呂良華，姜蓓蕾，耿雷華，張海濱，龐 蘇

(1.南京水利科學(xué)研究院水文水資源與水利工程科學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇 南京 210029；2.萬(wàn)幫數(shù)字能源股份有限公司，江蘇 常州 213100)

水資源是經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的基礎(chǔ)性資源、戰(zhàn)略性經(jīng)濟(jì)資源和公共性社會(huì)資源，在經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展中起著至關(guān)重要的作用[1-2]。河北省是全國(guó)用水最緊缺的省份，在該地區(qū)建設(shè)雄安新區(qū)，必須破解水資源的瓶頸制約[3]。自提出河北雄安新區(qū)戰(zhàn)略以來(lái)，不少學(xué)者對(duì)雄安新區(qū)的水安全問(wèn)題進(jìn)行了研究。趙志博等[4]參照深圳發(fā)展歷程，分析了新區(qū)2035年基準(zhǔn)情景、起步情景和建成情景的水資源利用效率及節(jié)水潛力；楊瑞祥等[5]以2035年作為未來(lái)水平年，假設(shè)在未來(lái)水平年之前所有指標(biāo)均已達(dá)到雄安規(guī)劃綱要要求的基礎(chǔ)上，預(yù)測(cè)了新區(qū)未來(lái)水平年的生活、工業(yè)、農(nóng)業(yè)和生態(tài)需水量，并提出了水資源承載力的提升途徑；李溦[6]根據(jù)雄安新區(qū)未來(lái)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的不確定性，預(yù)測(cè)2035年低目標(biāo)情景需水總量為7.22億～7.72億m3，高目標(biāo)情景為11.51億～12.51億m3，并提出了雄安新區(qū)水資源承載能力提升途徑與措施；徐冬梅等[7]利用博弈論格序理論評(píng)價(jià)模型對(duì)雄安新區(qū)起步區(qū)不同情景下的水資源配置優(yōu)選方案進(jìn)行了研究，并推薦了常態(tài)情景和特殊情境下的最優(yōu)水資源配置方案；鮑艷磊等[8]利用綜合健康指數(shù)法對(duì)新區(qū)白溝引河、府河、瀑河和孝義河進(jìn)行河流健康評(píng)價(jià)，結(jié)果表明多數(shù)河流處于亞健康至病態(tài)的狀態(tài)。其他研究關(guān)注的焦點(diǎn)還有雄安的生態(tài)問(wèn)題[9-10]、資源現(xiàn)狀描述[11-12]、雄安發(fā)展戰(zhàn)略解讀[13-14]等。上述研究對(duì)于破解新區(qū)水資源問(wèn)題都提出了建設(shè)性的見(jiàn)解。

目前我國(guó)關(guān)于水資源用水強(qiáng)度問(wèn)題的研究較多，研究尺度也各異[15]，但關(guān)于雄安新區(qū)各行業(yè)用水強(qiáng)度控制指標(biāo)體系相關(guān)的研究較少。2018年12月，國(guó)務(wù)院批復(fù)了《河北雄安新區(qū)總體規(guī)劃(2018—2035年)》，提出了用水總量紅線和用水效率紅線，按照以水定城、以水定人的要求，強(qiáng)化用水總量管理，實(shí)行最嚴(yán)格水資源管理制度，到2035 年雄安新區(qū)用水總量控制在6.5億～7.5億m3/a。合理確定、控制各行業(yè)用水強(qiáng)度指標(biāo)是開(kāi)展節(jié)水工作之首，控制用水強(qiáng)度、提高水資源利用效率對(duì)從根本上破解水資源短缺問(wèn)題、有效提高地區(qū)水資源承載力水平至關(guān)重要[9,16-17]，對(duì)于實(shí)現(xiàn)新區(qū)用水總量控制目標(biāo)以及水城共融、水資源可持續(xù)利用的戰(zhàn)略目標(biāo)意義重大。

因此，本文結(jié)合雄安新區(qū)相關(guān)規(guī)劃的要求，借鑒國(guó)內(nèi)外先進(jìn)用水強(qiáng)度指標(biāo)，構(gòu)建新區(qū)生活、生產(chǎn)、生態(tài)分時(shí)期、分區(qū)域的用水強(qiáng)度指標(biāo)體系，利用隨機(jī)模擬方法預(yù)測(cè)新區(qū)總需水量，結(jié)合新區(qū)用水總量控制目標(biāo)，提出新區(qū)用水強(qiáng)度指標(biāo)控制閾值，并提出需水總量控制措施。結(jié)果可為實(shí)現(xiàn)新區(qū)水資源可持續(xù)利用提供依據(jù)和支撐。

1 研究區(qū)概況

雄安新區(qū)地處北京、天津、保定腹地，規(guī)劃范圍包括雄縣、容城、安新3縣行政轄區(qū)(含白洋淀水域)，任丘市鄚州鎮(zhèn)、茍各莊鎮(zhèn)、七間房鄉(xiāng)和高陽(yáng)縣龍化鄉(xiāng)，起步區(qū)面積約100 km2，中期發(fā)展區(qū)面積約200 km2，遠(yuǎn)期規(guī)劃面積約1 770 km2。雄安新區(qū)內(nèi)共有10條河流，均屬于大清河流域，其中8條為入淀河流，分別為北支白溝引河，南支潴龍河、孝義河、唐河、府河、漕河、瀑河、萍河，另外2條分別為大清河干流和從白洋淀流出的趙王新河。新區(qū)上游共有8座大中型水庫(kù)，總興利庫(kù)容為14.55億m3。當(dāng)前僅有王快水庫(kù)、西大洋水庫(kù)、橫山嶺水庫(kù)和安格莊水庫(kù)常年有水入庫(kù)，年均入庫(kù)水量?jī)H為5.62億m3，其中76.69%集中在王快水庫(kù)和西大洋水庫(kù)，可用于生活用水。

雄安新區(qū)多年平均降水量為509 mm，多年平均水資源量1.73億m3，其中地表水資源量0.11億m3，地下水資源量1.69億m3，重復(fù)計(jì)算量0.07億m3[5]。雄安新區(qū)所處區(qū)域水資源短缺，水資源供需矛盾突出，地下水超采嚴(yán)重[9]。雄安新區(qū)所在的保定市2016年人均水資源量為287 m3，遠(yuǎn)低于國(guó)際公認(rèn)的人均500 m3的極度缺水線標(biāo)準(zhǔn)。

根據(jù)《河北雄安新區(qū)規(guī)劃綱要》，新區(qū)遠(yuǎn)期將建設(shè)“一城五副”的城市格局，即200 km2的新城，安新、容城、雄安3個(gè)縣城及昝崗、寨里作為五組團(tuán)，整個(gè)新區(qū)的綠-藍(lán)生態(tài)空間總體將達(dá)到70%以上。新區(qū)將主要發(fā)展高端高新產(chǎn)業(yè)，重點(diǎn)包括新一代信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)、現(xiàn)代生命科學(xué)和生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)、新材料產(chǎn)業(yè)、高端現(xiàn)代服務(wù)業(yè)、綠色生態(tài)農(nóng)業(yè)等。針對(duì)白洋淀，將實(shí)施退耕還淀，淀區(qū)逐步恢復(fù)至360 km2左右，合理調(diào)控淀泊生態(tài)水文過(guò)程，使白洋淀正常水位保持在6.5～7.0 m。

2 用水強(qiáng)度指標(biāo)體系構(gòu)建

用水強(qiáng)度是在社會(huì)經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)中的單位用水量，根據(jù)水利部、國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)聯(lián)合發(fā)布的《“十三五”水資源消耗總量和強(qiáng)度雙控行動(dòng)方案》，各行業(yè)用水強(qiáng)度包括：人均居民生活用水量、每公頃農(nóng)田灌溉年用水量、萬(wàn)元工業(yè)增加值用水量、單位面積道路澆灑每次用水量等。根據(jù)雄安新區(qū)規(guī)劃綱要，重點(diǎn)考慮新區(qū)建設(shè)期(2025年)、建成期(2035年)、騰飛期(2050年)3個(gè)時(shí)間點(diǎn)的用水強(qiáng)度指標(biāo)。指標(biāo)體系構(gòu)建及取值時(shí)充分考慮節(jié)水優(yōu)先原則，借鑒國(guó)內(nèi)已建新區(qū)和國(guó)內(nèi)外城市先進(jìn)用水水平，結(jié)合北京市、河北省的先進(jìn)用水指標(biāo)，進(jìn)行一定幅度的調(diào)整，構(gòu)建不同時(shí)期分行業(yè)、分區(qū)域的用水強(qiáng)度指標(biāo)體系(圖1)。

圖1 雄安新區(qū)分行業(yè)分區(qū)域用水強(qiáng)度指標(biāo)體系

2.1 2025年雄安新區(qū)用水強(qiáng)度指標(biāo)體系

2025年雄安新區(qū)尚處于建設(shè)期，節(jié)水水平相對(duì)較低。通過(guò)解讀雄安新區(qū)的起步區(qū)和啟動(dòng)區(qū)控制性詳細(xì)規(guī)劃，起步區(qū)作為雄安新區(qū)的城市核心區(qū)，居民生活用水需控制在100 L/(人·d)之內(nèi)，考慮到節(jié)水設(shè)施初步建成，對(duì)節(jié)水具有一定促進(jìn)作用，預(yù)測(cè)起步區(qū)的居民生活用水強(qiáng)度指標(biāo)最大值、平均值、最小值分別為100 L/(人·d)、95 L/(人·d)、90 L/(人·d)。現(xiàn)行的河北省地方標(biāo)準(zhǔn)生活用水定額中，室內(nèi)有給排水、衛(wèi)生設(shè)施、淋浴設(shè)備的城鎮(zhèn)居民生活用水定額為110 L/(人·d)，室內(nèi)有給排水、衛(wèi)生設(shè)施、淋浴設(shè)備、24 h熱水的城鎮(zhèn)居民生活用水定額為140 L/(人·d)。五組團(tuán)作為雄安新區(qū)城市區(qū)的外圍區(qū)域，節(jié)水能力建設(shè)相對(duì)滯后，參考現(xiàn)行河北省生活用水定額，預(yù)測(cè)五組團(tuán)的居民生活用水強(qiáng)度指標(biāo)最大值、平均值、最小值分別為120 L/(人·d)、115 L/(人·d)、110 L/(人·d)。鄉(xiāng)鎮(zhèn)居民用水量處于城市區(qū)和農(nóng)村區(qū)之間，參考北方的哈爾濱新區(qū)鄉(xiāng)鎮(zhèn)規(guī)劃用水定額，預(yù)測(cè)特色小鎮(zhèn)的居民生活用水強(qiáng)度指標(biāo)最大值、平均值、最小值分別為90 L/(人·d)、85 L/(人·d)、80 L/(人·d)，普通鄉(xiāng)鎮(zhèn)的居民生活用水強(qiáng)度指標(biāo)最大值、平均值、最小值分別為80 L/(人·d)、75 L/(人·d)、70 L/(人·d)。農(nóng)村區(qū)域尚未發(fā)生大的改造變動(dòng)，參考現(xiàn)行河北省農(nóng)村居民生活用水定額，預(yù)測(cè)農(nóng)村的居民生活用水強(qiáng)度指標(biāo)最大值、平均值、最小值分別為60 L/(人·d)、50 L/(人·d)、40 L/(人·d)。建設(shè)期的施工人員大約為10萬(wàn)人，生活用水強(qiáng)度指標(biāo)參考農(nóng)村居民生活用水強(qiáng)度指標(biāo)。

農(nóng)業(yè)需水中，農(nóng)田灌溉主要考慮水澆地和菜田，2025年農(nóng)業(yè)灌溉水平不會(huì)有大的變動(dòng)，參考現(xiàn)行河北省相關(guān)農(nóng)業(yè)用水定額，預(yù)測(cè)水澆地和菜田的年灌溉用水量最大值、平均值、最小值分別為2 250 m3/hm2、2 100 m3/hm2、1 950 m3/hm2和6 000 m3/hm2、4 500 m3/hm2、3 000 m3/hm2。千年秀林只在種植的當(dāng)年需要灌溉，參考北京市林業(yè)灌溉中的滴灌方式用水定額，預(yù)測(cè)千年秀林年灌溉用水量最大值、平均值、最小值分別為1 500 m3/hm2、1 200 m3/hm2、1 050 m3/hm2。牲畜主要考慮豬牛羊等的養(yǎng)殖，參考河北省現(xiàn)行畜牧業(yè)用水定額，預(yù)測(cè)牲畜用水強(qiáng)度指標(biāo)最大值、平均值、最小值分別為40 L/(頭(只)·d)、20 L/(頭(只)·d)、10 L/(頭(只)·d)。

工業(yè)需水中，雄安新區(qū)規(guī)劃的主要是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)，用水量相對(duì)較少，考慮到建設(shè)期節(jié)水設(shè)施還沒(méi)有完全配套，參考具有類似產(chǎn)業(yè)特點(diǎn)的典型新區(qū)及城市的先進(jìn)工業(yè)用水效率值，預(yù)測(cè)工業(yè)用水強(qiáng)度指標(biāo)最大值、平均值、最小值分別為5 m3/萬(wàn)元、4 m3/萬(wàn)元、3 m3/萬(wàn)元。建設(shè)期有大量的基建工程用水，參考北京市的建筑業(yè)用水定額并考慮一定的節(jié)水水平，預(yù)測(cè)建筑業(yè)的用水強(qiáng)度指標(biāo)最大值、平均值、最小值分別為1 m3/m2、0.8 m3/m2、0.6 m3/m2。雄安新區(qū)第三產(chǎn)業(yè)主要發(fā)展現(xiàn)代服務(wù)業(yè)，考慮到建設(shè)期節(jié)水設(shè)施還沒(méi)有完全配套，在參考北京市和深圳市的服務(wù)業(yè)用水水平的基礎(chǔ)上，進(jìn)行一定幅度的上調(diào)，預(yù)測(cè)新區(qū)第三產(chǎn)業(yè)的用水強(qiáng)度指標(biāo)最大值、平均值、最小值分別為10 m3/萬(wàn)元、8 m3/萬(wàn)元、6 m3/萬(wàn)元。

生態(tài)環(huán)境需水方面，雄安新區(qū)高起點(diǎn)、高標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)定位，對(duì)城市的生態(tài)環(huán)境要求也較高，因此對(duì)于城市道路澆灑、綠地澆灌用水要有充足的保障。參考北京市城市道路和綠地澆灑用水定額，預(yù)測(cè)雄安新區(qū)城市道路澆灑和綠地澆灌用水強(qiáng)度指標(biāo)最大值、平均值、最小值分別為1.5 L/(m2·次)、1.2 L/(m2·次)、1 L/(m2·次)和1.2 m3/(m2·次)、1 m3/(m2·次)、0.9 m3/(m2·次)。

片區(qū)規(guī)劃的人工河湖水系主要考慮水的流動(dòng)性，根據(jù)已經(jīng)發(fā)布的片區(qū)規(guī)劃，人工河湖平均水深取0.5 m，平均河寬取20 m，平均流速取0.05 m/s，每個(gè)片區(qū)的人工河湖水系相互連通，并且容城片人工河湖會(huì)流向起步區(qū)人工河湖，每個(gè)片區(qū)整體考慮東西向和南北向兩條主干河流，進(jìn)而計(jì)算人工河湖“流動(dòng)起來(lái)”所需要的水量(整體考慮4條人工河湖)。計(jì)算得出新區(qū)人工河湖的景觀生態(tài)需水量為6 307萬(wàn)m3/a。

河道生態(tài)需水以入淀斷面為控制斷面，選取1952—1980年河道斷面多年平均徑流量，采用Tennant法進(jìn)行計(jì)算。作為我國(guó)北方河流，高保障、中等保障和低保障模式分別取多年平均徑流量的18%、14%和10%作為生態(tài)需水量(維持河流生態(tài)系統(tǒng)健康狀況在一般至良好的水平)。計(jì)算得出8條入淀河流生態(tài)需水量最大值、平均值、最小值分別為31 440萬(wàn)m3/a、24 460萬(wàn)m3/a、17 470萬(wàn)m3/a，2條出淀河流生態(tài)需水量最大值、平均值、最小值分別為16 820萬(wàn)m3/a、14 800萬(wàn)m3/a、13 460萬(wàn)m3/a。白洋淀生態(tài)需水主要包括滲漏水量、蒸發(fā)水量(扣除降雨量的凈蒸發(fā)量)、升高水位所需水量3部分。計(jì)算得出白洋淀生態(tài)補(bǔ)水量最大值、平均值、最小值分別為18 240萬(wàn)m3/a、14 980萬(wàn)m3/a、14 680萬(wàn)m3/a。

2.2 2035年雄安新區(qū)用水強(qiáng)度指標(biāo)體系

2035年雄安新區(qū)已全面建成，節(jié)水水平相對(duì)較高。起步區(qū)已全面建成，農(nóng)村區(qū)域建設(shè)成為美麗鄉(xiāng)村。為了保障高質(zhì)量的城市生活水平，起步區(qū)的城鎮(zhèn)居民生活用水強(qiáng)度指標(biāo)不會(huì)發(fā)生大的變化。五組團(tuán)的節(jié)水配套設(shè)施建設(shè)完成，用水效率會(huì)提升，達(dá)到起步區(qū)的水平。隨著節(jié)水水平的提高，特色小鎮(zhèn)和普通鄉(xiāng)鎮(zhèn)的用水強(qiáng)度指標(biāo)會(huì)有所下降，預(yù)測(cè)最大值、平均值、最小值分別為80 L/(人·d)、75 L/(人·d)、70 L/(人·d)和70 L/(人·d)、65 L/(人·d)、60 L/(人·d)。農(nóng)村區(qū)域建成美麗鄉(xiāng)村，用水量會(huì)有所增加，預(yù)測(cè)預(yù)測(cè)最大值、平均值、最小值分別為60 L/(人·d)、55 L/(人·d)、50 L/(人·d)。

隨著節(jié)水灌溉配套設(shè)施的完善和節(jié)水技術(shù)的發(fā)展，農(nóng)業(yè)灌溉用水效率將進(jìn)一步提高并趨于穩(wěn)定，農(nóng)業(yè)灌溉用水強(qiáng)度將降低，預(yù)測(cè)2035年水澆地和菜田的年灌溉用水量最大值、平均值、最小值分別為2 025 m3/hm2、1 875 m3/hm2、1 725 m3/hm2和5 250 m3/hm2、3 750 m3/hm2、2 250 m3/hm2。牲畜養(yǎng)殖所需的水量不會(huì)有大的變動(dòng)，預(yù)測(cè)2035年牲畜用水強(qiáng)度指標(biāo)最大值、平均值、最小值分別為38 L/(頭(只)·d)、19 L/(頭(只)·d)、10 L/(頭(只)·d)。

隨著工業(yè)和第三產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的不斷調(diào)整完善，將完全形成以高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)為主的工業(yè)結(jié)構(gòu)和現(xiàn)代服務(wù)業(yè)為主的第三產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，并且隨著節(jié)水技術(shù)的不斷成熟，工業(yè)和第三產(chǎn)業(yè)用水效率將進(jìn)一步提高并趨于穩(wěn)定，預(yù)測(cè)2035年工業(yè)和第三產(chǎn)業(yè)用水強(qiáng)度指標(biāo)最大值、平均值、最小值分別為1.5 m3/萬(wàn)元、1.2 m3/萬(wàn)元、1 m3/萬(wàn)元和8 m3/萬(wàn)元、6 m3/萬(wàn)元、4 m3/萬(wàn)元。

為了保證高質(zhì)量的城市生態(tài)環(huán)境，道路澆灑和綠地澆灌用水強(qiáng)度不會(huì)發(fā)生大的變化，降幅較小并趨于穩(wěn)定，預(yù)測(cè)2035年城市道路澆灑和綠地澆灌用水強(qiáng)度指標(biāo)最大值、平均值、最小值分別為1.3 L/(m2·次)、1.1 L/(m2·次)、1 L/(m2·次)和1 m3/(m2·次)、0.9 m3/(m2·次)、0.8 m3/(m2·次)。

2.3 2050年雄安新區(qū)用水強(qiáng)度指標(biāo)體系

2050年雄安新區(qū)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、城市規(guī)模已完全穩(wěn)定，基礎(chǔ)設(shè)施完備，已進(jìn)入高質(zhì)量發(fā)展的騰飛期。為了保證居民高質(zhì)量生活水平，隨著節(jié)水科技的發(fā)展，居民生活用水強(qiáng)度不會(huì)大幅降低，預(yù)測(cè)2050年起步區(qū)、五組團(tuán)、特色小鎮(zhèn)、美麗鄉(xiāng)村的居民生活用水強(qiáng)度指標(biāo)最大值分別為90 L/(人·d)、90 L/(人·d)、70 L/(人·d)、60 L/(人·d)，平均值分別為85 L/(人·d)、85 L/(人·d)、65 L/(人·d)、50 L/(人·d)，最小值分別為80 L/(人·d)、80 L/(人·d)、60 L/(人·d)、40 L/(人·d)。

農(nóng)業(yè)灌溉用水強(qiáng)度已趨于穩(wěn)定，在2035年的基礎(chǔ)上不會(huì)發(fā)生大的變化，預(yù)測(cè)2050年水澆地和菜田的年灌溉用水量最大值、平均值、最小值分別為1 950 m3/hm2、1 800 m3/hm2、1 650 m3/hm2和4 950 m3/hm2、3 450 m3/hm2、1 950 m3/hm2。牲畜養(yǎng)殖所需的水量也已趨于穩(wěn)定，不會(huì)有大的變動(dòng)，預(yù)測(cè)2050年牲畜用水強(qiáng)度指標(biāo)最大值、平均值、最小值分別為37 L/(頭(只)·d)、18 L/(頭(只)·d)、10 L/(頭(只)·d)。

以高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)為主的工業(yè)結(jié)構(gòu)和現(xiàn)代服務(wù)業(yè)為主的第三產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)已完全形成，用水強(qiáng)度指標(biāo)將進(jìn)一步降低并基本穩(wěn)定，達(dá)到世界領(lǐng)先水平，預(yù)測(cè)2050年工業(yè)和第三產(chǎn)業(yè)用水強(qiáng)度指標(biāo)最大值、平均值、最小值分別為1.2 m3/萬(wàn)元、1 m3/萬(wàn)元、0.8 m3/萬(wàn)元和6 m3/萬(wàn)元、4 m3/萬(wàn)元、3 m3/萬(wàn)元。

為了保證高質(zhì)量的城市生態(tài)環(huán)境，道路澆灑和綠地澆灌用水強(qiáng)度在2035年的基礎(chǔ)上不再降低，預(yù)測(cè)2050年城市道路澆灑和綠地澆灌用水強(qiáng)度指標(biāo)最大值、平均值、最小值仍保持為1.3 L/(m2·次)、1.1 L/(m2·次)、1 L/(m2·次)和1 m3/(m2·次)、0.9 m3/(m2·次)、0.8 m3/(m2·次)。

3 需水量預(yù)測(cè)隨機(jī)模擬

通過(guò)對(duì)新區(qū)需水用戶進(jìn)行分組，根據(jù)不同需水用戶的用水特點(diǎn)，按照以水定城、以水定人的要求，基于上述構(gòu)建的雄安新區(qū)不同時(shí)期分行業(yè)、分區(qū)域的用水強(qiáng)度指標(biāo)不確定性特征值，采用隨機(jī)模擬法進(jìn)行需水預(yù)測(cè)。具體步驟為：①根據(jù)規(guī)劃綱要，將雄安新區(qū)需水用戶分為起步區(qū)、五組團(tuán)、特色小鎮(zhèn)、美麗鄉(xiāng)村、農(nóng)村、出淀入淀河流和白洋淀7類用水戶；②建立7類用水戶不同發(fā)展階段經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展規(guī)模和分行業(yè)、分區(qū)域的用水強(qiáng)度指標(biāo)不確定性特征值；③假設(shè)用水強(qiáng)度指標(biāo)服從均勻分布，采用均勻分布概率模型來(lái)描述這些用水強(qiáng)度指標(biāo)取值的概率分布，利用蒙特卡羅法進(jìn)行需水總量的隨機(jī)模擬，將所有隨機(jī)變量和決策變量統(tǒng)一輸入到模型中后，建立需水總量和所有隨機(jī)變量、決策變量之間的函數(shù)關(guān)系，將需水總量作為目標(biāo)輸出變量(output variable of interest)進(jìn)行隨機(jī)模擬計(jì)算，從而得出不同時(shí)期雄安新區(qū)需水總量的統(tǒng)計(jì)結(jié)果。

圖2為雄安新區(qū)不同時(shí)期需水總量隨機(jī)模擬結(jié)果。從結(jié)果可以看出，2025年雄安新區(qū)最小、最大和平均需水總量分別為6.88億m3、9.25億m3、8.05億m3，需水總量為7.13億～8.98億m3的概率為95%。2035年雄安新區(qū)最小、最大和平均需水總量分別為7.38億m3、9.58億m3、8.49億m3，需水總量為7.61億～9.38億m3的概率為95%。2050年雄安新區(qū)最小、最大和平均需水總量分別為7.38億m3、9.78億m3、8.57億m3，需水總量為7.64億～9.47億m3的概率為95%。

圖2 雄安新區(qū)需水總量累計(jì)概率分布

4 結(jié)果分析

從需水量模擬結(jié)果可以看出，當(dāng)采用不同的用水強(qiáng)度指標(biāo)值時(shí)，2025年雄安新區(qū)需水量變化范圍為6.88億～9.25億m3，2035年變化范圍為7.38億～9.58億m3，2050年變化范圍為7.38億～9.78億m3。不同時(shí)期最小需水量均在7.5億m3以內(nèi)，平均需水量為8億m3左右，最大需水量達(dá)到9.8億m3。

根據(jù)需水量隨機(jī)模擬預(yù)測(cè)結(jié)果，當(dāng)執(zhí)行用水強(qiáng)度指標(biāo)體系中的最小值時(shí)，雄安新區(qū)總需水量在7.5億m3以內(nèi)。用水強(qiáng)度指標(biāo)取值變大時(shí)，新區(qū)需水總量也會(huì)隨之變高。因此，為實(shí)現(xiàn)新區(qū)以水定城、以水定地、以水定人、以水定產(chǎn)，真正做到把水資源作為新區(qū)發(fā)展的最大剛性約束，確保新區(qū)需水總量控制在7.5億m3以內(nèi)，建議雄安新區(qū)不同區(qū)域不同行業(yè)的用水強(qiáng)度指標(biāo)控制閾值不高于本研究提出的雄安新區(qū)用水強(qiáng)度指標(biāo)體系中的最小值。城鎮(zhèn)河湖水系年補(bǔ)水量應(yīng)控制在6 307萬(wàn)m3以內(nèi)，白洋淀、入淀河流、出淀河流年補(bǔ)水量應(yīng)分別控制在14 680萬(wàn)m3、17 470萬(wàn)m3、13 460萬(wàn)m3以內(nèi)。

當(dāng)雄安新區(qū)執(zhí)行此用水強(qiáng)度指標(biāo)控制閾值時(shí)，2025年、2035年、2050年人均綜合用水量指標(biāo)可分別達(dá)到354 m3、183 m3、170 m3，用水效率在逐漸提高，尤其在新區(qū)建成后用水效率顯著提高。根據(jù)水利部發(fā)布的《2020年中國(guó)水資源公報(bào)》，全國(guó)人均綜合用水量為412 m3，北京、天津、上海、重慶等國(guó)內(nèi)用水效率較高的[18]發(fā)達(dá)城市人均綜合用水量分別為185 m3、201 m3、393 m3、219 m3；香港、東京、紐約等發(fā)達(dá)城市人均綜合用水量分布為173 m3、218 m3、160 m3[19]，可以看出雄安新區(qū)建成后，與國(guó)內(nèi)外發(fā)達(dá)城市相比，人均綜合用水量指標(biāo)可以達(dá)到甚至優(yōu)于國(guó)內(nèi)外發(fā)達(dá)城市的水平。

另外，為落實(shí)新區(qū)用水總量控制和實(shí)現(xiàn)水資源可持續(xù)利用，建議在建立雄安新區(qū)主要農(nóng)作物、工業(yè)產(chǎn)品和生活服務(wù)業(yè)的先進(jìn)用水強(qiáng)度指標(biāo)體系的基礎(chǔ)上，建立健全用水、節(jié)水的考核制和責(zé)任制，嚴(yán)格監(jiān)督管理；嚴(yán)格控制超定額用水，嚴(yán)格用水強(qiáng)度指標(biāo)的執(zhí)行監(jiān)管，確保用水強(qiáng)度指標(biāo)落地見(jiàn)效；合理控制新區(qū)城市發(fā)展規(guī)模、農(nóng)業(yè)用地規(guī)模、人口發(fā)展規(guī)模，堅(jiān)持發(fā)展低耗水的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)和服務(wù)業(yè)；全面推廣生活、工業(yè)、農(nóng)業(yè)先進(jìn)節(jié)水技術(shù)改造[20]，加強(qiáng)非常規(guī)水資源利用，提高水資源重復(fù)利用率并降低廢水排放量，促進(jìn)水資源高效循環(huán)利用。

5 結(jié) 語(yǔ)

本文在結(jié)合新區(qū)相關(guān)規(guī)劃要求以及借鑒國(guó)內(nèi)外先進(jìn)用水強(qiáng)度指標(biāo)的基礎(chǔ)上，綜合分析構(gòu)建了雄安新區(qū)生活、生產(chǎn)、生態(tài)分時(shí)期分區(qū)域的用水強(qiáng)度指標(biāo)體系；根據(jù)用水強(qiáng)度指標(biāo)取值的不確定性，利用隨機(jī)模擬方法預(yù)測(cè)了新區(qū)不同時(shí)期總需水量的統(tǒng)計(jì)結(jié)果，不同時(shí)期最小需水量均在7.5億m3以內(nèi)，平均需水量為8億m3左右，最大需水量達(dá)到9.8億m3。結(jié)合新區(qū)用水總量控制目標(biāo)，提出了新區(qū)用水強(qiáng)度指標(biāo)體系控制閾值建議。研究結(jié)果可為新區(qū)進(jìn)行水資源管理、實(shí)現(xiàn)新區(qū)水資源可持續(xù)利用提供科學(xué)依據(jù)和決策支持。