2020年安徽省非常規(guī)水源可利用量預(yù)測

趙 博，朱 梅，趙家祥，李雪凌，劉 佳

(安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院，安徽合肥 230036)

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2020年安徽省非常規(guī)水源可利用量預(yù)測

趙 博，朱 梅*，趙家祥，李雪凌，劉 佳

(安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院，安徽合肥 230036)

摘要在分析安徽省非常規(guī)水源開發(fā)利用現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，對2020年工業(yè)、生態(tài)及市政非常規(guī)水源可利用量進行了預(yù)測。其中，采用萬元工業(yè)增加值取水量預(yù)測法預(yù)測工業(yè)用水量；采用單位綠化面積指標法預(yù)測生態(tài)用水量；采用道路面積指標法預(yù)測市政雜用水量。結(jié)果表明：2020年安徽省可用于工業(yè)、生態(tài)(河道外)和市政雜用水的非常規(guī)水源量為35.20億m3，占總需水量的23.65%，其中用于工業(yè)發(fā)展的非常規(guī)水源量為23.80億m3，占工業(yè)總需水量的67.61%，用于生態(tài)發(fā)展和市政雜用的非常規(guī)水源利用量分別為6.10億、 5.30億m3，均可以實現(xiàn)100%替代常規(guī)水源。根據(jù)預(yù)測結(jié)果可知，非常規(guī)水源將成為未來安徽省緩解缺水矛盾的重要環(huán)節(jié)，有利于緩解全省經(jīng)濟社會發(fā)展面臨的水資源緊缺問題。

關(guān)鍵詞非常規(guī)水資源；預(yù)測；安徽省

Forecast of the Available Quality of Unconventional Water Resources in Anhui Province in 2020

ZHAO Bo, ZHU Mei*, ZHAO Jia-xiang et al(College of Engineering, Anhui Agricultural University, Hefei, Anhui 230036)

AbstractBased on the development and utilization status of unconventional water resources in Anhui Province, we forecasted the unconventional water resources for industry, ecology and municipal administration in 2020. Among them, industrial water consumption was forecasted by water withdrawal prediction method of industrial added value ten thousand yuan. The ecological water quantity was forecasted by unit green area index method; municipal miscellaneous water was predicted by road area index method. Results showed that the unconventional water resource quantity for industry, ecology and municipal administrationwas 3 520 million cubic meters in Anhui Province in 2020, accounting for 23.7% of the total water demand. Among them, unconventional water resource quantity for industry development was 2 380 million cubic meters, accounting for 67.6% of the total industrial water demand. Unconventional water resource quantities for ecological development and miscellaneous municipal use were 610 million and 530 million cubic meters, respectively. Thus, 100% replacement of conventional water was realized. Forecast results showed that unconventional water resources would become an important link to alleviate the water shortage problem in Anhui Province in future, and was helpful to solve the problem of water shortage during economic and social development in Anhui Province.

Key wordsUnconventional water resources; Forecast; Anhui Province

安徽省地處華東腹地，淮河、長江自西向東橫貫整個安徽，將全省劃分為淮北、江淮和江南三大區(qū)域[1]，與其他省份一樣，安徽省在發(fā)展過程中出現(xiàn)了環(huán)境壓力大、資源相對短缺的問題，尤其是水資源逐漸成為社會經(jīng)濟發(fā)展的制約因素。非常規(guī)水資源是指在傳統(tǒng)水利觀念下不被列為開發(fā)利用對象的供水水源類型，包括雨水、洪水、廢污水等[2-3]。當(dāng)前，安徽省非常規(guī)水源利用主要集中于再生水、礦坑水及小部分雨水，目前尚無海水、微咸水和農(nóng)村雨水的集蓄利用。根據(jù)《安徽省水資源綜合規(guī)劃》，2020年安徽省非常規(guī)水源供水總量將達到65.06億m3(包括未列入考核的直流式火電冷卻水)，為充分利用非常規(guī)水源水量，需加大安徽省水資源“開源”節(jié)水力度。

目前，我國各省在非常規(guī)水源利用方面開展了研究，劉爭勝等[4]以鄂爾多斯市為例，研究了西北典型缺水地區(qū)非常規(guī)水源的綜合利用與統(tǒng)一配置，結(jié)果表明：通過處理再生水、利用煤炭礦井水、淡化處理微咸水、開采巖溶水、潛流及雨水等，2020年各種非常規(guī)水源利用量可達到3.310億m3。杜鵬飛等[5]研究了浙江省非常規(guī)水源開發(fā)利用情況，該省主要采取雨水利用、海水利用、污水利用幾種非常規(guī)水源的綜合利用方法，預(yù)計2020年浙江省海水淡化產(chǎn)能規(guī)模力爭達到80萬m3左右。錢筱暄等[6]分析了安徽省非常規(guī)水源開發(fā)利用現(xiàn)狀，并針對存在的問題提出了相關(guān)對策，但是并未對今后的需水量進行預(yù)測。鑒于此，筆者以安徽省非常規(guī)水源現(xiàn)狀分析為基礎(chǔ)，針對2020年工業(yè)、生態(tài)及市政的需水量，結(jié)合安徽省非常規(guī)水源開發(fā)利用狀況，預(yù)測了非常規(guī)水源用于工業(yè)、生態(tài)及市政可利用量，以期為安徽省水資源的配置與使用提供科學(xué)依據(jù)。

1安徽省非常規(guī)水源開發(fā)利用現(xiàn)狀

1.1再生水2004年以前，安徽省無污水回用的先例，也沒有污水回用設(shè)施。近年來，水資源緊缺，非常規(guī)水資源日益引起各級領(lǐng)導(dǎo)的重視，安徽省再生水利用開始了從無到有的過程[4]。截至2013年底，安徽省污水再生利用量僅為45.5萬t/d，利用率不到10%。2014年全省在建的污水處理廠有35座，污水處理規(guī)模99.0萬t/d；在建污水配套管網(wǎng)1 500 km。

經(jīng)過10余年的發(fā)展，安徽省再生水已經(jīng)用于工業(yè)循環(huán)水、居民生活雜用水、園林綠化澆灌水以及景觀用水等方面，實現(xiàn)了“縣縣建有污水處理廠”的目標。但是，目前安徽省仍存在污水配套管網(wǎng)建設(shè)相對滯后，部分污水處理設(shè)施運行負荷率不高，污水再生利用程度低等問題。

1.2礦坑涌水雖然安徽省礦產(chǎn)資源較多，但是大型礦床少、小型礦床多，其中大中型礦床約占總數(shù)的35.60%；貧礦多、礦石組分復(fù)雜，采選條件復(fù)雜。煤炭資源主要分布于兩淮煤田及宿州、亳州、阜陽，總儲量占全省的99.14%；鐵礦主要分布于馬鞍山、廬江、霍邱、蕪湖等，總儲量占全省的95.50%；銅礦主要分布在銅陵、安慶，兩地總產(chǎn)量占全省的88.70%[6]。

煤礦、銅礦、鐵礦除上述主要產(chǎn)地之外，其余均分布零散，礦山規(guī)模小，大部分尚未形成開采規(guī)模，礦井主要以小型以下為主，礦坑水量小且零散，總體上無開發(fā)利用價值。因此，礦坑涌水利用主要以中等以上規(guī)模礦井為主。分布情況如表1所示。

表1安徽省中等以上規(guī)模礦井礦產(chǎn)分布情況

Table 1Distribution of mine minerals above medium size in Anhui Province

礦產(chǎn)種類Mineraltypes主要分布地區(qū)Maindistributionarea總儲量占全省比例Percentageofgrossreservesinthewholeprovince∥%煤礦Coalmine淮北市、淮南市、宿州市、阜陽市、渦陽縣99.14鐵礦Ironmine霍邱縣、廬江縣、馬鞍山市、當(dāng)涂縣、南陵縣、繁昌縣95.50銅礦Coppermine銅陵市、懷寧縣88.70

目前，安徽省礦坑排水幾乎全部得到了回用，有效緩解了鐵礦、銅礦等采選作業(yè)對水資源的需求。然而，由于鐵礦、銅礦等選礦需水量較大，礦井疏干排水仍難以滿足礦產(chǎn)企業(yè)對水資源的需求量，尤其是煤礦區(qū)所在城市缺水狀況更為嚴重[7]。

1.3雨水近幾年，安徽省在合肥市著手進行雨水利用試點工作。2008年合肥市規(guī)劃局組織專家對雨水利用開展前期調(diào)研和規(guī)劃政策論證，并制定下發(fā)了《關(guān)于建筑與小區(qū)雨水利用工程管理相關(guān)規(guī)定的通知》。該通知要求在規(guī)劃區(qū)內(nèi)各類建筑物和小區(qū)總體規(guī)劃設(shè)計的上報審批項目中必須包括雨水利用工程；各類建筑項目根據(jù)規(guī)范要求，雨水利用設(shè)施與主體工程要同時設(shè)計、同時施工、同時投入使用，并嚴格按規(guī)定進行驗收，不符合要求的項目將不得投入使用。

目前，合肥市區(qū)已建成的雨水利用工程共4項，其中建筑小區(qū)3項，賓館1項，分別是元一美邦國際小區(qū)、新華學(xué)府春天、柏景灣小區(qū)和翡翠湖迎賓館。4項工程年可收集利用雨水總量為17.32萬m3，工程集蓄后的雨水主要用于景觀用水。

2安徽省非常規(guī)水源可利用量預(yù)測

2.1工業(yè)非常規(guī)水源工業(yè)需水量采用萬元工業(yè)增加值取水量預(yù)測法，計算公式如下：

Q=W·A

(1)

式中，Q為規(guī)劃年工業(yè)需水量，m3；W為規(guī)劃年萬元工業(yè)增加值需水定額，m3/萬元；A為規(guī)劃年工業(yè)增加值，萬元。

依據(jù)《安徽省水資源綜合規(guī)劃》，2020年全省工業(yè)增加值達到16 497億元，火電裝機容量達到5 267萬kW。在節(jié)水條件下，工業(yè)用水定額70 m3/萬元，火電用水定額直流冷卻600~700 m3/萬kW，非直流冷卻30~50 m3/萬kW。由公式(1)計算得出，2020年安徽省火電工業(yè)和一般工業(yè)需水量分別為21.20億和116.20億m3。

火電工業(yè)用水中冷卻水用量所占比例較大，約為80.00%左右，考慮循環(huán)使用之外，補充用水量約占工業(yè)總需水量的30.00%。參考國內(nèi)其他城市的污水資源化利用現(xiàn)狀，回用于工業(yè)的再生水一般用于工業(yè)冷卻和沖灰，其中主要以工業(yè)冷卻水為主。因此，2020年火電工業(yè)再生水使用率按30.00%計，一般工業(yè)按15.00%計，綜合火電工業(yè)和一般工業(yè)，經(jīng)預(yù)測安徽省工業(yè)再生水可利用量為23.80億m3。

2.2生態(tài)及市政非常規(guī)水源

2.2.1綠化用水。城市生態(tài)用水包括綠化用水和景觀用水，我國對綠化用水和景觀用水都制訂了明確的水質(zhì)標準，如《再生水回用于景觀水體的水質(zhì)標準》(CJ/T95-2000)和《城市污水再生利用城市雜用水水質(zhì)》(GB/T18920-2002)。

綠化用水量采用單位綠化面積指標法預(yù)測綠化用水量，計算公式如下：

Wg=Qs×Ag×Tg×10-3

(2)

式中，Wg為綠地用水量，m3；Qs為綠地用水定額，L/(m2·d)；Ag綠地面積，m2；Tg為供水天數(shù)，d。

依據(jù)《安徽省水資源綜合規(guī)劃》，2020年安徽省總?cè)丝谶_到6 700萬人，人均綠地面積達到19 m2，綠化用水定額平均為2 L/(m2·次)，澆灑次數(shù)平均為1次/d，則單位綠地用水定額為2 L/(m2·d)。每年澆水按240 d計，由公式(2)計算得到2020年綠地澆灑需水量為6.1億m3?？梢?，安徽省未來的綠化需水量很大，是雨水和再生水利用的主要供水對象，從理論上講，這部分綠化用水都可以用雨水或者再生水替代。

2.2.2道路澆灑降塵用水。道路澆灑降塵用水采用道路面積指標法預(yù)測用水量，計算公式如下：

Ws=Qs×As×Ts×10-3

(3)

式中，Ws為道路用水量，m3；Qs為道路用水定額，L/(m2·d)；As為道路面積，m2；Ts為供水天數(shù)，d。

《室外給水設(shè)計規(guī)范》(GB 50013-2006)規(guī)定澆灑道路用水可按澆灑面積乘以2.00～3.00 L/(m2·d)計算，《安徽省行業(yè)用水定額》(DB34/T679-2007)規(guī)定澆灑道路用水定額為1.00～1.50 L/(m2·次)，澆灑次數(shù)為2～3次/d。道路澆灑用水量標準采用道路沖刷1.00 L/(m2·次)，2次/d；噴霧降塵用水量0.25 L/(m2·次)，2次/d；則單位道路澆灑用水量指標為2.50 L/(m2·d)。

據(jù)估算2020年安徽人均道路廣場面積可達到15 m2，道路澆灑降塵用水的平均日蓄水量為13.55萬m3/d，每年澆灑天數(shù)按210 d計，預(yù)計2020年道路澆灑降塵需水量為5.30億m3，雨水或者再生水均可用來代替這部分水。

2.3非常規(guī)水源可利用量規(guī)模分析綜合考慮確定2020年安徽省城市非常規(guī)水源利用的方式，主要包括綠化、景觀、道路澆灑降塵及工業(yè)等，得到2020年安徽省非常規(guī)水源可利用量(表2)。

據(jù)預(yù)測，2020年安徽省工業(yè)用水、生態(tài)用水和市政雜用水共需148.80億m3，有35.20億m3的水可使用再生水和雨水替代，其中工業(yè)回用非常規(guī)水源量最大，占總可使用量的67.61%，生態(tài)用水次之，占總可回用量的17.32%，市政雜用最小，僅占總可回用量的15.05%。

在預(yù)測安徽省非常規(guī)水源可利用量時，隨著全社會對再生水水資源化利用認識的深入，用水范圍和需求量將會增

表22020年安徽省非常規(guī)水源可利用量

Table 2The usable quantity of unconventional water resources in Anhui Province in 2020

用水類型Waterusetype用水途徑Approachofwateruse需水量Waterdemand億m3再生水可使用量Renewablewateruse億m3工業(yè)用水一般工業(yè) 21.206.40Industrialwater火電 116.2017.40生態(tài)用水景觀綠化用水6.106.10Ecologicalwater市政雜用道路澆灑用水5.305.30Municipalwater總計Total148.8035.20

加，利用范圍將覆蓋到居民生活。同時，隨著政府對工業(yè)企業(yè)自備水源的有效監(jiān)管以及工業(yè)用水價格的合理上調(diào)，非常規(guī)水源特別是再生水在工業(yè)用水中的需求量將大幅增加；由于城市整體規(guī)劃的逐步完成，非常規(guī)水源用于生態(tài)景觀的需求量將趨于穩(wěn)定，未來的增加量也不會很大；市政雜用水隨著利用范圍的增加，非常規(guī)水源利用率將有明顯的增加。

3結(jié)論與討論

在對安徽省再生水、礦坑水和雨水等非常規(guī)水源開發(fā)利用現(xiàn)狀進行分析的基礎(chǔ)上，對2020年安徽省工業(yè)、生態(tài)及市政非常規(guī)水源可利用量進行了預(yù)測。根據(jù)預(yù)測結(jié)果得出以下結(jié)論：

(1)2020年安徽省工業(yè)、生態(tài)(河道外)和市政用水中有35.20億m3的水可以使用再生水和雨水替代，占總需水量的23.65%，非常規(guī)水源將成為未來安徽省緩解缺水矛盾的重要環(huán)節(jié)，有利于緩解全省經(jīng)濟社會發(fā)展面臨的水資源緊缺問題。

(2)根據(jù)《安徽省水資源綜合規(guī)劃》，2020年安徽省非常規(guī)水源供水總量將達到65.06億m3，根據(jù)預(yù)測，安徽省2020年非常規(guī)水源可利用量為35.20億m3，非常規(guī)水源利用率僅有54.10%，建議進一步提高非常規(guī)水源利用率，加大非常規(guī)水源的利用力度，以緩解全省經(jīng)濟社會發(fā)展面臨的水資源緊缺問題，支撐經(jīng)濟社會的可持續(xù)發(fā)展。

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收稿日期2015-12-24

作者簡介趙博(1990- )，男，安徽懷遠人，碩士研究生，研究方向：水文資源及農(nóng)田水利。*通訊作者，副教授，博士，碩士生導(dǎo)師，從事水文水資源及農(nóng)田水利研究。

中圖分類號S 273

文獻標識碼A

文章編號0517-6611(2016)03-192-02