巴中市水資源供需平衡分析

章 衛(wèi)，華國(guó)春，張 倩，汪艷芳

(1.四川大學(xué)水利水電學(xué)院，成都 610065;2.長(zhǎng)江勘測(cè)規(guī)劃設(shè)計(jì)研究有限責(zé)任公司，武漢 430010;3.西華大學(xué)能源與環(huán)境學(xué)院，成都 610065)

巴中市水資源由地表水和地下水構(gòu)成，地表水主要由降雨形成地面徑流，其次是由少量冰雪融化形成，年際水資源量多少同年際降雨量多少密切相關(guān)。流域內(nèi)的水資源年際差異大，年內(nèi)分配不均，每年5—10月的水資源量占年水資源總量的80%左右，11月—次年4月占水資源總量的20%左右。1994年以后，降雨量比1993年前減少了3%，水資源量減少了6%。

根據(jù)《四川省水資源綜合規(guī)劃報(bào)告》，巴中市境內(nèi)水資源主要是地表徑流和地下水兩部分，現(xiàn)有水資源量71.68億m3，其中地表水資源量71.68億m3，地下水資源量(淺層地下水)7.55億m3，地表水與地下水的重復(fù)計(jì)算量7.55億m3。全市現(xiàn)人均擁有水資源量2 166 m3，低于全國(guó)、全省水平。巴中有38億m3過境水可利用發(fā)電、航運(yùn)等[1]。

1 供需平衡分析方法

不同需水單元特點(diǎn)不同，生活需水、工業(yè)需水變化幅度比較小，而農(nóng)業(yè)需水是與水文氣候密切相關(guān)的，不同降水條件下，需水差別較大。本文根據(jù)巴中市的地理氣候條件，為保證農(nóng)業(yè)的發(fā)展，采用農(nóng)田灌溉保證率為75%進(jìn)行計(jì)算。

由于需水量和可供水量都是動(dòng)態(tài)變化的，并且變化都是隨機(jī)的，本文為簡(jiǎn)化，將需水量和可供水量進(jìn)行同步平衡分析，可供水量的保證率也為75%。

供需平衡分為現(xiàn)狀年供需平衡、規(guī)劃年“一次平衡”和“二次平衡”。

規(guī)劃年“一次平衡”是在規(guī)劃供水條件與規(guī)劃水平年正常需水增長(zhǎng)的情況下水資源供需平衡分析。通過對(duì)比分析可知在正常需水條件下，巴中市各項(xiàng)需水量的變化情況。

規(guī)劃年“二次平衡”分析是在“一次平衡”分析的基礎(chǔ)上，根據(jù)規(guī)劃年“一次平衡”的缺水情況，推行強(qiáng)化節(jié)水后的需水方案，并進(jìn)行規(guī)劃水平年水資源供需“二次平衡”分析，并采取進(jìn)一步的措施，解決缺水問題。

2 各水平年供需平衡

2.1 需水量分析

一般在一個(gè)地區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展計(jì)劃已經(jīng)確定的情況下才能進(jìn)行需水量的預(yù)測(cè)。如果地區(qū)發(fā)展計(jì)劃僅給出一定期間的宏觀發(fā)展目標(biāo)和籠統(tǒng)目標(biāo)(如人口總數(shù)、GDP、總產(chǎn)量等)，則在進(jìn)行需水預(yù)測(cè)時(shí)，先對(duì)人口、工業(yè)發(fā)展情況等進(jìn)行預(yù)測(cè)，然后據(jù)定額指標(biāo)預(yù)測(cè)需水量。根據(jù)《巴中市城市總體規(guī)劃》，對(duì)各經(jīng)濟(jì)指標(biāo)作出預(yù)測(cè)，結(jié)果見表1。

表1 巴中市各水平年社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展指標(biāo)表

本文中需水預(yù)測(cè)是以社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的不同用水部門為基礎(chǔ)，以各用水部門對(duì)水資源需求的可持續(xù)發(fā)展為目標(biāo)，既預(yù)測(cè)了國(guó)民經(jīng)濟(jì)需水，也考慮生態(tài)環(huán)境對(duì)水資源的需求，在參考了國(guó)內(nèi)外用水效率較高地區(qū)的用水水平后，根據(jù)表1中巴中市各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，按照《全國(guó)水資源綜合規(guī)劃細(xì)則》給出的統(tǒng)計(jì)用水原則，針對(duì)不同用水戶，采用發(fā)展指標(biāo)與定額法，結(jié)合不同水平年的發(fā)展要素預(yù)測(cè)需水量[2]。對(duì)正常增長(zhǎng)下的需水進(jìn)行分析，同時(shí)按節(jié)水型農(nóng)業(yè)、工業(yè)、社會(huì)的要求預(yù)測(cè)了本地區(qū)的需水量，根據(jù)強(qiáng)化節(jié)水條件下需水規(guī)律和需水定額，考慮節(jié)水后需水量預(yù)測(cè)結(jié)果。按上述原理和方法，求得巴中市不同規(guī)劃水平年需水成果，見表2。

表2 巴中市各水平年需水量預(yù)測(cè)成果表萬(wàn)m3

2.2 可供水量分析

巴中市現(xiàn)有水利工程不同保證率的供水量，是指已建成的水利工程，按照各自的供水對(duì)象，在保證率P=75%來(lái)水的情況下，可以提供的水量。根據(jù)現(xiàn)有水利工程及工業(yè)、生活等供水設(shè)施計(jì)算現(xiàn)狀年可供水量。而根據(jù)水利設(shè)施可供水量的計(jì)算方法、供水設(shè)施規(guī)劃、規(guī)劃水平年需水量及其區(qū)域分布情況，計(jì)算規(guī)劃水平年供水設(shè)施可供水量。巴中市各水平年的可供水量見表3。

表3 巴中市各水平年可供水量預(yù)測(cè)成果表 萬(wàn)m3

2.3 供需平衡分析

根據(jù)前面的計(jì)算結(jié)果計(jì)算供需平衡分析結(jié)果，見表4。

3 供需平衡結(jié)果分析

3.1 現(xiàn)狀年與規(guī)劃年“一次平衡”對(duì)比分析

1)分析各項(xiàng)需水量，規(guī)劃年比現(xiàn)狀年都有不同程度的增長(zhǎng)。其中工業(yè)需水增長(zhǎng)程度最大，而農(nóng)業(yè)需水量的增加程度相對(duì)較小。由于農(nóng)業(yè)規(guī)劃雖然增大了作物面積、水產(chǎn)面積、牲畜數(shù)等，但農(nóng)業(yè)灌溉定額隨著科技水平的進(jìn)步而減少了，所以農(nóng)業(yè)需水量的增加程度不明顯。

2)分析各項(xiàng)需水量占總需水量的比重，現(xiàn)狀年農(nóng)業(yè)需水量所占比重最大，與巴中市的現(xiàn)狀發(fā)展相符合，現(xiàn)狀年巴中依然是以農(nóng)業(yè)發(fā)展為主，農(nóng)業(yè)需水量比較大;規(guī)劃年農(nóng)業(yè)需水所占比重依然很大，與其并駕齊驅(qū)的還有工業(yè)需水，說明農(nóng)業(yè)發(fā)展節(jié)約了用水，這部分水量向工業(yè)用水轉(zhuǎn)移，符合我國(guó)水資源發(fā)展的節(jié)水防污要求。也由于選取的現(xiàn)狀水平年與規(guī)劃水平年時(shí)間間隔為10 a，不足以看出明顯成就，但是趨勢(shì)是非常明顯的。

3)規(guī)劃水平年，工業(yè)需水所占比重很大，并且隨社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，工業(yè)需水所占比重會(huì)進(jìn)一步增大。用水多，則可節(jié)約的水也相對(duì)較多，即工業(yè)節(jié)水潛力比較突出，而這部分水資源是重要的潛在水資源。

通過對(duì)比分析可以看出，現(xiàn)狀水平年和規(guī)劃水平年研究區(qū)水資源供需都極度不平衡，缺水率分別為26.28%和35.68%，可供水量不能滿足生活生產(chǎn)生態(tài)“三產(chǎn)”需水要求，水資源已成為制約社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的因素。

表4 巴中市各水平年供需平衡分析結(jié)果表 億m3

3.2 規(guī)劃年“一次平衡”與“二次平衡”對(duì)比分析

1)強(qiáng)化節(jié)水措施的效果是非常明顯的，除生態(tài)需水量以外，其余各項(xiàng)需水量都有不同程度的減少。巴中市節(jié)水潛力巨大，在強(qiáng)化節(jié)水情況下，可大大緩解缺水壓力。

2)在強(qiáng)化節(jié)水情況下，城鎮(zhèn)生產(chǎn)即工業(yè)需水量減少幅度最大，生態(tài)需水量減少幅度最小。與上述分析工業(yè)節(jié)水潛力巨大，是重要的潛在水資源結(jié)論一致。

“二次平衡”情況下水資源供需平衡分析結(jié)果表明，2020年規(guī)劃水平年巴中市缺水總量?jī)H為8 071萬(wàn)m3，缺水率為7.10%?？晒┧炕灸軡M足生活生產(chǎn)生態(tài)“三產(chǎn)”需水要求。

4 節(jié)水措施

4.1 全面推行節(jié)約用水

依據(jù)巴中市各行各業(yè)的節(jié)水目標(biāo)，通過3～5 a努力，以節(jié)水為重點(diǎn)，對(duì)全市灌區(qū)進(jìn)行改造與配套設(shè)施續(xù)建，開展全市灌區(qū)節(jié)水改造和農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整與水權(quán)轉(zhuǎn)換，在全市灌溉總需水量基本不增加的情況下，進(jìn)一步地提高灌溉水利用系數(shù)，大力增加高效節(jié)水灌溉面積。工業(yè)節(jié)水則應(yīng)針對(duì)火力發(fā)電、煤炭、煤化工等高取水行業(yè)，展開高效節(jié)水示范工程地建設(shè)，把重點(diǎn)放在提高工業(yè)用水重復(fù)利用率和減少工業(yè)萬(wàn)元產(chǎn)值用水量上，在工業(yè)增加值繼續(xù)增長(zhǎng)的情況下，通過調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和改造企業(yè)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)用水量增長(zhǎng)的控制。堅(jiān)決制止高耗水項(xiàng)目，爭(zhēng)取做到污水零排放，實(shí)現(xiàn)節(jié)水的新目標(biāo)。生活節(jié)水主要通過對(duì)各縣、鄉(xiāng)、村內(nèi)所有新建、改建、擴(kuò)建的公用和民用建筑普及用水和節(jié)水器具以及改造供水管網(wǎng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的[3]。到2020年，努力創(chuàng)建一批節(jié)水型的縣區(qū)、鄉(xiāng)鎮(zhèn)、灌區(qū)和企業(yè)，使農(nóng)業(yè)節(jié)水達(dá)到省內(nèi)領(lǐng)先水平，努力在水資源開發(fā)的各個(gè)環(huán)節(jié)對(duì)水資源進(jìn)行節(jié)約和保護(hù)，使有限的水資源在保證人民引水安全的前提下，發(fā)揮出更大的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益，全面建設(shè)節(jié)水型社會(huì)。

4.2 加快實(shí)施分質(zhì)供水

分質(zhì)供水在國(guó)外有著長(zhǎng)期的應(yīng)用歷史，而在國(guó)內(nèi)目前青島的城市污水回用、香港的海水沖廁系統(tǒng)都已較成熟。目前，巴中市的工業(yè)用水和生活用水任然采用的是同源、同網(wǎng)、同供，且工業(yè)用水在總需水中占相當(dāng)大的比例。如在強(qiáng)化節(jié)水下2020年巴中市仍缺水0.76億 m3，工業(yè)需水為33 171萬(wàn) m3，若工業(yè)用水置換比例達(dá)到23%，則可完全解決巴中市缺水問題。由此可以，實(shí)行分質(zhì)供水，將生活與工業(yè)園區(qū)供水系統(tǒng)分離，逐漸實(shí)現(xiàn)分級(jí)分質(zhì)供水、優(yōu)水優(yōu)用、低水低用是非常必要的。

4.3 推行中水回用

中水回用不僅為供水開辟了第二水源，大幅度降低自來(lái)水的消耗量，同時(shí)在一定程度上解決了污水對(duì)水源的污染問題，從而起到保護(hù)水源的作用。在美國(guó)，城市的平均中水利用率已經(jīng)達(dá)到30%，有些城市甚至高達(dá)70%～80%。巴中市現(xiàn)狀年回用水量?jī)H0.77億m3，規(guī)劃年也僅有1億m3，建議結(jié)合污水處理廠擴(kuò)建推進(jìn)中水回用，并配套建設(shè)中水管網(wǎng)，在大型企事業(yè)單位、學(xué)校和集中居住區(qū)推廣中水利用技術(shù)，最大程度減少用水量，從源頭上減少污水排放。

5 結(jié)論

通過規(guī)劃年巴中市水資源供需“一次平衡”與“二次平衡”對(duì)比分析發(fā)現(xiàn)，巴中市節(jié)水潛力巨大，在強(qiáng)化節(jié)水情況下，可供水量基本能滿足生活生產(chǎn)生態(tài)“三產(chǎn)”需水要求，缺水情況在采用中水回用和分質(zhì)供水等節(jié)水措施后能夠得到解決，實(shí)現(xiàn)供需平衡。

[1]巴寧.淺談都江堰工業(yè)生活用水管理[J].四川水利，2012(04):58－62.

[2]張永勤，繆啟龍，彭補(bǔ)拙.長(zhǎng)江三角洲地區(qū)水資源供需平衡的估算模型研究[J].水文，2002，22(04):6－9.

[3]田炳占，宋建明.新鄉(xiāng)市“十二五”規(guī)劃水資源供需平衡分析[J].黑龍江水利科技，2012，40(09):217－218.