1. 水资源分区和水资源量
1.1. 水资源分区
长江流域面积约180万km2,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(见表1)。前6个水资源二级区为长江上游,中间4个为长江中游、后2个为长江下游。
1.2. 水资源量
长江流域水资源公报2002年及以前是按第一次水资源评价分区统计,2003年以后是按第二次水资源评价分区统计,因此本文主要分析2003~2015年13年水资源量资料 [1] ,而多年平均水资源量 [2] 仅供全流域平均值前后对比。
1.2.1. 多年平均水资源量
长江流域1956~2000年平均年降水深为1086.6 mm,地表水资源量为9856亿m3,地下水资源量的不重复量为102.3 × 108m3,水资源总量为9958 × 108m3,流域平均产水系数为0.51,产水模数为55.86万m3/km2。根据水资源公报资料,将资料系列延长到2015年共60年资料系列,1956~2000年45年系列平均水资源总量比延长后的60年系列平均水资源总量偏小1.1%,说明1956~2000年系列仍具有代表性。
1.2.2. 近13年水资源量
长江流域2003~2015年平均年降量为1055.9 mm,比常年值(1956~2000年平均值,下同)偏少2.8%,13年中包括了丰水年份、平水年份、枯水年份 [3] 。2010年、2012年降水量比常年偏多6.8%、6.7%,是偏丰水年份;2005年、2008年、2014年是正常年份;2011年降水量比常年偏少14.3%,是偏枯水年份。这13年平均水资源总量比常年值偏少5.0%,最大与最小年值之比为1.44。因受降水地区分布各年不同的影响,各水资源二级区丰、平、枯的年份与流域不完全一致(见表1)。2010年流域降水偏丰,中下游地区的二级区偏丰,但宜宾至宜昌、
![](Images/Table_Tmp.jpg)
Table 1. Comparison of precipitation and annualized values of water resources zoning from 2003 to 2015
表1. 2003~2015年水资源二级区降水量较常年变化统计(%)
注:表中计算当年降水来自 [1] ,多年平均值来自 [2] 。
金沙江石鼓站以下偏枯;2011年流域降水偏枯,但汉江、嘉陵江偏丰。
2. 总用水量
用水量指分配给用水户的包括输水损失在内的毛用水量,按农业、工业、生活(含生态环境)用水统计。农业用水包括农田灌溉和林业、果树、草地灌溉、鱼塘补水及牲畜用水。工业用水为取用的新水量,不包括企业内部的重复利用量。生活用水包括城镇生活用水和农村生活用水,其中城镇生活用水由居民生活用水、公共用水(含第三产业和建筑业等用水)和城镇环境用水组成,农村生活用水由居民生活用水和农村生态补水组成 [4] [5] 。
2.1. 总用水量变化情况
全流域(含上、中、下游)及水资源二级区用水量年均递增率见表2。其中,2003~2015年长江流域平均总用水量为1937.7 × 108 m3,其中2003年为1702.6 × 108 m3,2015年达到2054.6 × 108 m3,相比增加352.0 × 108 m3,年均递增率为1.58%。上游6个水资源二级区用水增加69.5 × 108 m3,年均递增率为1.4%,其中嘉陵江、金沙江石鼓以上和宜宾至宜昌干流增长较快,年均递增率分别为2.41%、1.85%和1.83%;中游4个水资源二级区用水增加143.1 × 108 m3,年均递增率为1.39%,其中鄱阳湖水系增长较快,年均递增率为3.25%;下游2个水资源二级区用水增加139.5 × 108 m3,年均递增率为1.97%,湖口以下干流增长较快,年均递增率为3.26%。可见长江下游地区用水增长速度快于长江上中游。
2.2. 用水组成
2003~2015年长江流域农业用水量占总用水量的51%左右,工业用水量占总用水量的36%左右,生活用水量占总用水量的13%左右。2003年到2015年,随着工业和城市的发展,流域用水组成有了一定的变化。农业用水占总用水量的比例,由2003年的55.0%下降到2015年的48.6%;同期工业用水比例由33.2%上升到35.8%,生活用水比例由11.8%上升到15.7%。2003~2015年长江流域各项用水量组成变化见图1。
![](Images/Table_Tmp.jpg)
Table 2. Annual growth rate of water use in water resources from 2003 to 2015
表2. 2003~2015年水资源二级区用水量年均增长率(%)
![](//html.hanspub.org/file/8-2410567x10_hanspub.png)
Figure 1. 2003-2015 Yangtze River Basin water composition changes
图1. 2003~2015年长江流域用水量组成变化
流域内各地由于水土资源组合条件及经济发展水平的差异,其用水组成也有所不同。2003~2015年长江上、中、下游地区农业用水量占总用水量的比例分别在53%、61%、36%左右,工业用水量占总用水量的比例分别在30%、28%、51%左右,生活用水量占总用水量的比例分别在17%、12.0%、13%左右。长江中游地区是流域主要农业生产基地,农业用水所占比例大,长江下游地区是流域内工业和城市比较发达地区,工业用水所占比例大。水资源二级区中除宜宾至宜昌、太湖水系是工业用水占总用水量比例最大外,其余二级区均是农业用水所占比例最大;除金沙江石鼓以上是工业用水占总用水量比例最小外,其余二级区均是生活用水所占比例最小。
2015年与2003年比较,长江上、中、下游地区农业用水占总用水量的比例分别下降了2.9、5.2、9.8个百分点;工业用水量占总用水量的比例上游下降4.2个百分点,中、下游上升了1.5、7.7个百分点,生活用水量占总用水量的比例上升了7.1、3.7、2.1个百分点。水资源二级区中,农业用水占总用水量的比例下降了1.0~12.0个百分点,其太湖水系下降比例最大,金沙江石鼓站以上次之,嘉陵江下降比例最小;工业用水占总用水量的比例有升有降,太湖水系、湖口以下干流、洞庭湖水系、金沙江石鼓以下、鄱阳湖水系、金沙江石鼓站以上升0.6~9.6个百分点,其中太湖水系上升比例最大,余下6个二级区下降,下降1.9~6.6个百分点,其中宜宾至宜昌下降比例最多;生活用水占总用水量的比例均上升,上升最多的是岷沱江。
2.3. 用水指标
2.3.1. 人均用水量
2003~2015年期间,流域总用水量与总人口基本同步增长,人均综合用水量变化不大,2003年为394 m3,2015年为452 m3。2015年流域内各二级区的人均用水量情况是:湖口以下干流最高,为703 m3;太湖水系、鄱阳湖水系、宜昌至湖口、洞庭湖水系较高,分别为569 m3、542 m3、513 m3、481 m3;汉江、岷沱江、金沙江石鼓以下、金沙江石鼓以上、宜宾至宜昌分别为413 m3、348 m3、314 m3、292 m3、262 m3;乌江、嘉陵江较低为250 m3和240 m3。
2.3.2. 万元GDP 用水量
按2000年不变价计算(下同),2003~2015年流域GDP的年均递增率为9.0%,总用水量的年均递增率为1.58%,后者的增长速度低于前者。平均万元GDP用水量从2003年的431 m3下降到2015年的184 m3,表明综合用水效率有较大提高,单方水GDP产值由23.2元提高到54.3元。2015年各水资源二级区万元GDP用水量情况是:鄱阳湖水系最高,达337 m3;金沙江石鼓以上、洞庭湖水系较高,为272 m3和248 m3;湖口以下干流、汉江、宜昌至湖口、金沙江石鼓以下、嘉陵江、岷沱江、乌江、宜宾至宜昌在215 m3~145 m3;太湖水系最低为112 m3。
3. 农业用水
3.1. 农田灌溉用水
2003年至2015年,长江流域农田实灌面积总体呈增加趋势,农田实灌面积年均递增率为0.38%,灌溉用水量年均递增率为0.40%。长江流域平均每亩用水量略有增加。
由于长江流域范围广,上下游的水土资源条件不同,其农田实灌面积和用水变化情况有所差别。长江上游水资源相对贫乏,但土地资源较为丰富,耕地灌溉率较低;2003~2015年,实灌面积增加284.6万亩,每亩用水量增加4.0 m3,灌溉用水量增加13.24 × 108 m3。长江中游水资源丰富,土地资源也较为丰富,在采用节水灌溉和非充分灌溉措施后,灌溉面积明显增加;2003~2015年,实灌面积增加593.85万亩,每亩用水量增加11.2 m3,灌溉用水量增加39.6 × 108 m3。长江下游水资源丰富,但土地资源有限,耕地灌溉率高,发展灌溉面积的潜力不大;2003~2015年,实灌面积增加20.12万亩,每亩用水量减少26.6 m3,灌溉用水量减少11.27 × 108 m3。
农田灌溉是长江流域用水大户,但用水弹性大,节水潜力也大。只要加大投入,采取节水、高产综合措施,在不增加或少增加供水量的情况下,仍可维持灌溉面积和粮食总产稳步增长,已为十几年的实践所证明。从2003年至2015年,流域农田灌溉用水稳定在890 × 108 m3左右,而粮食总产量由13,941万t增至17,408.4万t,相应人均粮食占有量从323 kg提高到383 kg。
3.2. 林牧渔畜用水
林牧渔畜用水包括林果地(果树、苗圃、经济林、防护林)、草场(人工草场、饲料基地和天然草场)灌溉用水、人工鱼塘补水及牲畜用水等。
随着农村多种经营的快速发展,流域林牧渔畜用水逐年增长,2003年82.0 × 108m3,2015年增加到101.24 × 108 m3。各水资源二级区的林牧渔畜用水增减不一,2015年与2003年比较,鄱阳湖水系、乌江、金沙江石鼓以上林牧渔畜用水量减少,其余二级区均增加,岷沱江、嘉陵江、宜昌至湖口增加较多(见图2)。
4. 工业用水
工业包括火(核)电工业、国有及规模以上非国有工业和规模以下非国有工业。流域内工业发展迅速,按2000年不变价格计算,2003~2015年长江流域工业产值年均递增率为9.8%。同期工业用水(取用新鲜水量)也明显增加,2003年为565.4 × 108 m3,2015年为734.6 × 108 m3,年均递增率为2.2%,其增长速度低于工业产值增长速度,弹性系数为0.23。随着工业结构调整、工艺技术进步及节水水平提高,万元工业产值用水量迅速下降,由2003年的336 m3下降到2015年的142 m3。工业产值、工业用水量及万元工业产值用水量的变化趋势见图3。
从流域上中下游分布看,上游2015年的工业用水为112.4 × 108m3、万元工业产值用水量为88 m3,2003~2015年的用水年均递增率为0.08%、弹性系数为0.01;中游2015年的工业用水为256.1 × 108 m3、万元工业产值用水量为139 m3,2003~2015年的用水年均递增率为1.90%、弹性系数为0.15;下游2015年的工业用水为366.0 × 108 m3、万元工业产值用水量为180 m3,2003~2015年的用水年均递增率为3.3%、弹性系数为0.47。工业用水总量、用水增长速度、单位产值用水量均是下游最大,中游其次,上游最小。
水资源二级区中,2015年工业用水量以太湖水系最大,湖口以下干流次之,金沙江石鼓以上最小;万元工业产值用水量湖口以下干流最大,鄱阳湖水系次之,岷沱江最小。用水年均增长速度除岷沱江、乌江为负增长外,其余二级区均为正增长,以湖口以下干流增长速度最大。
5. 生活用水
2003~2015年流域生活用水逐年增加,年均递增率为4.1%。
![](//html.hanspub.org/file/8-2410567x11_hanspub.png)
Figure 2. Forest, animal husbandry, fishing, livestock water consumption difference during 2015 and 2003
图2. 2015年与2003年林牧渔畜用水量差值
![](//html.hanspub.org/file/8-2410567x12_hanspub.png)
Figure 3. Trend of industrial output value and water consumption in Yangtze River Basin
图3. 长江流域工业产值和用水量变化趋势
5.1. 城镇生活用水
随着城市化率的提高,城镇人口逐步增加,加之人民生活水平不断改善,生活用水量增长很快。流域城镇生活用水量由2003年的125.9 × 108 m3持续增加到2015年的259.7 × 108 m3,年均递增率为6.2%,与同期城镇人口年均递增率5.7%基本持平。各水资源二级区城镇生活用水量均持续增加,金沙江石鼓以上、岷沱江、汉江、乌江年均递增率较大,太湖水系、金沙江石鼓以下年均递增率相对较小。
由于流域上下游的气候条件和人们生活习惯不同,人均生活用水量有较大的差别。2015年长江上游人均用水量256 L/d,其中金沙江石鼓以下最低;长江中游人均用水量291 L/d,其中宜昌至湖口较高,鄱阳湖水系较低;长江下游人均用水量292 L/d。
5.2. 农村生活用水
在我国控制总人口增长率的条件下,随着城市化率的提高,农村人口不断向城镇转移,农村人口基本是逐年减少,加之农村生活用水定额低,用水量有逐年下降趋势。长江流域农村生活用水量2003年为74.3 × 108 m3,2015年为62.6 × 108 m3,年均递减率1.4%,小于同期农村人口年均递减率3.3%。2015年与2003年比,水资源二级区中农村生活用水量有增加,有减少,金沙江石鼓以上、金沙江石鼓以下、岷沱江、汉江增加,其余二级区减少,金沙江石鼓以上年均递增率较大,洞庭湖水系年均递减率较小。
长江流域农村人均生活用水量2015年平均为85.3 L/d,长江上游最小为80.7 L/d,长江中游为84.7 L/d,长江下游最大为99.8 L/d。
6. 结语
(1) 从2003年至2015年,长江流域用水量的变化趋势是:总用水量由1702.6 × 108 m3增加到2054.6 × 108 m3,年均递增率为1.58%;用水组成有明显变化,工业用水比例增加2.5个百分点,生活用水比例增加3.9个百分点,农业用水比例减少了6.5个百分点;人均用水量变化不大,稳定在430 m3左右;综合用水效率大为提高,万元GDP (2000年可比价)用水量由431 m3下降到184 m3。
(2) 农业是长江流域的用水大户,2003年农业用水为936.9 × 108 m3,占总用水量的55.0%,2015年农业用水达到997.7 × 108 m3,占总用水量的48.6%。12年间农田灌溉用水变化不大,而灌溉面积和粮食产量均有增加,单位面积用水量明显下降。表明农田灌溉的用水弹性和节水潜力较大。
(3) 工业是第二用水大户,其用水量增长较快,节水潜力也大。2003年与2015年相比,工业用水量由565.4 × 108 m3增加到734.6 × 108 m3,万元工业产值用水量则由336 m3下降至142 m3。从保护生态环境和防治水污染的角度考虑,今后应进一步调整工业结构和企业规模,提高工业用水重复利用率,使万元工业产值用水量继续下降。
(4) 长江流域生活用水量2015年为322.3 × 108 m3,占总用水量的15.7%。生活用水量中城镇生活用水量占70%,农村生活用水量占30%。