的重复计算,淮河流域水资源总量为835×108m3。年平均降水量883mm,其中淮河水系910mm,沂沭泗水系836mm。南部大别山区降水量最大,超过1400mm,西部桐柏山次之,为1000 ~ 1200mm,北部降水量最小,在700 mm以下,降水量年际变化较大,最大年降水量是最小年降水量的3 ~ 4倍。降水量的年内分布也极不均匀,汛期(6 ~ 9月)降水量占全年降水量的50% ~ 88%。

ⅴ.地表水资源缺乏的地区。主要范围是海河流域。海河流域面积26.4×104km2,河长1090km,年径流量228×108m3。2005年,海河流域年降水量为487.0毫米,主要支流有北运河、永定河、大清河、滦河、子牙河和南运河。海河流域属于大陆性季风气候区,年平均降水量548毫米,降水年内分布不均,汛期(6-9月)平均降水量占全年的75% ~ 85%。降水量每年变化很大。根据1956 ~ 1984的资源统计,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%;有些河流有春汛和泉水补给,6 ~ 9月的径流量只占全年的50% ~ 60%。河川径流年际变化大、分布集中的特点表明,海河流域枯水年发生洪水的可能性很小,丰水年发生洪水的可能性很大。

二、中国地表水水质分布

我国河流天然水质总体较好,盐度和总硬度较低。然而,随着农业的发展,河流径流污染日益严重。1995年,水利部进行了全国第二次水资源质量评价。根据全国1800多个水质监测断面数据和国家《地表水环境质量标准》(GB 3838-88),对近700条长约10×104km的河流进行了水质评价。结果表明,全国综合评价河段长度为98614km,其中ⅰ、ⅱ、ⅲ类水质河段长度分别为6042km、25773km和20993km,分别占评价河段长度的6.1%、26.1%和21.3%。水质为ⅳ类、ⅴ类和ⅴ类的河段长度分别为27171km、8163km和10472km,分别占评价河段长度的27.6%、8.3%和10.6%。污染河流长度(即水质为ⅳ类、ⅴ类和超ⅴ类河流长度之和)为45806km,占评价河流长度的46.5%。与1984年水利部全国第一次水资源质量评价相比,10a年河流长度综合评价中污染河流长度增加了一倍多。河流水资源质量的区域分布大致如下:河流上游水质好于中下游,城市及其下游水质普遍较差;总体来看,南方的河流水质好于北方,而东部发达地区,如京津周边、长三角、珠三角等地区的水质要差于中西部地区。从一类水资源区域对比分析,太湖水系、海河流域和淮河流域是我国水质最差的区域,劣V类河流比例处于或接近50%,即近一半河流污染严重,失去使用功能;辽河流域和松花江流域都受到河源河段自然水质差和中下游人为污染的影响。劣于ⅴ类的河长比例分别为31.4%和18.0%,水质较差。黄河流域水质尚可;除沱江和嘉陵江外,长江中上游和珠江流域水质状况良好。西南河流、西北河流、东南河流水质优良。从流域分布来看,淮河流域、黄河流域、海河流域、松辽流域污染最严重,长江流域的太湖地区污染也很严重。

从水质评价来看,好氧性有机污染是我国主要的水污染。我国好氧有机污染参数评价的9.55×104km河长中,污染河长占33.8%,其中严重污染河长(超过ⅴ类)8305km,占8.7%。在所有流域中,海河和淮河的好氧有机污染较为严重,污染河长超过评价河长的50%。有毒易积累物质污染全国第二。在该参数评价的9.2×104km河道长度中,污染河道长度占31.6%,其中严重污染河道长度为3810km。中国的黄河、松花江、辽河、淮河和海河流域受到有毒和易积累物质的严重污染。

根据50个主要湖泊水质综合评价结果,ⅰ类水质的湖泊有1个,占调查湖泊总面积的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类水质的湖泊有7个,占5.4%;ⅴ类水质湖泊5个,占26.6%;水质超过ⅴ类的湖泊有15个,占19.6%。也就是说,75%以上的湖泊水质受到不同程度的污染,主要污染是有机物污染(CODmn)和非离子氨。从地域分布来看,南方城市和东北平原湖泊有机污染和西北干旱地区湖泊盐碱化(高盐度)较为突出。评价中鄱阳湖、洞庭湖、太湖、洪泽湖、巢湖总体水化学现状未超过ⅲ类,但部分沿湖地区污染严重。

《中国地表水污染区划图》(附图6)以全国地表水水质分布示意图和全国主要湖泊污染状况为基础,将人类活动影响下的地表水水质状况与自然条件下的“背景值”进行对比。地表水污染程度分为五个区域,即地表水轻度污染区、地表水轻度污染区、地表水中度污染区、地表水重度污染区和地表水重度污染区。

Ⅰ.地表水轻度污染的地区。该地区人类活动少,经济不发达,地表水污染轻微。中国西南地区的河流总体水质良好。9条河流16断面中,87.5%为ⅲ类水质,12.5%为ⅴ类水质,无ⅳ、ⅴ类水质断面。红河河口县段只有两个断面超标。

Ⅱ.地表水轻度污染的地区。该地区地表水污染轻微,主要覆盖内陆河流域、长江上游和广东大部分地区。内河水质总体良好。7条河流19断面中,84.2%符合ⅲ类水质要求,15.8%符合ⅳ、ⅴ类要求,主要污染指标为高锰酸盐指数和石油类。

Ⅲ.地表水中度污染区。主要范围是长江中下游、珠江流域、东南沿海河流、元江-红河流域和松花江流域。长江水系的枯水质量较高,无明显变化。主要污染指标为石油类、氨氮和溶解氧。监测的128断面中,干流监测断面39个。干流以ⅱ类水质为主,ⅰ、ⅱ、ⅲ、ⅳ类水质比例分别为2.6%、71.8%、20.5%、5.1%。珠江流域水质总体良好,主要污染指标为溶解氧和石油类。49个监测断面中,73.5%为ⅰ-ⅲ类水质,18.3%为ⅳ、ⅴ类水质,8.2%为劣ⅴ类水质。松花江流域的主要污染指标是高锰酸盐指数和石油类。监测的1、01断面中,ⅰ类至劣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,松花江吉林段主要为ⅲ类水质,黑龙江段主要为ⅳ类水质。东南部14条河流26个断面中,ⅲ类水质断面占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。主要污染指标为石油类和溶解氧,重度污染断面集中在杭州钱塘江和宁波甬江。太湖20个监测点中,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%。主要污染物是总氮和总磷。湖区五里湖和梅梁湖污染明显重于中部、东部和西部沿海地区。富营养化评价表明,太湖处于轻度富营养状态。巢湖高锰酸盐指数达到ⅲ类水质标准,但由于总氮、总磷污染严重,湖内12个监测点中,ⅴ类和劣ⅴ类水质各占一半。

Ⅳ.地表水污染严重的地区。主要范围是黄河流域和淮河流域。黄河水系主要污染指标为石油类、氨氮和五日生化需氧量。监测的185断面中,劣ⅴ类水体占49.7%。干流28个断面中,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%。干流的水质好于支流。淮河49个断面达标率为665438±0.2%,水质基本稳定。主要污染指标为五日生化需氧量、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、ⅴ类水质断面占39.8%,ⅴ类水质断面占44.1%。干流13断面中,ⅰ-ⅲ类断面占38.5%,ⅳ、ⅴ类断面占46.2%,劣ⅴ类断面占15.3%..一级支流以ⅳ、ⅴ类水质为主;山东境内二、三级支流、省界和河流主要为劣ⅴ类水质。

ⅴ.地表水污染严重的地区。主要范围是海河流域和辽河流域。辽河、海河污染严重,劣ⅴ类水体占60%以上。海河水系重度污染,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类水质断面占14.4%,ⅳ类、ⅴ类水质断面占14.4%,劣ⅴ类水质断面占71.2%。辽河水系主要污染指标为五日生化需氧量、氨氮和石油类。监测断面67个,其中17.9%为ⅲ类水质,29.9%为ⅳ、ⅴ类水质,52.2%为劣ⅴ类水质。

中国工业废水(不包括火电厂直接冷却水)和城市生活污水排放总量为***606×108t。按流域统计,长江为207×108t,珠江为136×108t,松辽为608t。海河55×108t,东南河流40×108t,黄河27×108t,内河7×108t,西南河流6×108t。其中工业废水占67%,生活污水占33%。废水年排放量在20×108t以上的有上海、河南、湖南、辽宁、山东、黑龙江、广西、浙江、湖北、江苏、广东,有11个省(区、市)。

三、全国地表水供水安全地图

根据《全国地表水资源区划图》和《全国地表水水质图》,全国地表水供水安全图分为四个区(附图7),分区情况如下:

Ⅰ.地表水供水的相对安全区。地表水资源丰富,但地表水污染轻微,主要覆盖新疆、西藏西部、甘肃西北部、青海西北部、内蒙古等地。

Ⅱ.地表水供应的安全区域。地表水资源中等,地表水轻度污染或地表水资源丰富,地表水中度污染,主要覆盖西藏东南部、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.整个地区的地表水供应都不安全。地表水资源匮乏,地表水污染严重,主要覆盖广西东部、广东、福建、江西、安徽南部、江苏南部、浙江南部、海南、台湾省等地。

Ⅳ.地表水供应的不安全区域。地表水资源缺乏,地表水污染严重,主要覆盖天津和北京东北部。