ABSTRACT

Based on the results of the investigation and evaluation of water resources in Ecuador water resources comprehensive planning (1971~2010 series), the temporal and spatial distribution and variation of water resources in Ecuador were studied. Water resources of the Ecuador are relatively abundant, but the spatial and temporal distribution is uneven; runoff of the eastern region and the Andes mountains on both sides is large; runoff of the west coast and the interior of the Andes plateau basin is relatively small; the interannual variation and concentration degree during the year of water resources in the central and western regions are larger than those in the east; water resources appear continuous water year or continuous dry years.

Keywords:Ecuador, Runoff, Water Resources Assessment, Temporal and Spatial Distribution

厄瓜多尔水资源时空分布及变化规律

王政祥，张 晶

长江水利委员会水文局，湖北 武汉

收稿日期：2018年4月24日；录用日期：2018年5月8日；发布日期：2018年5月16日

摘 要

根据厄瓜多尔水资源综合规划中水资源调查评价成果(1971~2010年系列)，研究了厄瓜多尔水资源时空分布特征及变化规律。厄瓜多尔水资源量丰富，但时空分布不均匀，东部地区和安第斯山脉两侧山坡径流较大，西部沿海及安第斯山脉内部的高原盆地径流相对较小；中部和西部地区水资源年际和年内变化大，东部地区水资源年际和年内变化小，水资源出现连丰或连枯情况。

关键词 :厄瓜多尔，径流量，水资源评价，时空分布

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1. 引言

厄瓜多尔共和国位于南美洲西北部，赤道横贯国境北部，地理位置界于：N1˚28'39''~S5˚01'00''，W75˚11'49''~W81˚00'37''之间(不含科隆群岛即加拉帕戈斯群岛)。该国北部与哥伦比亚毗邻，东部与南部和秘鲁接壤，西部滨临太平洋。国土总面积256,551 km²，由美洲大陆部分和距大陆约900 km的科隆群岛组成，其中大陆部分面积约占全国面积的96.8%；岛屿面积约占全国面积的3.2% (本次研究范围为大陆部分，不含科隆群岛)。

厄瓜多尔地形复杂，地势起伏，山脉绵亘，河流广布，高山、丘陵、盆地、滩地、河谷交错相间。南北走向的安第斯(Andes)山脉海拔高度在3000 m到4000 m，纵贯厄瓜多尔中部，将全国分为西部沿海(Costa)、中部山地(Sierra)和东部亚马逊地区(Amazonia)三个部分。

厄瓜多尔河流众多，是世界上每平方公里河流分布最为密集的国家之一 [1] 。其中西部地区为太平洋水系，主要有MIRA、ESMERALDAS、MANABI、GUAYAS、JUBONES、PUYANGO-CATAMAYO等6个流域，流域面积约占大陆地区总面积的46.9%；东部地区为亚马逊河水系，主要有NAPO、PASTAZA、SANTIAGO等3个流域(参见图1)，流域面积约占大陆地区总面积的53.1%。

厄瓜多尔水资源较为丰富, 多年平均降水总量为5586 × 10⁸ m³，地表水资源量为3617×10⁸ m³，地下水资源量为566 × 10⁸ m³，地下水和地表水资源不重复量为143 × 10⁸ m³，水资源总量3760 × 10⁸ m³。人均水资源拥有量25,961 m³，但受地形和气候等因素影响，水资源时空分布不均，人民生活和农田灌溉缺水问题比较突出，制约经济社会发展，遇枯水年份或连续干旱年份，供、用水矛盾更为明显。随着人口和经济增长，用水需求将快速增加。为了解决水资源供需矛盾，保障人民生活、粮食自主和工业等用水，开展全国水资源的研究，摸清水资源的时空分布状况，对水资源的合理配置使用有着重大的意义。

2. 地表水资源的分布特征

2.1. 地区分布不均匀

年径流深的地区分布受气候、水汽来源、地形等因素的综合影响，存在着不均匀性 [2] 。厄瓜多尔年径流等值线呈南北向带状分布(见图1)，总的趋势是东部地区和安第斯山脉两侧山坡径流较大，西部沿海及安第斯山脉内部的高原盆地径流相对较小。

西部地区：包括沿海平原和山麓地带，东高西低，一般海拔200 m以下，有一些海拔600~700 m的丘陵和低山。该地区属热带草原气候向热带雨林气候过渡带。年径流深从北往南由1500 mm递减到50 mm左右，多在200~1000 mm之间。

中部山地：安第斯山脉自哥伦比亚入厄瓜多尔境后，分为东、西科迪勒拉山脉，两山之间为北高南低的高

图1. 厄瓜多尔多年平均径流深等值线图(mm)

原，海拔平均2500~3000 m。山脊纵横交错，把高原分成十多个河谷盆地。本区河谷盆地属热带草原气候，山地属亚热带森林气候，海拔4000 m以上常年积雪。年径流深在200~3000 m之间，安第斯山脉两侧山坡年径流深在1500~3000 m之间，河谷盆地径流深在200~1000 mm之间。

东部地区：由安第斯东山坡向东逐渐延伸，为亚马逊河流域的一部分，地势由海拔1200~250 m的山麓地带逐渐降低至250 m以下的冲积平原。该地区属热带雨林气候，全年湿热多雨。年平均径流深在1500~4000 mm之间，靠近安第斯山脉地区年径流量较大，年径流深在2500~4000 mm之间，东部相对较小，年径流深在1500~2500 mm之间。

2.2. 流域分区地表水资源特性

厄瓜多尔全国多年平均地表水资源量为3617 × 10⁸ m³，相应径流深为1456.7 mm。全国1971~2010年地表水资源量系列成果中，年地表水资源量最大的为4620 × 10⁸ m³ (1976年)，最小的为2954 × 10⁸ m³ (1995年)；频率25%丰水年地表水资源量为3877 × 10⁸ m³，相当于多年平均地表水资源量的107.2%；频率75%枯水年地表水资源量为3342 × 10⁸ m³，相当于多年平均的92.4%，频率95%枯水年地表水资源量为2989 × 10⁸ m³，相当于多年平均的82.6%。厄瓜多尔9大流域的地表水资源量见表1。

各流域水资源量的大小受气候、地理位置、下垫面条件和面积大小的影响，降水量大、产流状况好、流域面积大的地区，水资源量大，反之则小 [3] 。9个流域中多年平均年径流深最大是SANTIAGO为2043.3 mm，其次为NAPO的2023.0 mm，最小是MANABI为545.1 mm；径流量最大是NAPO，占全国径流量的36.5%，最小是MANABI，占全国径流量的1.7%，最大是最小的21.1倍。中、西部太平洋水系，面积占全国面积的46.9%，多年平均年径流量1112 × 10⁸ m³，占全国多年平均年径流量的30.7%，年径流深为955.4 mm。东部亚马逊河水系，面积占全国面积的53.1%，多年平均年径流量2505 × 10⁸ m³，占全国多年平均年径流量的69.3%，年径流深为1899.0 mm。

流域间产水条件差异悬殊，平均产水系数和产水模数反映了差异的程度。9个流域中，产水系数最大的是SANTIAGO为0.85，其次为PUYANGO-CATAMAYO的0.79，最小是MANABI为0.57；产水模数最大是NAPO为211 × 10⁴ m³/km²，其次为SANTIAGO的204 × 10⁴ m³/km²，最小也是MANABI为58.2 × 10⁴ m³/km²。9个流

表1. 厄瓜多尔流域分区地表水资源量成果表

域中MANABI (1016.0 mm)与PUYANGO-CATAMAYO (1069.6 mm)降水量相近，由于PUYANGO-CATAMAYO大部分为山丘区，坡降大，有利于产流，其平均产水系数为0.79，平均产水模数为84.8 × 10⁴ m³/km²，MANABI处于西部平原区，水面蒸发量相对较大，所以年平均产水系数和年平均产水模数较小，分别为0.57和58.2 × 10⁴ m³/km²。中、西部太平洋水系和东部亚马逊河水系，年平均产水系数分别为0.65和0.69，年平均产水模数分别为101 × 10⁴ m³/km²和196 × 10⁴ m³/km²。

3. 年内年际变化

3.1. 年内分配集中

受降水影响，径流的年内分配与降水的年内分配有着十分密切的关系。厄瓜多尔不同区域降水受气候影响，降水集中期及程度也不尽相同。西部地区水汽来自太平洋，降水量主要集中在12月至次年的5月，相应径流量主要集中在1~6月，占全年的64%~88%，径流比较集中。中部地区为热带草原及亚热带森林气候，安第斯山脉西面水汽主要来自太平洋，东面来自亚马孙地区，降水受地形和水汽来源影响，不同区域有所不同，中部高山盆地，降水量主要集中在2~5月和10~12月，呈现双峰过程，中部山地降水量主要集中在11月至次年的4月或12月至次年的5月；中部地区径流量主要集中在1~6月，占全年的45%~85%。东部地区为热带雨林气候，降水量大，降水年内分配相对较均匀，该地区年径流量大，年内分配相对较均匀，4~9月径流量占全年的50%~65%。多年平均连续最大四个月径流量大体上可反映径流的集中程度，连续最大四个月径流量占年径流量的百分比，西部地区为35%~75%，中部地区为35%~73%，东部地区为40%~65%。相应出现时间是：西部地区为2~5月；中部地区北面的MIRA、ESMERALDAS、GUAYAS等为2~5月，南面的PUYANGO-CATAMAYO、PASTAZA、SANTIAGO等为3~6月或4~7月；东部地区为4~7月或5～8月。所占比重自西向东递减，西部地区径流集中程度高于东部地区，出现时间是自西向东推迟。

3.2. 年际变化明显

河川径流的年际变化主要取决于降水的年际变化，同时还受到径流的补给类型、河流大小以及岩性、地貌、土壤、植被等流域下垫面条件的影响。年径流变差系数C_v值的大小反映了径流的年际变化特性，通常C_v值大，表明该地区径流的年际丰枯变化剧烈，C_v值小则相反，表示径流的年际变化平缓。

厄瓜多尔年径流变差系数C_v值，西部地区一般在0.2~0.9之间；中部地区大多在0.06~0.9之间，少数站大于1；东部地区在0.04~0.50之间。中、西部地区大于东部地区。

年径流极值比(年径流量最大值与最小值之比值)的大小可反映径流的年际变化幅度，各代表站的年径流极值比差异较大。西部地区一般为2.5~30；中部北面一般在2~10，中部南面在1.4~17；东部地区为1.2~4。中、西部地区大于东部地区。

年径流量变率相对值(即最大最小年径流量的差值与多年平均径流量的比值)在0.2~9.2间。西部地区在0.82~4.5之间；中部地区在0.36~9.2；东部地区在0.2~4.3之间。点绘径流量变率相对值与C_v关系及年径流极值比与C_v的关系，发现有正相关趋势，即说明C_v有随年径流量变率相对值及年径流极值比的增大而增大的趋势。

3.3. 流域分区径流年际变化

3.3.1. 年代变化

厄瓜多尔20世纪70年代~21世纪初年径流经历了偏丰~偏枯的交替变化过程，从各年代径流均值与1971~2010年系列均值比较看，20世纪70年代总体偏多，80年代总体偏少，90年代平水，21世纪初偏少(见图2)。对各流域而言，情况不尽一致，位于东北部的MIRA、NAPO、PASTAZA流域70年代偏多，其余各年代偏少；与该三流域相邻的中西部地区ESMERALDAS、GUAYAS、JUBONES、SANTIAGO流域70年代、90年代

图2. 厄瓜多尔全国年径流过程图

偏多，80年代、21世纪初偏少；西部的MANABI流域90年代偏多，80年代平水，70年代和21世纪初偏少；南部的PUYANGO-CATAMAYO流域70年代和21世纪初偏多，80年代、90年代偏少。

3.3.2. 丰、平、枯水年统计

对厄瓜多尔全国及各流域年径流量进行频率分析，按年径流量的大小，将频率P ≤ 12.5%、12.5% < P ≤ 37.5%、37.5% < P ≤ 62.5%、62.5% < P ≤ 87.5%、P > 87.5%的年径流量分别划分为丰水年、偏丰水年、平水年、偏枯水年和枯水年5个等级 [4] 。各流域年径流的丰枯统计见表2。

可见，厄瓜多尔全国出现的丰水年数大于枯水年数，偏丰水年数小于偏枯水年数。太平洋水系中MIRA、ESMERALDAS、MANABI丰水年与枯水年出现年数大致相当，GUAYAS、JUBONES、PUYANGO-CATAMAYO丰水年数大于枯水年数；6个流域偏丰水年数均小于偏枯水年数。亚马逊河水系中NAPO、PASTAZA丰水年数大于枯水年数，SANTIAGO丰水年数小于枯水年数；3个流域偏丰水年数均小于偏枯水年数。

若将丰水年、偏丰水年均视为丰水年，枯水年、偏枯水年均视为枯水年来统计，厄瓜多尔全国年径流在1971~1977年出现连续丰水过程，1984~1988年出现连续枯水过程，1997~2000年出现连续丰水期，2001~2007年出现连续枯水期。各流域年径流均出现过连丰、连枯过程，但连丰、连枯时段不尽一致。各流域最长连续枯水期在3~7年，最长连续枯水年段平均径流量与多年平均值的比值太平洋水系的在0.59~0.80，亚马逊河水系的在0.90~0.93，说明太平洋水系特殊干旱情况下的径流量与多年平均值相差十分显著。

3.3.3. 极值比

厄瓜多尔全国年径流最丰年出现在1976年，最枯年出现在1995年，最大与最小年径流量的比值为1.6；太平洋水系中最丰年MIRA出现在1999年，ESMERALDAS出现在1975年，MANABI出现在1998年，GUAYAS、

表2. 厄瓜多尔流域分区径流丰、平、枯水年统计

JUBONES、PUYANGO-CATAMAYO出现在1983年，最枯年各流域出现时间均不一致；亚马逊河水系中NAPO、PASTAZA最丰年出现在1976年，SANTIAGO出现在1994年，最枯年NAPO出现在2005年，PASTAZA和SANTIAGO出现在2006年。太平洋水系6个流域中，最大与最小年径流的比值最大为MANABI的6.4，其次是JUBONES的3.6，其他流域极值比在2.1~3.0之间；亚马逊河水系各流域极值比在1.5~1.6之间。太平洋水系各流域40年系列年径流量最小值与多年平均的比值在0.42~0.72，其中，ESMERALDAS比值最大，MANABI比值最小。亚马逊河水系各流域年径流量最小值与多年平均的比值较太平洋水系高，三个流域其比值均为0.83。

4. 结语

1) 厄瓜多尔水资源量丰富，但空间分布不均匀，东部地区和安第斯山脉两侧山坡径流较大，西部沿海及安第斯山脉内部的高原盆地径流相对较小，在地域上的最大变幅达8.9倍。单位面积水资源量NAPO和SANTIAGO分别为211 × 10⁴ m³和204 × 10⁴ m³，而MANABI仅58.2 × 10⁴ m³，最大与最小相差2.6倍。

2) 厄瓜多尔中、西部地区径流量年内分配集中，主要集中在1~6月，占全年的45%~88%，东部地区年径流量大，年内分配相对较均匀，4~9月径流量占全年的50%~65%。

3) 厄瓜多尔径流量年际变化明显，中部、西部地区年径流年际变化较大，且西部年际变化大于中部，东部地区年际变化较小，年径流出现连续丰水或枯水情况，最长连续枯水年段平均径流量与多年平均值的比值太平洋水系相差十分显著。

参考文献 (References)

[1] 张颖, 宋晓平. 厄瓜多尔/列国志[M]. 北京: 社会科学文献出版社, 2007. ZHANG Ying, SONG Xiaoping. Ecuador/chronicles. Beijing: Social Sciences Press, 2007. (in Chinese)

[2] 水利部长江水利委员会. 长江流域水资源及其开发利用调查评价[R]. 2008. Ministry of Water Resources Yangtze River Water Resources Commission. Investigation and evaluation of water resources and their development and utilization in the Yangtze River Basin. 2008. (in Chinese)

[3] 郭海晋, 王政祥, 邹宁. 长江流域水资源概述[J]. 人民长江, 2008, 39(17): 3-5. GUO Haijin, WANG Zhengxiang and ZOU Ning. Overview of water resources in the Yangtze River basin. Yangtze River, 2008, 39(17): 3-5. (in Chinese)

[4] 水利部水文局. 地表水资源调查和统计分析技术细则[R]. 1981. Hydrology Bureau of Ministry of Water Resources. Technical regulations for investigation and statistical analysis of surface water resources. 1981. (in Chinese)