關中城市群水資源供需分析

高菊

摘要：針對關中城市群水資源匱乏的現(xiàn)狀，文章通過對關中城市群水資源利用現(xiàn)狀的分析，依據(jù)陜西省水利部制定的萬元工業(yè)增加值用水量下降任務，應用回歸曲線估計的方法，對未來10年水資源需求和供水趨勢及水資源供需平衡進行了預測。結果表明：①當萬元工業(yè)增加值用水量降至40m3以下時，預測到2020年，關中城市群的總可供水量將超過需水量4.26億m3，2025年，關中城市群的總可供水量將超過需水量4.44億m3，供需基本平衡;②當萬元工業(yè)增加值用水量降至70m3 以下時，預測到2020 年，關中城市群的缺水量為2.85億m3，2025年關中城市群的缺水量為3.59億m3，供需矛盾突出。③預測2020年，渭南缺水量最多，其次為寶雞、西安和楊凌，咸陽缺水量相對較少;預測2025年，西安市缺水量最多，其次為寶雞、渭南、銅川和咸陽，楊凌供需基本平衡。

Abstract： For the current situation of water shortage in Guanzhong city agglomeration， the paper is analyzed the situation of water resources utilization. Water supply and demand is predicted in next 10 years with the method of curve estimation. According to 10000 yuan of industrial added value of water consumption decreased task which is proposed by Ministry of Water resources. The results showed that： ①when 10000 yuan industrial added value of water consumption fell to under 40m3， available water can be more than 426 million cubic meters than demand in 2020. Available water can be more than 444 million cubic meters than that in 2025. ②When 10000 yuan industrial added value of water consumption fell to under 70m3， water shortage is up to 285 million cubic meters in 2020. It is up to 359 million cubic meters in 2025， supply and demand is contradictory. ③In 2020， water shortage of Weinan is the highest， next is Baoji， Xi'an and Yangling， Xianyang is the lowest. In 2025， the supply and demand of Yangling is balanced basically， the supply is more than demand of Xi'an.

關鍵詞：關中城市群;水資源;供需平衡分析

Key words： Guanzhong city agglomeration;water resources;supply and demand balance analysis

中圖分類號：TV213? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1006-4311（2018）35-0111-03

0? 引言

水是自然資源的重要組成部分，是所有生物的結構組成和生命活動的主要物質(zhì)基礎，對于生物和人類的生存來說具有決定性的意義。陜西關中地區(qū)作為我國嚴重缺水的地區(qū)之一，屬資源型缺水地區(qū)。隨著區(qū)域內(nèi)人口的不斷增長、人民生活水平的逐步提高、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的快速發(fā)展， 全區(qū)對水資源的需求將越來越大，水資源供需矛盾將日益尖銳，逐步成為制約關中城市群社會、經(jīng)濟發(fā)展的關鍵因素之一。因此，通過對關中城市群水資源供需情勢進行分析，找出供需的缺口，提出水資源可持續(xù)開發(fā)利用的對策建議是關中城市群生態(tài)文明城市建設以及經(jīng)濟社會穩(wěn)定可持續(xù)發(fā)展的當務之急。近年來，國內(nèi)許多學者已從不同角度對城市水資源進行了研究，并取得了可觀成果。涉及方面包括水資源供需平衡分析、水資源可持續(xù)利用、水資源承載力評價、水資源供需規(guī)模預測與模擬、水資源合理配置等。王勁峰等則針對我國水資源供需平衡在空間上的巨大差異造成區(qū)際調(diào)水的實際需求，提出了水資源三維優(yōu)化分配理論模型體系;杜芙蓉等對水資源供需矛盾突出的南水北調(diào)沿線受水區(qū)進行研究后，運用大系統(tǒng)分解協(xié)調(diào)原理，建立了水資源優(yōu)化調(diào)度模型，運用優(yōu)化技術求解，合理解決了多水源、多目標、多用戶和多保證率的配置問題。黃初龍采用非線性回歸法、自動回歸法對各指標變量進行預測，運用AHP賦權、加權求和法分析福建省各地市水資源供需平衡態(tài)勢。然而，國外學者大多專注于水資源供需的具體方面的研究，以及水資源的質(zhì)量和優(yōu)化配置。Joeres將線性規(guī)劃用于Baltimore的多水源供水方面。Mulvihill，Dracup用非線性規(guī)劃方法建立了城市供水和污水處理的聯(lián)合規(guī)劃模型。Y.Y.Haimes對地表水庫、地下含水層的聯(lián)合調(diào)度的多層次管理技術使模擬模型技術向前萬進了一步。Wong等提出支持地表水、地下水聯(lián)合運用的多目標多階段優(yōu)化管理的原理和方法，在需水預測中考慮了當?shù)氐乇硭?、地下水以及外調(diào)水等多種水源的聯(lián)合運用，并考慮了地下水惡化的防治措施，體現(xiàn)了水資源利用和水資源保護之間的關系。

對關中城市群而言，大部分研究者對區(qū)域水資源承載力、降水、地表水及地下水進行分析研究的較多，對水資源供需分析這一塊相對較少。因此，本文對關中城市群水資源供需進行了分析，科學合理地處理好供需水平衡關系，是關中城市群社會經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展最基本的必要條件。

1? 數(shù)據(jù)來源及指標體系構建

本文數(shù)據(jù)來源于2003～2015年《陜西省統(tǒng)計年鑒》和《陜西省水資源公報》，主要從市域尺度來研究水資源供需狀況，包括西安、咸陽、寶雞、渭南、銅川和楊凌區(qū)五市一區(qū)，不包括商洛的其他縣。

從社會、生態(tài)和經(jīng)濟發(fā)展3個方面選取7個指標來構建指標體系，對關中城市群的用水情況進行全面的分析。其中，社會方面包括人均水資源量和人均生活用水量，經(jīng)濟方面包括萬元農(nóng)業(yè)增加值用水量、萬元工業(yè)增加值用水量、畝均用水量，生態(tài)方面包括工業(yè)廢水處理達標率、生態(tài)環(huán)境用水率。

根據(jù)2003-2015年《陜西省統(tǒng)計年鑒》和《陜西省水資源公報》資料進行分析計算取得了關中城市群水資源壓力各單項指標具體值，并運用離差法對原始數(shù)據(jù)進行標準化處理，獲得了各指標的標準化值，然后應用均方差法計算獲得了各指標權重為：人均水資源量（0.143）、工業(yè)萬元增加值用水量（0.138）、農(nóng)業(yè)萬元增加值用水量（0.125）、畝均用水量（0.143）、工業(yè)廢水處理達標率（0.137）、生態(tài)用水率（0.137）、人均生活用水量（0.177）。最后根據(jù)壓力計算結果劃分壓力等級。通過計算出的壓力結果值，劃分水資源壓力等級，1？叟p>0.8為低，0.8？叟p>0.6為較低，0.6？叟p>0.4為中等，0.4？叟p>0.2為高，0.2？叟p>0為超高。

2? 2003-2015關中城市群水資源壓力分析

在已知各水資源壓力指標值的基礎上，通過標準化后的指標數(shù)據(jù)與其權重相乘并求和得出關中城市群2003-2015年度各年份的水資源壓力結果值表1，最后根據(jù)劃分好的壓力等級對各年份進行壓力評價。

由關中城市群各指標值可知，在經(jīng)濟方面，水資源壓力隨時間的變化呈下降趨勢，其中，關中城市群萬元農(nóng)業(yè)增加值用水量由2003年的139.52m3/萬元降到2015年的50.69m3/萬元，這與關中城市群近幾年來大力推廣節(jié)水灌溉技術，調(diào)整農(nóng)業(yè)結構，提高農(nóng)業(yè)產(chǎn)值的結果;而萬元工業(yè)增加值用水量由2003年的184.70m3/萬元降到2011年的91.90m3/萬元，經(jīng)歷了一個下降階段，在這個階段由于工業(yè)節(jié)水技術的改進以及工業(yè)結構的轉(zhuǎn)變，低耗水高新技術企業(yè)的增加，使得工業(yè)用水量得到了很好的控制。2010～2015年由于工業(yè)經(jīng)濟增長迅速且企業(yè)數(shù)量不斷增加，用水量又呈增長態(tài)勢;在生態(tài)方面，生態(tài)系統(tǒng)對水資源的需求提高，說明人們開始注重生態(tài)環(huán)境的保護;在人口方面，由于人口的增長和人民生活水平的提高，從而加大了關中城市群水資源壓力。

從表1可以看出，2003～2010年水資源壓力相對較低。2011年水資源壓力值忽然升高，從2010年的0.49變?yōu)?.2，主要由于第三產(chǎn)業(yè)的規(guī)模在逐步擴大，城鎮(zhèn)化的發(fā)展在不斷提高，以及人口數(shù)量的增加，從而用水量大大增加。整體來看，關中城市群水資源壓力水平隨時間推移大體呈逐步提高趨勢，但水資源承載力水平相對不高，主要原因在于：水資源整體比較缺乏，并受時間和空間影響較大;人口壓力較大，節(jié)約用水意識不足;產(chǎn)業(yè)結構不夠合理。

3? 2015年關中城市群各市（區(qū)）水資源壓力分析

從2015關中各市（區(qū)）水資源壓力（表2）來看，水資源壓力最大的是西安，其承載力最低，其次為寶雞、銅川、渭南和咸陽，水資源壓力最小的為楊凌，其承載力水平最高。主要原因是：①西安相對于其他市區(qū)人口最多，經(jīng)濟最發(fā)達，城鎮(zhèn)化水平最高，壓力較大。②寶雞市雖然降水量和人均水資源量較多，但作為關中城市群的副中心，經(jīng)濟和社會水平提高，各產(chǎn)業(yè)用水量增加，其次由于技術水平不夠高，工業(yè)和農(nóng)業(yè)增加用水量值都比較大。③銅川市和渭南市的降水量和地表水資源量都相對較少，但水資源需求量較大;咸陽市2015年末全市常住人口497.24萬，中心城市人口達91.5萬，用水量也在逐漸增加。④楊凌區(qū)人口相對較少，城鎮(zhèn)化相對其他較低，各產(chǎn)業(yè)用水量較少，其承載力較高。

4? 結論與討論

關中城市群水資源承載力水平較低，主要原因是該區(qū)水資源本身比較匱乏，加之受時間、空間影響較大;人口壓力較大，人們的節(jié)約用水意識不足;產(chǎn)業(yè)結構不夠合理。因此，各市區(qū)應當提高節(jié)約用水的意識并且通過技術手段來提高水資源的利用效率，優(yōu)化用水結構，在不影響經(jīng)濟發(fā)展速度的條件下，進行產(chǎn)業(yè)結構調(diào)整，并加大對水資源供需的政策管理，實施了更加嚴格的再生水回用政策、工農(nóng)業(yè)節(jié)水政策和水價政策。

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