德州市城市擠占農業和生態用水研究

付其魯，劉建民，李洪亮

（1.齊河縣水務局，山東齊河251100；2.德州市水利局，山東德州253000）

德州市城市擠占農業和生態用水研究

付其魯1，劉建民2，李洪亮2

（1.齊河縣水務局，山東齊河251100；2.德州市水利局，山東德州253000）

德州市水資源嚴重緊缺，從水量利用和配置方面看，出現了城市用水和工業用水擠占農業用水和生態用水的問題。分析計算城市用水擠占農業用水和生態用水是優化配置水資源和合理制定國民經濟發展規劃的重要依據。本文根據2008年和2014年2個水平年的統計資料進行分析計算擠占水量，并通過多方法比較，對擠占水量進行了研究。

德州市；農業用水；生態用水；水資源利用

德州市水資源供需矛盾突出，當地多年平均淡水資源總量13.71億m3，人均水資源占有量244 m3，屬資源性缺水地區。水資源短缺嚴重制約了該市經濟社會的快速發展，同時出現了用水擠占問題，主要表現為工業用水擠占農業用水，農業用水擠占生態用水，城鎮用水擠占農村用水，河道外擠占河道內。這種用水擠占現象，已對糧食安全、生態環境安全造成一定影響。本文以2008年為調查基準年，2014年為對照年，用于比較2008年后城市用水和工業用水擠占農業用水量和生態用水量的變化情況。根據實際情況確定用水擠占研究區域為德州市，研究對象主要是改變了原供水目標的主要水庫，改變了原供水水源或水量的主要灌區，與城市密切相關的主要河流，城市周邊主要湖泊濕地等。

1　擠占農業和生態用水界定

城市用水與工業用水擠占農業用水是指原設計為農業灌溉的水源工程或灌區，通過政府行為或市場機制將部分水量轉向城市與工業供水后，由于農業灌溉水量減少致使設計灌溉面積減小，影響農業灌溉面積的水量視為“擠占”。

關于擠占生態用水主要是指城市周邊及城區范圍內的生態用水。重點是城市周邊河道基流、重點湖泊濕地。已納入地下水限采規劃的地下水超采量不再計入擠占生態用水。

2　農業與生態用水被擠占的水量分析

2.1農業被擠占水量分析

城市生活用水和工業用水擠占農業用水的水量，根據情況采用多方案比較法確定。

1）從水庫供給灌區水量變化角度對某一保證率農業被擠占水量進行估算。公式如下：

J＝A0－A1－ΔV·k

式中：J為某水庫農業用水被擠占量；A0為該水庫原設計的農業供水量；A1為該水庫改變供水目標后的農業實際供水量；ΔV為該水庫設計供水能力與實際供水能力的差值；k為水庫農業供水比重設計值。

德州市已建成水庫在可研立項時多以農業用水為目標，但在初步設計階段以城市工業兼顧農業為供水目標。因此，本研究分兩種情況分別分析計算。以可研立項方案確定2008年城市用水擠占農業用水的水量為1.11億m3，2014年為1.14億m3。以初步設計方案確定2008年城市用水擠占農業用水的水量為3 090萬m3，2014年為3 419萬m3。

2）從城市地表水供水總量變化角度分析估算農業被擠占水量（分2008年基準年和2014年對照年，下同）。公式如下：J＝S1－S0－ΔS

式中：J為2008年城市擠占農業用水量；S1為2008年城市地表水供水量；S0為地表水供水水源變化前城市地表水供水量；ΔS為非城市擠占農業的新增地表水供水量。

以城市地表水供水方案確定2008年城市用水擠占農業用水的水量為7 648萬m3，2014年為1.19億m3。此方案中地表水供水水源變化前城市地表水供水量為0，全部為地下水供水。

3）從灌區農業用水量變化角度估算農業被擠占用水量。公式如下：

J＝B0－B1－ΔB

式中：J為2008年灌區農業用水被擠占量；B0為灌區某一保證率下的原設計農業供水（或用水）量；B1為2008年灌區農業實際用水經調整后對應于相應保證率下的水量；ΔB為灌區非城市用水擠占的供水減少量。

德州市主要有潘莊和李家岸兩大灌區，按擠占灌溉面積計算，分兩種情況：按設計灌溉面積計算：2008年灌區用水量擠占農業用水量為7.03億m3，其中，潘莊灌區3.80億m3、李家岸3.23億m3；2014年灌區用水量擠占農業用水量為7.32億m3，其中，潘莊灌區4.26億m3，李家岸灌區3.06億m3。按當年有效灌溉面積計算：2008年灌區用水量擠占農業用水量7 202萬m3，其中，潘莊灌區6 162萬m3，李家岸灌區1040萬m3；2014年灌區用水量擠占農業用水量1.19億m3，其中，潘莊灌區7 836萬m3，李家岸灌區4 040萬m3。

通過分析知，按設計灌溉面積計算不合理，因為工程不到位，不可能達到設計灌溉面積，計算量太大，且超過城市用水總量。分析確定采用按照當年有效灌溉面積計算：2008年灌區用水量擠占農業用水量7 202萬m3，2014年灌區用水量擠占農業用水量1.19億m3。

4）綜合分析法。綜合考慮農業灌溉用水與城市供水以及工程管理等因素，在供、用、耗、排等各個環節的水量平衡分析基礎上，對1）、2）、3）的估算成果進行合理性分析，確定采用3）中的當年有效灌溉面積計算成果，即2008年擠占農業用水量7 202萬m3，2014年擠占農業用水量11 876萬m3。通過分析城市擠占農業水量在7 000～12 008萬m3之間，有逐年增大的趨勢，年增長率約為12%，小于德州市工業增長率而大于城市人口增長率。

2.2生態用水被擠占水量分析

僅考慮城市周邊湖泊濕地、河道內生態基流被擠占量，以最小生態需水量為基數。

德州市海河流域多年平均徑流量為4.6億m3。按Tennant法的10%計算，海河流域河道應維持的最小水量為0.46億m3。以2008年為基準年，河道基流基本能滿足要求，汛期水量大，遠大于生態要求，非汛期河道通過節制閘控制，基本不斷流，且多數河道為灌排兩用，黃河水輸水補充了河道基流的不足，同時灌溉尾水存于河道，利于河道水生態。從用水要求上分析，河道地表水（不引黃時）水質低于地表水Ⅳ類水，不能用于城市生活和工業用水。因此，德州市河道內生態基流被擠占量為0。

城市周邊湖泊濕地主要是城市河湖，計算方法主要有人均水量法和水面生態效益法。據德州市城建部門研究預測，2050年德州市城鎮人口為490萬。若按城市城區人口占55%計，為293萬。采用人均水量法，按《海河流域生態環境恢復研究》中“城市人均7 m3”進行規劃，則流域內主要城市河湖環境用水每年需1 886萬m3，相當于現狀城區總面積9.8%水面的水量。采用水面生態效益法，按照10%和15%的水面比例計算德州市主要城市的河湖環境用水量，分別為1 929萬m3和2 899萬m3。因此，本次推薦城市河湖環境用水量為1 929萬m3。2008年未統計生態用水量，當時只有德州城區河湖需要生態用水，用水量估算為150萬m3。2014年德州市的部分縣（市）有了城市河湖用水量，統計用水量為574萬m3。則城市用水擠占生態用水量2008年、2014年分別為1 779萬m3和1 355萬m3。

3　結語

根據分析計算，城市用水量擠占農業用水量和生態用水量2008年、2014年分別為8 981萬m3和13 231萬m3。2008年為基準年，2014年因降水較少只作為對比年。推薦成果為城市用水量擠占農業用水量和生態用水量平水年應為9 000～13 000萬m3。

（責任編輯鄭繼勝）

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1009-6159（2016）-09-0053-02

2016-04-19

付其魯（1971—），男，工程師