王亞迪 岳紹玉 趙榮生

（1河南西水東引供水有限公司；2中州水務(wù)控股有限公司；3華北水利水電大學(xué)）

0 前言

近年來，在國家中部崛起戰(zhàn)略的支撐下，為了中原經(jīng)濟社會發(fā)展更加出彩，河南省對水資源供給保障的要求持續(xù)提升，對于供水結(jié)構(gòu)的優(yōu)化需求也越來越高。基于此，文章通過研究河南省供水結(jié)構(gòu)狀況，對2003-2017 年河南省地表水、地下水及其他水源的供水量年系列變化情況進行分析，并分析了全省供水結(jié)構(gòu)不平衡狀況，對近五年來各地市地表水、地下水的供水水源的不平衡性進行空間分析，以研究河南省供水結(jié)構(gòu)及供水量的變化，系統(tǒng)分析供水水源的不平衡性服務(wù)于水利規(guī)劃及經(jīng)濟社會建設(shè)。

1 河南省供水結(jié)構(gòu)及供水量的變化趨勢

通過分析2003-2017年《河南省水資源公報》，整理全省地表水、地下水及其他水源的供水量年系列數(shù)據(jù)（見表1）。河南省2003-2017年總供水量呈現(xiàn)出逐步增長的趨勢，15 a來全省總供水量的平均值為220.28 億m3，全省總供水量在2013 年達到峰值240.57 億m3，分析原因為2013 年河南省降水較多年均值偏少，為枯水年，經(jīng)濟社會發(fā)展對供水量的需求較高。2014年全省總供水量為209.29億m3，與上一年相比明顯下降（見圖1），分析原因為2014 年河南省降水量比2013 年多25.90%，水資源量充足導(dǎo)致供水需求走低，水資源稟賦的差異造成供水需求發(fā)生變化。

河南省2003-2017年地表水源供水量的平均值為91.67億m3，占總供水量的比例為41.60%。近些年來，經(jīng)濟社會發(fā)展對地表水源需求增加，國家對蓄水、引水工程等供水設(shè)施的建設(shè)不斷完善，使地表水源供水量呈現(xiàn)出逐年增長的趨勢（見圖2）。而河南省2003-2017年地下水源供水量的平均值為127.68億m3，占總供水量的比例為58.00%，一直大于地表水源供水量的比例，但二者之間的差距越來越小，在2017年幾乎相等。地下水源供水量的年系列曲線呈現(xiàn)出“倒U型”，在2003-2006年處于穩(wěn)步上升階段，當時全省經(jīng)濟社會快速發(fā)展，對于地下水的開采量迅速提升，在2006-2013 年處于波動階段，2013 年之后國家加強對地下水源保護力度，在總供水量不斷增長的背景下，地下水源供水量呈下降趨勢，主要通過建設(shè)蓄水、引水工程等供水設(shè)施以增長地表水源供水量，以滿足不斷增長的供水需求。河南省2003-2017年其他供水量的平均值為0.93億m3，占總供水量的比例為0.40%，雖然比例較小，但呈現(xiàn)出較快的增長趨勢（見圖3），政府大力提倡的污水處理、中水回用、雨水洪水資源化利用，國家政策鼓勵和工程科技水平的提高對于其他供水量的較快增長具有很大的正面影響。

圖3 河南省2003-2017年其他水源年供水量變化圖

2 地表水源與地下水源供水量的不平衡分析

通過不平衡指數(shù)公式來計算地表水源與地下水源供水量不平衡指數(shù)，以分析河南省2003-2017年地表水源與地下水源供水量的不平衡程度。

公式（1）（2）中：Yi表示河南省第i個地市的地表水源供水量占全省地表水源供水量的百分比，Xi表示河南省第i個地市的地下水源供水量占全省地下水源供水量的百分比；n為河南省地市數(shù)量，n=18。

di值可以量化河南省第i個地市的地表水源與地下水源供水量的差異性，di值大于零，說明該地市地表水源供水量大于地下水源供水量，di值越大表示地表水源供水量越大，地下水源供水量越小；di值小于零，說明該地市地下水源供水量大于地表水源供水量，di值越小表示地下水源供水量越大，地表水源供水量越小。

I值可以量化河南省地表水源與地下水源供水量的不平衡程度，是各地市不平衡情況的綜合指標。I值越大表示河南省地表水源與地下水源供水量不平衡程度越大，I值越小表示河南省地表水源與地下水源供水量不平衡程度越小。

圖4 河南省2003-2017年地表水源與地下水源供水量不平衡指數(shù)圖

按照上述公式計算河南省2003-2017 年地表水源與地下水源供水量不平衡指數(shù)I（見圖4），從圖中可以發(fā)現(xiàn)歷年數(shù)據(jù)呈現(xiàn)兩個階段，2003-2010年不平衡指數(shù)I呈現(xiàn)波動上升趨勢，在2010 年達到峰值0.04，表明河南省整體的地表水源與地下水源的不平衡程度在擴大，而在2010-2017 年不平衡指數(shù)I 呈現(xiàn)下降趨勢，河南省供水結(jié)構(gòu)在調(diào)整，地表水源與地下水源趨于逐漸平衡狀態(tài)，各種供水的水利工程措施和非工程措施在顯現(xiàn)效果。

通過計算河南省18 地市2013-2017 年近期5 年來的地表水源與地下水源供水量不平衡指數(shù)di值，可以分析河南省內(nèi)各地市地表水源與地下水源供水量的差異程度（見圖5）。信陽、濮陽、平頂山、洛陽、新鄉(xiāng)、三門峽、鄭州、濟源等地級市的di值大于零，這些地區(qū)的地表水源供水量大于地下水源供水量，信陽di值最大，該地區(qū)供水結(jié)構(gòu)差異性最大，地表水源供水量遠遠大于地下水源供水量。而開封、焦作、鶴壁、漯河、許昌、南陽、駐馬店、安陽、商丘、周口等地級市的di值小于零，這些地區(qū)的地下水源供水量大于地表水源供水量，周口地區(qū)的di 值最小，該地區(qū)地下水源供水量遠超地表水源供水量，長期來看需要優(yōu)化供水水源，加強蓄水、引水工程等地表水源供水基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)，調(diào)整供水結(jié)構(gòu)，才能使水資源合理開發(fā)利用，為地區(qū)經(jīng)濟社會發(fā)展提供支撐效應(yīng)。

圖5 河南省18地市地表水源與地下水源供水量不平衡指數(shù)di值圖