鳳陽(yáng)縣水量要素下的水資源承載能力評(píng)價(jià)

高振陸王礦

(1.安徽省·水利部淮委水利科學(xué)研究院,安徽 合肥 230088;2.水利水資源安徽省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,安徽 蚌埠 233000)

引言

水資源承載能力是指可預(yù)見期內(nèi)在滿足合理河道內(nèi)生態(tài)環(huán)境用水和保護(hù)生態(tài)環(huán)境的前提下，綜合考慮來水情況、工況條件、用水需求等因素，水資源承載經(jīng)濟(jì)社會(huì)的最大負(fù)荷[1]。目前對(duì)于水資源承載能力的評(píng)價(jià)指標(biāo)以及計(jì)算方法等學(xué)術(shù)研究的文獻(xiàn)較多,但普遍存在評(píng)價(jià)模型復(fù)雜，評(píng)價(jià)指標(biāo)過多，不易計(jì)算等問題。在實(shí)踐中，往往根據(jù)工作要求，需要對(duì)部分指標(biāo)概化或者選擇某個(gè)特定的評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行獨(dú)立計(jì)算。當(dāng)前用水總量控制是落實(shí)水資源“雙控”管理的一項(xiàng)重要任務(wù)，因此本文根據(jù)鳳陽(yáng)縣水資源利用現(xiàn)狀以及相關(guān)發(fā)展規(guī)劃，以用水總量為研究對(duì)象，對(duì)鳳陽(yáng)縣水量要素下的水資源承載能力進(jìn)行評(píng)價(jià)，供類似地區(qū)參考。

1 研究區(qū)概況

鳳陽(yáng)縣位于安徽省東北部，淮河中游南岸，N32°37′～33°03′，E117°19′～117°57′，屬江淮丘陵地帶，東西長(zhǎng)74.64km，南北寬49.6km，縣域面積1949.5km2。地貌為北部平原、中部高崗丘陵、南部淺山3種類型，地面高程由南向北逐級(jí)下降，總比降1/600左右。全縣多年平均降雨量為925.9mm，呈現(xiàn)東南多西北少的趨勢(shì)，同時(shí)年內(nèi)分布不均，一般6—8月占52%。全縣年均蒸發(fā)量為1421.9mm，是年均降雨量的1.48倍。境內(nèi)有淮河、濠河、板橋河、小溪河、天河、窯河、鮑家溝、池河8條主要河流，花園湖、天河和高塘湖3大沿淮湖泊，以及8912座各類水庫(kù)、塘壩。水資源總量5.91億m3，多年平均水資源可利用量3.65億m3。

2 評(píng)價(jià)方法及標(biāo)準(zhǔn)

本文采用實(shí)物量指標(biāo)進(jìn)行單因素評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)方法為對(duì)照用水總量指標(biāo)度量標(biāo)準(zhǔn)直接判斷基準(zhǔn)年(2020年)及規(guī)劃水平年(2030年)的承載狀況。評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)：

Wt=Wl+Wa+Wi+We

(1)

(2)

式中，Wt為用水總量；Wl為生活用水量；Wa為農(nóng)業(yè)用水量；Wi為工業(yè)用水量；We為生態(tài)環(huán)境補(bǔ)水量；Wb是以用水總量指標(biāo)為判據(jù)的承載能力基線，一般在縣級(jí)人民政府實(shí)行最嚴(yán)格水資源管理制度的實(shí)施意見中明確[2]。

3 基準(zhǔn)年水資源承載能力評(píng)價(jià)

基準(zhǔn)年各項(xiàng)用水量均為實(shí)際發(fā)生值，在滁州市水資源公報(bào)均有體現(xiàn)[3]，其中可直接引用的數(shù)據(jù)為工業(yè)用水量Wi2020=0.259億m3，生態(tài)環(huán)境補(bǔ)水量We2020=0.0554億m3，經(jīng)過簡(jiǎn)單計(jì)算可獲取的數(shù)據(jù)為生活用水量Wl2020和農(nóng)業(yè)用水量Wa2020。計(jì)算公式：

Wl2020=Wp2020+Wm2020

(3)

Wa2020=Wp2020+Wp2020

(4)

經(jīng)計(jì)算，Wl2020=0.3238億m3，Wa2020=2.1521億m3。根據(jù)式(1)，求得Wt2020=2.7903億m3，根據(jù)鳳陽(yáng)縣實(shí)行最嚴(yán)格水資源管理制度的實(shí)施意見，2020年全縣用水總量Wb2020按3.126億m3控制。Wt2020/Wb2020=0.8926，小于90%臨界值，即2020年鳳陽(yáng)縣水量要素下水資源承載狀況為不超載。

4 規(guī)劃年水資源承載能力評(píng)價(jià)

規(guī)劃年用水量是指在2030年不同水文年型下的預(yù)測(cè)用水量。需要通過根據(jù)各項(xiàng)需水量和可供水量，進(jìn)行供需平衡計(jì)算，以獲取不同水文年型下的預(yù)測(cè)用水量。

4.1 需水量

4.1.1 生活需水量

規(guī)劃水平年生活需水量采用人均綜合生活用水量進(jìn)行預(yù)測(cè)。根據(jù)《鳳陽(yáng)縣城鄉(xiāng)供水一體化工程規(guī)劃(2019—2030年)》和《鳳陽(yáng)縣供水保障規(guī)劃》相關(guān)成果以及行業(yè)規(guī)范，規(guī)劃年生活需水量計(jì)算成果見表1。

表1 鳳陽(yáng)縣規(guī)劃水平年生活需水預(yù)測(cè)表

4.1.2 農(nóng)業(yè)需水量

根據(jù)《滁州市統(tǒng)計(jì)年鑒》統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，鳳陽(yáng)縣旱作物播種面積略大于水稻種植面積，其中水稻年播種面積約55333.33hm2,旱作物播種面積約69333.33hm2。綜合水利部印發(fā)的水稻定額、安徽省行業(yè)用水定額和當(dāng)?shù)毓喔攘?xí)慣，兼顧今后灌溉管理水平的提高，鳳陽(yáng)縣75%年型和90%年型下，水稻用水定額取230m3·667m-2和500m3·667m-2。旱作物75%年型下用水定額取20m3·667m-2，90%年型下不灌溉。此外，根據(jù)滁州市水資源公報(bào)，鳳陽(yáng)縣年均林牧漁畜用水占農(nóng)田灌溉用水的5%左右。經(jīng)計(jì)算，在種植結(jié)構(gòu)不變的情況下，規(guī)劃水平年75%年型和90%年型下，鳳陽(yáng)縣農(nóng)業(yè)需水量分別為22229萬(wàn)m3和43575萬(wàn)m3。

4.1.3 工業(yè)需水量

鳳陽(yáng)縣在壯大5大產(chǎn)業(yè)板塊(“硅”工業(yè)、農(nóng)副產(chǎn)品加工業(yè)、新型建材業(yè)、機(jī)械制造、物流業(yè))，打造6大重點(diǎn)園區(qū)(省級(jí)門臺(tái)工業(yè)園區(qū)、省級(jí)板橋“硅”工業(yè)園區(qū)、劉府循環(huán)工業(yè)園、大廟石英砂加工園區(qū)、武店建材產(chǎn)業(yè)園區(qū)、小溪河—小崗村工業(yè)園區(qū))的工業(yè)發(fā)展思路下，工業(yè)增加值逐年提高，同時(shí)萬(wàn)元GDP用水量逐年降低。根據(jù)《鳳陽(yáng)縣空間規(guī)劃(2016—2030年)》以及本地工業(yè)發(fā)展趨勢(shì)，預(yù)計(jì)到2030年鳳陽(yáng)縣工業(yè)增加值達(dá)到150億元，萬(wàn)元工業(yè)增加值用水量降低到20m3/萬(wàn)元，規(guī)劃水平年工業(yè)需水量達(dá)到3000萬(wàn)m3。

4.1.4 生態(tài)需水量

根據(jù)《鳳陽(yáng)縣城市綠線規(guī)劃修編(2019—2030年)》，預(yù)計(jì)2030年公園、防護(hù)、廣場(chǎng)等綠地面積達(dá)到2095萬(wàn)m2。參考《安徽省行業(yè)用水定額》綠地綠化用水定額，預(yù)計(jì)到2030年，鳳陽(yáng)縣生態(tài)需水量達(dá)到1885萬(wàn)m3。

4.1.5 總需水量

綜上，匯總生活、農(nóng)業(yè)、工業(yè)和生態(tài)需水量。預(yù)計(jì)到2030年，鳳陽(yáng)縣75%年型、90%年型下需水總量分別為30967萬(wàn)m3、51297萬(wàn)m3。

表2 鳳陽(yáng)縣規(guī)劃水平年總需水預(yù)測(cè)表

4.2 可供水量

規(guī)劃可供水量在現(xiàn)狀可供水量的基礎(chǔ)上,考慮現(xiàn)有工程在不同供水情況下供水能力的增減和規(guī)劃新建、配套、擴(kuò)建工程增供的水量。鳳陽(yáng)縣地下水資源開發(fā)潛力不大，供水水量的變化主要體現(xiàn)地表水可供水量的增加。根據(jù)《鳳陽(yáng)縣水資源綜合規(guī)劃》，預(yù)計(jì)到2030年，鳳陽(yáng)縣新增的供水量主要包括鳳陽(yáng)山水庫(kù)達(dá)標(biāo)增容、新建武店水庫(kù)、大廟鎮(zhèn)北澗水庫(kù)以及其他水庫(kù)塘壩的清淤擴(kuò)容和以淮河、高塘湖、天河湖、花園湖為水源規(guī)劃改造提水泵站而增加的供水量。規(guī)劃年可供水量計(jì)算成果見表3。

表3 鳳陽(yáng)縣規(guī)劃水平年可供水量統(tǒng)計(jì)表

4.3 規(guī)劃年供需平衡分析

根據(jù)供需平衡計(jì)算結(jié)果，預(yù)計(jì)到2030年，75%年型下全縣可供水量滿足年度用水需求，總用水量約為3.2億m3，90%年型下全縣年度用水量為3.38億m3，缺水量達(dá)到1.96億m3。

4.4 水資源承載狀況評(píng)價(jià)

按照《鳳陽(yáng)人民政府關(guān)于實(shí)行最嚴(yán)格水資源管理制度的實(shí)施意見》，2030年全縣用水總量按3.253億m3控制。

根據(jù)式(1)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，預(yù)計(jì)到2030年，75%年型下全縣用水總量為3.2億m3,大于用水總量指標(biāo)的90%小于用水總量指標(biāo)，屬于臨界狀態(tài)；90%年型下全縣用水總量為3.38億m3，大于用水總量指標(biāo)小于1.2倍用水總量指標(biāo)，屬于超載。

5 建議與措施

雖然90%年型下因降雨不足，中小型水庫(kù)、塘壩等蓄水量變少，可供水量大幅度減少，但鳳陽(yáng)縣水田面積偏大，需水量大，使得全縣預(yù)測(cè)用水量超過用水總量控制指標(biāo)，說明鳳陽(yáng)縣2030年預(yù)測(cè)用水量超過了水資源承載經(jīng)濟(jì)社會(huì)的最大負(fù)荷，有必要采取措施來提高水資源的承載能力。

5.1 節(jié)水措施

5.1.1 農(nóng)業(yè)節(jié)水

根據(jù)鳳陽(yáng)縣水資源條件進(jìn)行農(nóng)作物布局和種植結(jié)構(gòu)調(diào)整，以節(jié)水、高產(chǎn)、高效為核心，發(fā)展高效節(jié)水農(nóng)業(yè)和綠色生態(tài)農(nóng)業(yè)，采取節(jié)水灌溉技術(shù)和農(nóng)藝節(jié)水技術(shù)相結(jié)合的綜合節(jié)水措施，注重提高灌溉生產(chǎn)效益和利用效率。同時(shí)進(jìn)一步完善中小型灌區(qū)的灌、排系統(tǒng)及渠溝建筑物配套，加大田間農(nóng)田水利工程建設(shè)配套，建立相對(duì)穩(wěn)定的灌區(qū)管理隊(duì)伍、改進(jìn)灌溉制度，促進(jìn)農(nóng)業(yè)節(jié)水。

5.1.2 工業(yè)節(jié)水

工業(yè)節(jié)水兼有節(jié)水和減排雙重任務(wù)，鳳陽(yáng)縣工業(yè)節(jié)水應(yīng)堅(jiān)持節(jié)流優(yōu)先，治污為本，高效用水的原則，積極調(diào)整經(jīng)濟(jì)布局和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，嚴(yán)格市場(chǎng)準(zhǔn)入及限制高消耗、高排放、低效率、產(chǎn)能過剩行業(yè)盲目發(fā)展；大力發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)，切實(shí)轉(zhuǎn)變發(fā)展方式和用水方式，加強(qiáng)工業(yè)節(jié)水設(shè)施建設(shè)與改造，重點(diǎn)推進(jìn)水泥建材、化工、食品、農(nóng)產(chǎn)品加工、機(jī)械、紡織等重點(diǎn)行業(yè)加快節(jié)水技術(shù)改造，加強(qiáng)工業(yè)節(jié)水工藝改造和循環(huán)用水，提高工業(yè)用水效率，降低工業(yè)單位產(chǎn)品取水量。

5.1.3 生活節(jié)水

加快改造城市供水管網(wǎng)，降低城鎮(zhèn)供水管網(wǎng)漏損率，同時(shí)加強(qiáng)用水定額管理，逐步實(shí)現(xiàn)用水總量控制、用水計(jì)劃分解、超定額計(jì)劃加價(jià)。推廣使用節(jié)水器具，制定節(jié)水型社區(qū)標(biāo)準(zhǔn)，建立節(jié)約用水社區(qū)監(jiān)督網(wǎng)站，設(shè)立免費(fèi)節(jié)水熱線，以社區(qū)、家庭為單位進(jìn)行節(jié)水的日常宣傳教育，增強(qiáng)公眾參與意識(shí)，促進(jìn)城市居民節(jié)水[4]。

5.2 利用非常規(guī)水源

積極開發(fā)利用非傳統(tǒng)水源，可在一定程度上緩解鳳陽(yáng)縣的用水壓力。

5.2.1 再生水水源配置

依托鳳陽(yáng)縣污水處理廠建設(shè)，開展鳳陽(yáng)縣再生水回用工程建設(shè)，將再生水供給工業(yè)中對(duì)水質(zhì)要求不高的工業(yè)使用，置換出水質(zhì)較好的水源供給，農(nóng)業(yè)、生活、生態(tài)及對(duì)水質(zhì)要求較高的工業(yè)，實(shí)行優(yōu)水優(yōu)用，國(guó)家鼓勵(lì)使用的補(bǔ)償機(jī)制。

5.2.2 雨水水源配置

在鳳陽(yáng)縣城開展海綿城市建設(shè)，把有限的雨水留下來，優(yōu)先考慮更多利用自然力量排水，建設(shè)自然存積、自然滲透、自然凈化的海綿城市。人員稀少開發(fā)利用程度不高的鄉(xiāng)鎮(zhèn)農(nóng)村開展河、庫(kù)攔蓄工程，盡可能地提高雨水的利用率。