何永平,張永紅,耿婷婷,李悅思
(中國城市發(fā)展規(guī)劃設(shè)計(jì)咨詢有限公司,北京 100120)
水資源優(yōu)化配置是指遵循可持續(xù)開發(fā)、高效、公平、節(jié)約等原則,在有效保護(hù)水資源、合理增加供水及抑制需求的情況下,采取非工程和工程措施統(tǒng)籌調(diào)配特定區(qū)域范圍內(nèi)的水資源,以滿足經(jīng)濟(jì)、環(huán)境、人口與資源協(xié)調(diào)發(fā)展對水資源在質(zhì)量、數(shù)量、空間、時(shí)間上的要求,實(shí)現(xiàn)水資源的永續(xù)利用及其效益最大化[1-2]。商都縣存在水資源嚴(yán)重短缺問題,且已成為制約商都縣經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的主要因素,如何緩解水資源短缺現(xiàn)象迫在眉睫。同時(shí),習(xí)近平總書記提出,要建立水資源剛性約束制度,嚴(yán)格用水總量控制,統(tǒng)籌生產(chǎn)、生活、生態(tài)用水,大力推進(jìn)農(nóng)業(yè)、工業(yè)、城鎮(zhèn)等領(lǐng)域節(jié)水。由此,開展商都縣水資源合理開發(fā)利用與優(yōu)化配置研究,確保經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展與水資源承載能力相協(xié)調(diào),保障商都縣水資源可持續(xù)利用和國民經(jīng)濟(jì)健康持續(xù)發(fā)展。
根據(jù)商都縣“水資源第三次調(diào)查評價(jià)”,商都縣水資源總量為8402萬m3,其中,多年平均地表水資源量為2741萬m3,多年平均地下水資源量為6087萬m3,重復(fù)計(jì)算量為426萬m3。水資源實(shí)際可利用量為6069萬m3,均為可開采利用地下水。
根據(jù)水資源總量和人口規(guī)模,得出商都縣人均水資源占有量為483.15m3。國際上比較認(rèn)可的水資源量衡量標(biāo)準(zhǔn)為聯(lián)合國教科文組織制定的參考標(biāo)準(zhǔn),即以“人均水資源量”來衡量,見表1。根據(jù)此參考標(biāo)準(zhǔn),商都縣為極度缺水地區(qū)。
表1 聯(lián)合國教科文組織制定的水資源量參考標(biāo)準(zhǔn)
根據(jù)《2019年烏蘭察布市水資源公報(bào)》,商都縣總用水量為5706萬m3。對其用水結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析:一產(chǎn)用水量最大,為4340萬m3,占總用水量的76.06%。其中農(nóng)田灌溉用水量為4040萬m3,占總用水量的70.80%;居民生活用水量次之,為920萬m3,占總用水量的16.12%;二、三產(chǎn)業(yè)和生態(tài)用水量較小,3項(xiàng)總用水量為446萬m3,占總用水量的7.82%。2019年商都縣用水量情況見表2。
圖1 2019年商都縣用水量和用水結(jié)構(gòu)圖
表2 2019年商都縣用水量統(tǒng)計(jì)表
商都縣水資源開發(fā)主要為地下水資源。根據(jù)GB/T 34968—2017《地下水超采區(qū)評價(jià)導(dǎo)則》[3],地下水資源開發(fā)利用程度以地下水開采系數(shù)K(即地下水的多年平均開采量與當(dāng)?shù)氐叵滤砷_采量的比值)表示,具體地下水資源開發(fā)利用程度評判標(biāo)準(zhǔn)劃分見表3。
表3 地下水資源開發(fā)利用程度評判標(biāo)準(zhǔn)
根據(jù)《烏蘭察布市水資源公報(bào)(2015—2019年)》,商都縣多年地下水資源實(shí)際開采量為6079萬m3,地下水開采系數(shù)達(dá)到1.002,屬于一般超采區(qū),計(jì)算結(jié)果見表4。
表4 2015—2019年商都縣地下水開采系數(shù)
由以上分析可知,商都縣水資源開發(fā)利用存在的主要問題為:①在極度缺水的客觀條件下,為滿足用水需求,商都縣不斷提高用水效率,但仍存在地下水超采現(xiàn)象,水資源實(shí)際無法滿足用水需求,需進(jìn)一步減少地下水開采;②商都縣屬于農(nóng)業(yè)大縣,導(dǎo)致農(nóng)業(yè)用水占比較大。聯(lián)合國環(huán)境署將影響淡水資源供應(yīng)的各個(gè)因素進(jìn)行了比較,最后將農(nóng)業(yè)過度用水的影響排在第一位[4]。同時(shí),內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)用水占總用水量比重大,這是黃河流域水資源利用與經(jīng)濟(jì)耦合協(xié)調(diào)發(fā)展的主要障礙因素[5]。這一問題,可通過制定更好的農(nóng)業(yè)計(jì)劃來解決;③商都縣唯一穩(wěn)定、可靠的水源為地下水,使得某些不必要使用地下水的用戶也采用地下水,造成地下水資源的大量開采。根據(jù)商都縣實(shí)際情況,應(yīng)加大再生水的利用,尤其在工業(yè)和生態(tài)環(huán)境用水方面,不僅提高其用水效率,還應(yīng)加大再生水的使用比重。
水資源優(yōu)化配置首先以水資源供需平衡分析為基礎(chǔ),在滿足供水量大于需水量的前提下,將可利用的水資源按照一定原則,分配到各用水行業(yè),實(shí)現(xiàn)水資源的合理配置。
(1)供水量預(yù)測
包括地表水資源量、地下水資源量和非傳統(tǒng)水資源量。其中,地表水資源量涵蓋蓄水工程、引水工程、提水工程和外調(diào)水工程。地下水資源量指地下水控制開采量。非傳統(tǒng)水資源量指再生水產(chǎn)量和雨水收集回用量,特殊地區(qū)如礦區(qū),還包括礦井排水量,將非常規(guī)水源納入統(tǒng)一配置體系,為水源配置提供保障[6]。
商都縣本地地表水實(shí)際可利用量為0,也無外調(diào)水工程。根據(jù)GB 50400—2006《建筑與小區(qū)雨水控制及利用工程技術(shù)規(guī)范》[7],收集回用系統(tǒng)宜用于年均降雨量大于400mm的地區(qū)。商都縣多年平均降水量為350mm,因此,商都縣雨水資源不予考慮。綜上,商都縣供水水源仍以地下水為主,再生水為輔。
商都縣多年平均地下水資源量為6087萬m3,地下水實(shí)際可利用量為6069萬m3。根據(jù)商都縣相關(guān)文件,商都縣地下水控制開采量為4855萬m3,農(nóng)業(yè)用水控制開采量為3374萬m3。根據(jù)《烏蘭察布市商都縣七臺(tái)鎮(zhèn)再生水工程專項(xiàng)規(guī)劃》,2035年再生水產(chǎn)量按1095萬m3考慮。因此,2035年商都縣總供水量可達(dá)5950萬m3。其中,地下水資源可供水量為4855萬m3,再生水供水量為1095萬m3。
(2)需水量預(yù)測
需水量預(yù)測包括一產(chǎn)(農(nóng)業(yè)、林業(yè)和畜牧業(yè))、二產(chǎn)、三產(chǎn)、居民生活和河道外生態(tài)環(huán)境需水量預(yù)測。需水量預(yù)測計(jì)算中,需注意兩個(gè)問題:一是兩個(gè)主要參數(shù)的取值,各行業(yè)用水定額和各行業(yè)發(fā)展規(guī)模;二是不能超過用水總量控制目標(biāo)。
各行業(yè)用水定額參照該地《行業(yè)用水定額標(biāo)準(zhǔn)》進(jìn)行取值,各行業(yè)發(fā)展規(guī)模,如人口規(guī)模、產(chǎn)業(yè)規(guī)模需根據(jù)相關(guān)規(guī)劃進(jìn)行取值。用水總量控制目標(biāo)是國務(wù)院發(fā)布《關(guān)于實(shí)行最嚴(yán)格水資源管理制度的意見》中3個(gè)主要目標(biāo)之一,即明確水資源開發(fā)利用紅線,嚴(yán)格實(shí)行用水總量控制。因此,在需水量計(jì)算中,參數(shù)的取值不僅要依據(jù)地方標(biāo)準(zhǔn)和相關(guān)規(guī)劃,還需以用水總量控制目標(biāo)對兩項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行校核糾正,使需水量計(jì)算結(jié)果滿足用水量總量控制目標(biāo),并將各行業(yè)發(fā)展規(guī)模意見反饋給相關(guān)政府部門和規(guī)劃設(shè)計(jì)單位進(jìn)行修正,即按照“以供定需”原則,推動(dòng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與水資源承載能力相適應(yīng)。
根據(jù)商都縣相關(guān)文件,商都縣地下水控制開采量為4855萬m3,農(nóng)業(yè)用水控制開采量為3374萬m3。商都縣水資源開發(fā)利用量需進(jìn)一步壓減。面對水資源的嚴(yán)重短缺,地下水的超采,用水紅線的限制和城市發(fā)展的供需矛盾,在社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展保穩(wěn)增效的前提下,調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)將成為商都縣水資源支撐社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要手段。
結(jié)合商都縣現(xiàn)狀用水問題,商都縣農(nóng)業(yè)用水量最大,相應(yīng)用水壓減量空間也最大,因此農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整首當(dāng)其沖:如實(shí)施“水改旱”,減少高耗水農(nóng)作物種植面積,即減少水澆地面積,改為種植低耗水耐旱農(nóng)作物,實(shí)行旱作雨養(yǎng);積極發(fā)展高效節(jié)水灌溉,實(shí)行微、滴灌和小型自走式噴灌灌溉,降低農(nóng)田灌溉用水定額,提高農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)。其次是工業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整:如進(jìn)一步降低萬元工業(yè)增加值用水定額,如嚴(yán)控高耗水產(chǎn)業(yè)發(fā)展,堅(jiān)決關(guān)停取締不符合產(chǎn)業(yè)政策的高耗水企業(yè);采取先進(jìn)的技術(shù)工藝,提高工業(yè)用水重復(fù)利用率;加大再生水利用,充分發(fā)揮再生水在工業(yè)水源補(bǔ)水、高品質(zhì)工業(yè)直供水方面的作用。最后是畜牧業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整:如實(shí)施“減羊增牛”戰(zhàn)略,遏制草場退化,涵養(yǎng)地下水源。
通過以上措施,確定商都縣各行業(yè)的用水定額和發(fā)展規(guī)模,進(jìn)一步得出需水量。經(jīng)計(jì)算,2035年商都縣總需水量為5177萬m3,其中,一產(chǎn)需水量為3483萬m3(農(nóng)業(yè)用水量為3000萬m3),二產(chǎn)需水量為360萬m3,三產(chǎn)需水量為250萬m3,城鎮(zhèn)居民生活需水量為748萬m3,農(nóng)村生活需水量為199萬m3,生態(tài)需水量為137萬m3。各行業(yè)用水量和占比見表5。
圖2 2035年商都縣用水量和用水結(jié)構(gòu)圖
表5 2035年商都縣用水量預(yù)測表
(3)供需平衡分析
根據(jù)表6可得,商都縣2035年缺水量為0,水資源可滿足商都縣的社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。
表6 2035年商都縣水資源供需平衡分析表 單位:萬m3
結(jié)合商都縣水源實(shí)際情況,水資源配置原則為:①優(yōu)先配置再生水,其次配置地下水;②優(yōu)先保障生活用水,其次滿足生產(chǎn)、河道外生態(tài)環(huán)境用水;③按“總量控制、優(yōu)水優(yōu)用、近水近用、高水高用”,生活以地下水為主,工業(yè)以再生水為主,農(nóng)業(yè)以地下水為主,生態(tài)以再生水為主。
具體配置方案。以商都縣水資源環(huán)境承載能力為約束,在用水總量控制紅線范圍內(nèi),按照上述原則,根據(jù)水資源的需水量及可供水量,對商都縣總供水進(jìn)行水源配置。經(jīng)過優(yōu)化配置后:2035年商都縣地下水供水量為4788萬m3,未超過用水總量控制紅線4855萬m3。農(nóng)業(yè)供水量為3000萬m3,未超過農(nóng)業(yè)用水控制開采量3374萬m3;地下水開采系數(shù)為0.79,地下水資源開發(fā)利用程度由一般超采區(qū)優(yōu)化為尚有潛力區(qū);再生水供水量為389萬m3,多余再生水可作河道內(nèi)生態(tài)環(huán)境補(bǔ)充用水。具體配置方案見表7。
表7 2035年商都縣水資源優(yōu)化配置表 單位:萬m3
水資源的優(yōu)化配置需通過工程措施和非工程措施實(shí)現(xiàn),包括以下幾方面:①加強(qiáng)地表水、地下水資源的水環(huán)境治理和保護(hù)力度。如完善污水收集與再生處理系統(tǒng),實(shí)施農(nóng)村生活垃圾和畜禽糞便治理工程,開展河湖綜合整治行動(dòng),嚴(yán)格按照《地下水管理?xiàng)l例》取用、保護(hù)地下水,有計(jì)劃地關(guān)閉自來水管網(wǎng)覆蓋區(qū)域內(nèi)的自備井;②加大節(jié)水力度,全面建設(shè)節(jié)水社會(huì)。通過采取先進(jìn)的技術(shù)、工藝、設(shè)備、器具,在農(nóng)業(yè)、工業(yè)和生活各個(gè)領(lǐng)域的各個(gè)環(huán)節(jié),堅(jiān)持做到節(jié)水優(yōu)先,節(jié)水有我;③強(qiáng)化供水設(shè)施建設(shè)。完善給水廠和供水管網(wǎng)布局,實(shí)施農(nóng)村飲水安全工程建設(shè)和抗旱應(yīng)急水源工程建設(shè);④推進(jìn)商都縣農(nóng)業(yè)水價(jià)綜合改革,建立健全農(nóng)業(yè)水價(jià)形成機(jī)制。⑤推進(jìn)用水權(quán)改革,是發(fā)揮市場機(jī)制作用促進(jìn)水資源優(yōu)化配置和集約節(jié)約安全利用的重要手段,是強(qiáng)化水資源剛性約束的重要舉措[8]。因此,需完善水資源統(tǒng)一管理體制,實(shí)行用水與排污總量控制,明確初始權(quán),進(jìn)行初始水權(quán)分配。⑥推進(jìn)水利信息化建設(shè),提高對水資源統(tǒng)一配置,統(tǒng)一調(diào)度,統(tǒng)一管理的能力和自動(dòng)化程度。
(1)用水方面,注重產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整,尤其減少一產(chǎn)、二產(chǎn)發(fā)展對水資源的大量消耗,積極發(fā)展節(jié)水型農(nóng)業(yè)和節(jié)水型工業(yè)。
(2)水源方面,加大非傳統(tǒng)水源的利用,不僅可有效緩解水資源短缺現(xiàn)象,還可有效促進(jìn)區(qū)域水資源的保護(hù)和循環(huán)利用,改善和保護(hù)水生態(tài)與環(huán)境;同時(shí),根據(jù)自身用水需求,結(jié)合水源條件、經(jīng)濟(jì)社會(huì)條件等,積極探尋外調(diào)水源,提高水源保障能力,降低后續(xù)城市發(fā)展受水資源限制的可能。