何 璇，乔 梁

(1.河北省水文水资源勘测局，石家庄 050031； 2.河北省邢台水文水资源勘测局，河北 邢台 054000)

生态环境用水量包括城镇环境用水量和农村生态用水量。生态环境用水是指为生态环境修复与建设或维持现状生态环境质量不至于下降所需要的最小需水量[1]。本文结合邢台市用水资料，分析生态环境变化特征和发展趋势，为制定生态环境用水规划提供科学依据。

1 邢台市用水结构特征

1.1 行业用水量

根据邢台市2001～2015年各行业用水资料分析计算[2]，邢台市多年平均用水量18.689 2×108m3，其中农业灌溉用水量14.092 6×108m3，林牧渔畜用水量0.649 8×108m3，工业用水量1.977 7×108m3，城镇公共用水量0.124 2×108m3，居民生活用水量1.546 6×108m3，生态环境用水量0.298 3×108m3。表1为邢台市行业用水量统计表。

表1 邢台市行业用水量统计表

1.2 行业用水结构

在用水结构分析中，以往主要考虑工业用水、农业用水、生活用水[3]。近年来，各地开始重视生态环境建设，开始把生态环境用水纳入用水结构中[4]。随着城市建设发展，城市公共用水占的比重越来越大，为区别于工业用水，把城镇公共用水纳入用水结构中。为了划清农业灌溉用水和农村其他用水，将农村用水中的林牧渔畜用水量单独统计。河北省在统计用水量时，将用水结构分为农业用水、工业用水、林牧渔畜用水、生活用水、城镇公共用水和生态环境用水。

设在一定时间尺度内，用水系统中总用水量W，共有n种用水户类型{X1，X2，……，Xn}，每一个用水户用水量为{W1，W2，……，Wn}，则W=W1+W2+……+Wn，各部门用水量比例为：

式中：Pi为第i种行业占总用水量的比例，%；Wi为第i种行业用水量，104m3；W为各用水行业总用水量，104m3。

根据邢台市2001～2015年用水量资料，计算各行业用水量多年平均值，分析各行业用水结构情况。通过各用水行业用水结构柱状图可以看出，农业灌溉用水量占总用水量的75.41%，工业用水量占总用水量的10.58%，居民生活用水占总用水量的8.28%，其他行业用水均小于5%。图1为邢台市各用水行业用水结构柱状图。

图1 邢台市各用水行业用水结构柱状图

2 生态环境用水量变化特征分析

2.1 生态环境用水变化趋势

要对现象变动趋势进行动态分析，就要建立与长期趋势相适应的数学模型。最常用的一种配合直线趋势模型的方法是最小平方法，又称最小二乘法[5]。其变化趋势直线方程为：

Yt=a+bt

式中：Yt为时间序列的趋势值；a为截距项；b为趋势线斜率；t为时间标号。

利用邢台市2001～2015年生态环境用水量资料，分析其变化趋势。根据变化趋势线分析，城镇公共用水量随时间呈递减趋势，2001～2010年维持在一个较稳定的水平。从2011年以后，生态环境用水大幅度增加，说明2011年后邢台市生态环境建设力度加大。图2为邢台市城镇公共用水量变化过程图。

图2 邢台市生态环境用水量变化趋势线

2.2 生态环境用水构成

生态环境用水包括城镇环境和农村生态。 城镇环境用水分为城镇绿地灌溉用水、环境卫生清洁用水和河湖补水，河湖补水分为补水类型河湖补水和换水类型河湖补水[6]。农村生态用水指人工措施对湖泊、洼地的补水。

通过对邢台市城镇环境用水和农村生态用水对比分析，分别计算城镇环境和农村生态用水在生态环境用水中所占比例，计算公式如下：

式中：K城镇环境为城镇环境用水占总用水量比例，%；K农村生态为农村生态用水占总用水量的比例，%；W城镇环境为城镇环境用水量，104m3/a；W农村生态务为农村生态用水量，104m3/a；W生态环境为生态环境总用水量，104m3/a。

利用邢台市2001～2015年生态环境用水资料统计，邢台市多年平均生态环境用水量0.298 3×108m3。其中城镇环境用水量0.211 3×108m3，占城镇公共用水量的70.8%；农村生态用水量0.087 0×108m3，占城镇公共用水量的29.1%。表2为邢台市生态环境用水量统计表。

表2 邢台市生态环境用水量统计表

3 生态环境用水变化趋势分析

3.1 城镇环境用水量

城镇水环境是一个人工自然复合系统，对其进行合理规划建设和维护，使其具有较强的抵御外界干扰和自我修复生态的能力[7]。城镇生态环境用水对恢复城镇生态环境发挥了重要作用。

利用邢台市2002～2015年城镇环境用水量资料，绘制其变化过程线。通过过程线可以看出，在2002～2011年时段内，城镇环境用水量维持在一个较低水平，用水量主要为城镇绿地灌溉用水和街道清洗用水等，从2011年开始，河道补水、人工湖补水增大，使得城镇环境用水量增大。图3为邢台市城镇环境用水量变化过程线。

图3 邢台市城镇环境用水量变化趋势线

3.2 农村生态用水量

生态环境是人们赖以生存的基础条件，也是经济可持续发展和社会不断进步的基础[8]。近些年来，伴随着社会经济的迅速发展，生态环境的急剧恶化已经严重制约农村经济的发展，并将造成愈来愈大的危害。解决农村生态环境问题，是建设小康社会的一个重要环节。

利用邢台市2002～2015年城镇环境用水量资料，绘制其变化过程线。通过过程线可以看出，2002和2003年农村环境用水量为零，2004～2012年用水量较小，相对较稳定。2013年以后，农村生态用水大幅度增加，是因为河湖补水量增大所致。图4为邢台市农村生态用水量变化趋势线。

图4 邢台市农村生态用水量变化趋势线

4 结 论

根据邢台市2001～2015年用水量资料，采用统计法和趋势法分别对用水结构和用水量变化趋势进行分析。

邢台市多年平均生态环境用水量0.319 6×108m3。其中，城镇环境用水量0.226 4×108m3，占生态环境用水量的71.0%；农村生态用水量0.093 2×108m3，占生态环境用水量的29.0%。邢台市生态环境用水量呈逐年增加趋势，2011年以前维持在一个相对稳定的水平，2011年以后生态环境用水增加幅度较大，主要是河湖补水用水量增大。

通过对邢台市生态环境用水量变化特征影响分析，为制定和完善生态环境用水规划提供科学依据。