水資源供需平衡分析法在區域水資源合理配置中的作用：以濮陽市為例

劉福義

（神華地質勘查有限責任公司，北京100011）

濮陽市水資源匱乏，人均水資源占用量只有150.7m3。引黃設施又不完善，國家分配的引黃水指標不能足額使用，致使城市和部分農業主要依靠開采地下水［1］。城鄉爭水，經濟發展和環境生態爭水矛盾突出。水污染和水環境惡化進一步加劇了水資源短缺。

地下水超采嚴重，雖然采取了引黃補源措施，地下水位下降速度有一定減緩，但是地下水超采仍然嚴重。2009年濮陽－清豐－南樂淺層地下水漏斗面積達到1813km2，占全市面積的43.3%，漏斗中心水位25m，地下水超采率116%（濮陽境內海河流域達到199%）［2］。

水環境生態惡化，2005年至2012年對市區境內4條主要河流6個斷面進行了監測，監測結果顯示金堤河、衛河、馬頰河、徒駭水質均劣于V類，已失去供水意義。

針對濮陽市水資源存在的問題，對濮陽市水資源進行供需平衡分析對水資源的合理利用、促進經濟社會的可持續發展就具有重要意義［3，4］。

1 需水量預測

1.1 預測方法

總需水量包括生活需水、工業需水、農業灌溉需水、林牧漁畜需水和生態環境需水，還包括不可預見水［5］。不可預見水即輸出管道事故損失、消防等，本次不可預見水按城鎮生活用水量的12%計算。

1）生活需水預測。

生活需水量包括城鎮生活需水和農村生活需水。城鎮生活需水分為城鎮居民生活需水和城鎮公共需水；農村生活需水包括農村居民生活需水和牲畜需水。

生活需水在一定范圍內，其增長速度是比較有規律的，因而可以用綜合分析定額方法推求未來需水量。此方法考慮的因素是用水人口（或牲畜人口）和需水定額。用水人口（或牲畜人口）以計劃部門預測數為準，需水定額以現狀用水調查數據為基礎，分析歷年變化情況，考慮不同水平年居民生活水平的改善及提高程度，擬定其相應的用水定額。計算見式（1）。

式中：W生為某一水平年生活需水總量；P0為現狀人口數；ε為人口年增長率；K為某一水平年擬定的生活需水綜合定額；n為預測年數。

牲畜需水仍采用定額法，計算見式（2）。

式中：W牲為某一水平年牲畜需水量；ni為某一水平年某種牲畜數量；mi為某一水平年相應牲畜需水定額。

2）工業需水預測。

工業需水量包括火電工業需水，國有及規模以上工業需水及一般工業需水三類。工業需水主要利用萬元增加值需水量法進行預測（式（3））。

式中：S為預測年的工業需水量；wi為某一水平年某一分區的萬元產值；pi為某一水平年某分區的萬元產值需水定額。

3）農業需水預測。

農業灌溉需水受氣候地理條件的影響，在時空上變化較大；同時還與作物的品種和組成、灌溉方式和技術、管理水平等具體條件有關，影響灌溉需水量的因素較多。本次對其預測采用定額法。

農業灌溉需水預測按分區進行，各區需水量之和即為全區農業灌溉需水量。灌溉需水量預測，涉及三個關鍵指標：各類作物的凈灌溉定額、灌溉水利用系數和灌溉面積。定額法的計算公式見式（4）。

式中：W灌為全區總灌溉需水量；wij為某一分區某種作物的灌溉面積；mij為某一分區某種作物的凈灌溉定額；ηi為分區灌溉水利用系數。

4）生態環境需水預測。

生態環境需水與農業需水類似，仍采用定額法，用不同種類植物及相應定額計算。計算公式見式（5）。

式中：W環為生態環境需水量；mij為某一分區某種植物的需水定額；wij為某分區某植物的面積或數量。

1.2 預測結果

以2012年為現狀年，預測年為2015年和2020年。需水量預測結果如表1和表2所示。

表1 2015年預測需水量匯總表/×108 m3

表2 2020年預測需水量匯總表/×108 m3

由 表1和2可 知，2015年 濮 陽 市 總 需 水 量 為18.413億m3，其中生活需水量為1.664億m3，工業需水量為5.236億m3，農業灌溉需水量為9.082億m3，林牧漁畜需水量為0.675億m3，生態需水量為1.640億m3，不可預見需水量為0.117億m3。

2020年濮陽市總需水量為23.203億m3，其中生活需水量為2.256億m3，工業需水量為9.687億m3，農業灌溉需水量為8.283億m3，林牧漁畜需水量為0.744億m3，生態需水量為2.183億m3，不可預見需水量為0.180億m3。

2 供水能力分析

濮陽市供水工程包括地表水供水工程（蓄水工程、引水工程和提水工程）、地下水供水工程和其他水源供水工程。供水工程及主要取用水戶見圖1。

圖1 供水工程及主要取用水戶圖

2.1 地表水

本地水資源：按照《河南省人民政府關于批轉河南省黃河取水許可總量控制指標細化方案的通知》（豫政〔2009〕46號）及《濮陽市水利發展“十二五”規劃》（初審稿），河南省分配給濮陽市的引金堤河指標為0.5億m3，本地地表水資源量為2.0616億m3，可供水量是1.03億m3，合計1.53億m3。

引黃工程：黃河多年平均徑流量為420.71億m3，按照《河南省人民政府關于批轉河南省黃河取水許可總量控制指標細化方案的通知》（豫政〔2009〕46號），河南省分配給濮陽市的引黃指標為8.42億m3。

南水北調中線工程：根據《河南省南水北調城市水資源規劃報告》，南水北調分配給濮陽市的水量為1.189億m3，2030年為1.673億m3，該水量可作為市區生活、工業用水。

2.2 地下水

根據歷年水資源公報，濮陽市多年平均地下水資源量是6.206億m3，淺層地下水可供水量是5.872億m3，中深層地下水可供水量是0.6億m3。

2.3 污水可回用量

2015年和2020年，濮陽市城鎮工業和生活用水量排放率按照80%，處理率為90%，回用率為20%計算，污水可回用量為0.576億m3［5］。

2.4 總可供水量

如表3所示，2015年和2020年總可供水量約為18.187億m3。

3 供需水平衡結果

采用現狀水平年濮陽市各地區各工程的供水能力同時考慮供水潛力后的可供水量與2015年及2020年的預測需水量相平衡，分析濮陽市余缺水量。

表3 可供水量統計表/×108 m3

表4 供需平衡分析計算表/×108 m3

由表4計算結果知，2015年濮陽市預測可供水量為18.187億m3，總需水量為18.413億m3，缺水量為0.227億m3，供需基本平衡。

2020年預測需水量為23.203億m3，若按預測的2015年供水水平，則缺水量為5.016億m3。

從水資源供需平衡結果可以看出，濮陽市仍面臨著缺水危機，因此，必須采取有效措施，進一步推進節水型城市用水體系的建立和完善。

4 結論

1）預測了濮陽市2015年和2020年的生活、工業、農業、林牧漁畜及生態需水量，2015年濮陽市需水量 為18.413億m3，2020年濮陽市需水量為23.203億m3。

2）在分析現狀供水能力的基礎上，考慮引黃工程、南水北調工程以及污水回用等的供水潛力，計算了2015年和2020年的可供水量，約為18.187億m3。

3）濮陽市2015缺水量為0.227億m3，供需基本平衡；2020年缺水量達到5.016億m3，應進一步推進節水型城市用水體系的建立和完善。

［1］ 楊瑞娟.濮陽市水資源開發利用存在問題及對策［J］.河南水利與南水北調，2010，（8）：225－226.

［2］ 濮陽市水利局.濮陽市2000～2009年水資源公報［R］.2009.

［3］ 曾發琛.西安市水資源供需平衡分析及優化配置研究［D］.西安：長安大學，2008.

［4］ 王學武.原州區高效節水灌溉規劃水資源供需平衡分析及規劃思路［J］.農業科技與信息，2011，（20）：42－42，45.

［5］ 濮陽市水利局.濮陽市節水型社會建設“十二五”規劃［R］.2012.