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(guó)家中部崛起戰(zhàn)略的支撐下，為了中原經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展更加出彩，河南省對(duì)水資源供給保障的要求持續(xù)提升，對(duì)于供水結(jié)構(gòu)的優(yōu)化需求也越來越高?；诖耍恼峦ㄟ^研究河南省供水結(jié)構(gòu)狀況，對(duì)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(jìn)行分析，并分析了全省供水結(jié)構(gòu)不平衡狀況，對(duì)近五年來各地市地表水、地下水的供水水源的不平衡性進(jìn)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(jì)社會(huì)建設(shè)。

1 河南省供水結(jié)構(gòu)及供水量的變化趨勢(shì)

通過分析2003-2017年《河南省水資源公報(bào)》，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(zhǎng)的趨勢(shì)，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(dá)到峰值240.57 億m3，分析原因?yàn)?013 年河南省降水較多年均值偏少，為枯水年，經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展對(duì)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?yàn)?014 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(jì)社會(huì)發(fā)展對(duì)地表水源需求增加，國(guó)家對(duì)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(zhǎng)的趨勢(shì)（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(dāng)時(shí)全省經(jīng)濟(jì)社會(huì)快速發(fā)展，對(duì)于地下水的開采量迅速提升，在2006-2013 年處于波動(dòng)階段，2013 年之后國(guó)家加強(qiáng)對(duì)地下水源保護(hù)力度，在總供水量不斷增長(zhǎng)的背景下，地下水源供水量呈下降趨勢(shì)，主要通過建設(shè)蓄水、引水工程等供水設(shè)施以增長(zhǎng)地表水源供水量，以滿足不斷增長(zhǎng)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(zhǎng)趨勢(shì)（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(guó)家政策鼓勵(lì)和工程科技水平的提高對(duì)于其他供水量的較快增長(zhǎng)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(jì)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(gè)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(gè)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(gè)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?。籨i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(biāo)。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(jì)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(gè)階段，2003-2010年不平衡指數(shù)I呈現(xiàn)波動(dòng)上升趨勢(shì)，在2010 年達(dá)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(kuò)大，而在2010-2017 年不平衡指數(shù)I 呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，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(jì)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(jì)源等地級(jí)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(yuǎn)遠(yuǎn)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(jí)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(yuǎn)超地表水源供水量，長(zhǎng)期來看需要優(yōu)化供水水源，加強(qiáng)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(jì)社會(huì)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