近20_a来内蒙古自治区水资源及其开发利用趋势分析_张晓红.pdf

收稿日期：20220814作者简介：张晓红（1966），女，高级工程师，主要从事水利规划设计工作。摘要：以历年水资源公报数据为基础，系统分析了内蒙古自治区20002019年的水资源量、水环境质量以及水资源开发利用结构与用水水平的变化趋势，认为近20 a来内蒙古自治区水资源量总体呈增长趋势，同时又存在一定的空间分异性，水资源开发利用结构渐趋合理，用水水平得到了较大提高。关键词：水资源量；水环境质量；供水结构；用水结构；用水指标；变化趋势；内蒙古中图分类号：TV213文献标识码：A文章编号：1004-7328（2023）03-0004-05DOI：10.3969/j.issn.1004-7328.2023.03.002近20 a来内蒙古自治区水资源及其开发利用趋势分析张晓红（内蒙古自治区阿荣旗水利事业发展中心，内蒙古阿荣旗162750）水资源 海河水利2023.No.31基本情况内蒙古自治区位于我国北部边疆，跨越东北、华北、西北三大区1，位于东经97 10126 04、北纬37 355320，北与蒙古、俄罗斯2国交界，东与黑龙江、吉林、辽宁3省为邻，南与山西、陕西、河北3省相连，西与甘肃、宁夏2省（自治区）接壤，东西长约2 400 km，南北宽约1 700 km，总土地面积118.3万km2，占全国总土地面积的12.3%。内蒙古自治区地貌形态空间差异很大，分布着山地、丘陵、髙原及沙漠，根据地貌形态特征，结合地质构造因素，可划分为大兴安岭山地区、西辽河平原区、内蒙古北部高原区、阴山山地区、河套平原区、鄂尔多斯高原区、阿拉善高原区7个大的地貌单元。内蒙古自治区地处大陆腹地的高原区，区内气候差异很大，具有高原寒暑剧变的特点，属温带大陆性气候。气温自东北向西南递增，等温线与山脉走向基本一致，年均气温一般在-26C，气温年差平均在3436。降水量少而不匀，夏季占80%，且多暴雨。日照充足，大部分地区年日照时数大于2 700 h，全年大风日数平均在1040 d。大部分地区年蒸发量高于 1 200 mm，东部兴安岭山地少于1 200 mm，西部巴彦高勒高原达3 200 mm。内蒙古自治区的河流分属外流河与内陆河两大水系。外流河主要由黄河、永定河、西辽河、嫩江、额尔古纳河5个水系组成，占全区面积的52.5%。内陆河水系分布较为零星，主要河流有乌拉盖河、昌都河、塔布河、额济纳河等，占全区面积的9.9%。无流区主要分布在内陆荒漠区，占全区面积的 37.6%。此外，区内湖泊星罗棋布，有1 000余个，主要分布在西辽河平原、鄂尔多斯高原，可分为咸水湖、淡水湖；水面大于100 km2的天然湖泊有达赉湖、贝尔湖、达里诺尔、乌梁素海、黄旗海、査干诺尔、居延海等2。内蒙古自治区水资源在全国范围内来看总量较少，属于缺水地区，19562000年的多年平均年水资源总量为 545.95 亿 m3，占全国水资源总量的1.92%；地表水资源量为406.6亿m3，地下水资源量为236.22亿m3，重复量为96.87亿m3。2水资源情势变化以20002019年内蒙古地表水资源量、地下水资源量、水资源总量系列为对象，分析近20 a来内蒙古自治区水资源量变化的趋势性，所采用数据均来自20002019年内蒙古自治区水资源公报。2.1水资源量变化趋势性分析方法采用Kendall非参数秩次相关检验法分析相应时间序列的趋势性，水资源情势分析的空间单元分别采用盟（市）、流域2种划分方法进行。非参数检验法亦称为无分布检验，其优点是不需要样本遵从一定的分布，也不受少数异常值的干扰3，更适用于类型变量和顺序变量，而水文序列一般都是非正态分布的。Kendall非参数秩次相关检验法中，对于具有n2023.No.3个样本量的序列x，首先要确定所有对偶值（xi,xj）中的xi与xj的 大 小 关 系（设 为），其 中j i，i=1,2,n-1;j=2,3n。Kendall秩次相关检验的统计量UK定义如下：UK=|-1Var()1/20+1Var()1/2(0)(=0)(0)0(=0)-1(10时，UK收敛于标准正态分布。在显著性水平条件下，临界值U/2在正态分布表中可以查到。当|UK U/2时，拒绝原假设，表示序列x的变化趋势显著；当|UK U/2时，接收原假设，表示序列x的变化趋势不显著；|UK的值越大，表示序列x的趋势变化越显著。2.2水资源量变化趋势2.2.1地表水资源量运用Kendall非参数秩次相关检验法，对内蒙古自治区各盟市、各流域20002019年地表水资源量时间序列的趋势性进行检验，结果详见表12。从表12可知：就全区而言，近20 a来的地表水资源量呈非显著的增加趋势。12个盟市中，地表水资源量呈减少趋势的有5个，其中乌兰察布市、阿拉善盟呈显著性减少趋势；地表水资源量呈增加趋势的有 7个，其中乌海市呈显著性增加趋势。13个流域中，地表水资源量呈减少趋势的有4个，均为非显著性减少；地表水资源量呈增加趋势的有9个，其中东辽河、河西内陆河2个流域呈显著性增加趋势。2.2.2地下水资源量运用Kendall非参数秩次相关检验法，对内蒙古自治区各盟市、各流域20002019年的地下水资源量时间序列的趋势性进行检验，结果详见表34。区域全自治区呼和浩特市包头市乌海市赤峰市呼伦贝尔市兴安盟通辽市锡林郭勒盟乌兰察布市鄂尔多斯市巴彦淖尔市阿拉善盟U/21.96|UK1.297 51.038 10.908 62.206 11.102 70.973 31.751 81.946 61.038 02.076 00.194 81.168 15.061 2趋势性增加减少减少增加减少增加增加增加增加减少增加增加减少趋势性是否显著否否否是否否否否否是否否是表1内蒙古自治区各盟市20002019年地表水资源量时序的趋势性表2内蒙古自治区各流域20002019年地表水资源量时序的趋势性流域额尔古纳河嫩江东辽河西辽河辽河干流东北沿黄渤海诸河滦河及冀东沿海诸河海河北系黄河兰州至河口镇黄河河口镇至龙门鄂尔多斯内流区内蒙古高原内陆河河西内陆河U/21.96|UK0.324 21.687 12.076 01.492 31.751 81.232 81.881 81.297 50.843 20.064 70.649 10.454 32.530 3趋势性增加增加增加减少增加减少增加减少减少增加增加增加增加趋势性是否显著否否是否否否否否否否否否是区域全自治区呼和浩特市包头市乌海市赤峰市呼伦贝尔市兴安盟通辽市锡林郭勒盟乌兰察布市鄂尔多斯市巴彦淖尔市阿拉善盟U/21.96|UK0.389 61.233 81.427 63.698 42.789 81.816 50.519 02.919 80.194 82.076 02.076 24.022 60.064 7趋势性增加减少减少增加增加增加增加增加增加增加增加减少减少趋势性是否显著否否否是是否否是否是是是否表3内蒙古自治区各盟市20002019年地下水资源量时序的趋势性张晓红：近20 a来内蒙古自治区水资源及其开发利用趋势分析 52023年3月海河水利从表34可知：就全区而言，近20 a来地下水资源量呈非显著的增加趋势。12个盟市中，地下水资源量呈减少趋势的有4个，其中巴彦淖尔市呈显著性减少趋势；地下水资源量呈增加趋势的有8个，其中乌海市、赤峰市、通辽市、乌兰察布市、鄂尔多斯市呈显著性增加趋势。13个流域中，地下水资源量呈减少趋势的有3个，其中黄河兰州至河口镇呈显著性减少趋势；地下水资源量呈增加趋势的有10个，其中嫩江、西辽河、辽河干流、鄂尔多斯内流区4个流域呈显著性增加趋势。2.2.3水资源总量运用Kendall非参数秩次相关检验法，对内蒙古自治区各盟市、各流域20002019年的水资源总量时间序列的趋势性进行检验，结果详见表56。从表56可知：就全区而言，近20 a来的水资源总量呈非显著的增加趋势。12个盟市中，水资源总量呈减少趋势的有5个，且均为非显著性减少趋势；水资源总量呈增加趋势的有7个，其中乌海市、通辽市、锡林郭勒盟呈显著性增加趋势。13个流域中，水资源总量呈减少趋势的有2个，均为非显著性减少；水资源总量呈增加趋势的有11个，其中东辽河、辽河干流、滦河及冀东沿海诸河、鄂尔多斯内流区3个流域呈显著性增加趋势。2.3水环境质量变化趋势20102019 年全区评价河长中的各类水质河长所占比例，详见表7。从表7可知，20102019年，全区水环境质量呈明显好转趋势，类及以上优良水质河长占比从2010年的45.4%上升到2019年的58.2%，劣类水质河长占比大幅下降，水环境质量近年来大幅改善，但是仍然存在水功能区不达标情况，地市级集中式饮用水水源地中仍然存在地下水源地水质超标情况，水环境质量有待继续巩固提升。表4内蒙古自治区各流域20002019年地下水资源量时序的趋势性流域额尔古纳河嫩江东辽河西辽河辽河干流东北沿黄渤海诸河滦河及冀东沿海诸河海河北系黄河兰州至河口镇黄河河口镇至龙门鄂尔多斯内流区内蒙古高原内陆河河西内陆河U/21.96|UK0.324 22.076 00.194 82.725 13.179 40.713 80.583 70.194 82.270 81.155 73.763 10.064 70.259 5趋势性增加增加增加增加增加增加增加减少减少增加增加增加减少趋势性是否显著否是否是是否否否是否是否否区域全自治区呼和浩特市包头市乌海市赤峰市呼伦贝尔市兴安盟通辽市锡林郭勒盟乌兰察布市鄂尔多斯市巴彦淖尔市阿拉善盟U/21.96|UK1.687 11.038 00.908 62.206 11.102 71.038 01.751 82.984 62.076 00.454 30.843 20.000 10.324 2趋势性增加减少减少增加减少增加增加增加增加增加增加减少减少趋势性是否显著否否否是否否否是是否否否否表5内蒙古自治区各盟市20002019年水资源总量时序的趋势性流域额尔古纳河嫩江东辽河西辽河辽河干流东北沿黄渤海诸河滦河及冀东沿海诸河海河北系黄河兰州至河口镇黄河河口镇至龙门鄂尔多斯内流区内蒙古高原内陆河河西内陆河U/21.96|UK0.324 21.687 12.206 10.194 83.893 10.649 12.141 30.454 30.778 51.168 13.308 81.687 10.519 0趋势性增加增加增加增加增加增加增加增加减少增加增加增加减少趋势性是否显著否否是否是否是否否否是否否表6内蒙古自治区各流域20002019年水资源总量时序的趋势性%表7内蒙古自治区20102019年各类水质河长占比年份2010201120122013201420152016201720182019类11.42318.418.558.263.586.88687.958.2类3429.529.625.8类11.921.712.723.541.836.513.21412.141.8类178.55.314劣类25.717.33418 62023.No.3张晓红：近20 a来内蒙古自治区水资源及其开发利用趋势分析2.4地下水位变化趋势河套平原、土默川平原、鄂尔多斯黄河南岸平原、西辽河平原是内蒙古自治区的四大平原区，是全区社会经济发展的精华地带。地下水的过度开发利用将导致地下水补给、径流、排泄过程处于严重不平衡状态，出现了地下水超采区、大范围水位降落漏斗区，导致地面沉降而危及建筑物安全、潜水含水层和承压水含水层连通而发生潜水污染承压水现象，大范围的降落漏斗还将导致地表和地下含水层入渗补给能力降低，涵养水源能力明显下降，地表植被退化、土壤沙化，产生一系列的地下水生态问题4。地下水位是地下水开发利用状况的直接表征指标。近20 a来，河套平原、土默川平原、鄂尔多斯黄河南岸平原、西辽河平原的地下水埋深均呈增加趋势，埋深变化幅度分别为17.81%、68.26%、41.68%、71.14%。由上可见，内蒙古土默川平原、西辽河平原的地下水生态保护与管理面临严峻形势，亟待加强。内蒙古自治区四大平原区20102019年地下水年均埋深变化曲线，如图1所示。3水资源开发利用变化趋势以20002019年内蒙古自治区地表水供水量、地下水供水量、其他水源供水量系列为对象，分析近20 a来内蒙古自治区水资源开发情势变化；以统计口径一致性为原则，以20152019年内蒙古自治区分行业用水量系列为对象，分析近5 a来内蒙古自治区水资源利用情势变化；开发利用量的分析单元采用盟（市），所采用数据均来自于20002019年内蒙古自治区水资源公报。3.1供水水源结构变化趋势20002019年，全区地表水供水量呈先减少后波动增加的趋势。地表水年供水量的最大值为2019年的100亿m3，最小值为2004年的86.22亿m3，多年平均年供水量为93.21亿m3。其中，呼伦贝尔市、阿拉善盟的地表水供水量呈明显增加趋势，分别由 2000 年的 3.96 亿、3.59 亿 m3增加到 2019 年的11.27亿、10.57亿m3；通辽市、锡林郭勒盟、乌兰察布市的地表水供水量呈明显减少趋势，分别由2000年的 4.41亿、1.44亿、1.46亿 m3减少到 2019年的 0.64亿、0.42亿、0.24亿m3。20002019年，全区地下水供水量呈先增加后波动平稳的趋势。地下水年供水量的最大值为2012年的93亿m3，最小值为2000年的72.44亿m3，多年平均年供水量为86.18亿m3。其中，赤峰市、锡林郭勒盟、阿拉善盟的地下水供水量呈明显增加趋势，分别由2000年的11.17亿、1.91亿、1.20亿m3增加到 2019年的 14.6亿、3.58亿、2.52亿 m3。其余盟市地下水供水量呈波动平稳趋势。20002019年，全区非常规水的供水量呈波动快速增加的趋势。非常规水年供水量的最大值为2019年的4.25亿m3，最小值为2000年的0.14亿m3，多年平均年供水量为1.51亿m3。3.2用水行业结构变化趋势20152019 年，全区各盟市的城镇公共用水量、居民生活用水量呈稳中有升趋势，工业用水量总体呈下降趋势，生态用水量增幅较大，其余各行业用水保持波动稳定状态。农田灌溉用水量占比最大，为 64%。内蒙古自治区 20152019年各行业用水量占比，如图2所示。3.3用水指标变化趋势20152019年，全区万元GDP用水量呈下降趋势，下降幅度达20.13%，2019年全区万元GDP用水量为82.27 m3，高于全国同期的67 m3；万元工业增加值用水量也呈下降趋势，下降幅度达36.48%，2019年全区万元工业增加值用水量为14.99 m3，低于全国同期的42 m3；农田灌溉水有效利用系数呈增加趋势，增幅为 4.78%，2019 年灌溉水有效利用系数为图1内蒙古自治区四大平原区20002019年地下水年均埋深变化趋势图2内蒙古自治区20152019年各行业用水量占比地下水埋深/m98765432120002001200220032004200520062007200820092010201120122013201420152016201720182019年份河套平原土默川平原鄂尔多斯黄河南岸平原西辽河平原农田灌溉用水量占比/%林果地灌溉草场灌溉畜牧渔业工业城镇公共居民生活生态行业706050403020100 72023年3月0.547，低于全国同期的0.559；人均生活用水量呈增加趋势，增幅为9.52%，2019年全区人均生活用水量为92 m3；城镇居民人均生活用水量、农村居民人均生活用水量也呈现增加趋势，增幅分别为 5.49%、16.44%，2019年全区城镇居民人均生活用水量、农村居民人均生活用水量分别为96、85 m3。各项用水指标变化趋势，分别如图36所示。4结语近年来，内蒙古自治区经济社会发展取得了良好的成绩，城市化进程逐渐加快，工农业生产所需水量持续增加，城乡生活用水量也逐年提高，水资源开发利用结构渐趋合理5，各项用水指标也趋于优化。与此同时，近20 a来，全区水资源量总体呈增加趋势，但是区域之间的水资源量及其开发利用情势并不均衡，亟需按照国家水网的总体布局和任务，安排开展自治区各级水网规划与建设，贯彻落实国家节水行动方案，继续提高水资源节约集约利用水平，以扎扎实实的水利基础设施建设、水资源管理能力和水平提升为建设祖国北疆的靓丽风景线做出水利贡献和担当。参考文献1 杨贵羽，王浩，李烁阳，等.内蒙古水资源形势及开发利用对策J.中国水利，2017（23）：32-35.2 马艳凤，张静芳.内蒙古湖泊现状调查分析J.内蒙古水利，2021（5）：45-46.3 丁志宏，冯平，牛军宜.黑河莺落峡年径流量时序变化的趋势特性及丰枯演化规律研究J.干旱区资源与环境，2009，23（10）：59-63.4 王哲，李涛涛，朱静思.海河流域地下水超采治理关键问题分析与对策初步研究J.海河水利，2020（6）：1-3.5 孟之琳，薛永基，张园圆.内蒙古水资源与产业结构耦合协调发展研究J.人民黄河，2021，43（7）：67-72.图4内蒙古自治区20152019年万元工业增加值用水量变化趋势图3内蒙古自治区20152019年万元GDP用水量变化趋势图5内蒙古自治区20152019年灌溉水有效利用系数变化趋势0.550.5450.540.5350.530.5250.520.5150.51灌溉水有效利用系数20152016201720182019年份海河水利105100959085807570万元GDP用水量/m3年份20152016201720182019262422201816141210万元工业增加值用水量/m320152016201720182019年份图6内蒙古自治区20152019年人均生活用水量变化趋势10095908580757065人均用水量/（Ld-1）20152016201720182019年份人均城镇人均农村人均 8