再談基于水資源承載力的人口規(guī)模預(yù)測
——以霍爾果斯市為例

吳成鵬

三峽大學(xué)，湖北宜昌 443000

人口規(guī)模預(yù)測是城市總體規(guī)劃當(dāng)中需要解決的一項(xiàng)非常重要的課題，目前有關(guān)人口規(guī)模預(yù)測的方法類型主要分為基于數(shù)學(xué)模型的預(yù)測方法類、基于經(jīng)濟(jì)相關(guān)性的預(yù)測方法類、基于容量承載的預(yù)測方法類以及人口分配法、區(qū)位法等其他方法類[1]。基于水資源承載力的預(yù)測方法屬于容量承載類的預(yù)測方法。隨著我國資源環(huán)境問題的日益趨緊，人口增長壓力的不斷增加，基于環(huán)境容量承載力的預(yù)測方法在人口規(guī)模預(yù)測中越來越常被使用。本文再談基于水資源承載力的人口規(guī)模預(yù)測方法，對(duì)其數(shù)據(jù)獲取、適用情況進(jìn)行進(jìn)一步闡述，同時(shí)以新疆霍爾果斯市為例，進(jìn)行預(yù)測演示，以期為此方法提供更加清晰的使用路徑。

1 基于水資源承載力的人口規(guī)模預(yù)測

1.1 方法介紹

水資源承載力反映的是所預(yù)測區(qū)域內(nèi)水資源最大可利用條件下所支撐的社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)模，其受人口、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境等多因素綜合影響[2]。水資源承載力預(yù)測方法的基礎(chǔ)原則是供給與需求的平衡，即區(qū)域內(nèi)水資源最大可利用量要等于為滿足區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展等要素所需要的總用水資源量。農(nóng)業(yè)用水量、生產(chǎn)生活用水量和生態(tài)用水量共同構(gòu)成滿足區(qū)域社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展等要素所需的總用水資源量，則總用水資源量可以表達(dá)為下式：

式中：Wy—總用水資源量；Wa—農(nóng)業(yè)用水量；Wi—生產(chǎn)生活用水量；We—生態(tài)用水量。其中，農(nóng)業(yè)用水量主要包括需灌溉用水量和需飼養(yǎng)用水量，分別由灌溉面積乘以灌溉用水量標(biāo)準(zhǔn)和飼養(yǎng)牲畜標(biāo)準(zhǔn)數(shù)量乘以牲畜用水量標(biāo)準(zhǔn)得到，表達(dá)為下式：

式中：Wg—需灌溉用水量；Ws—需飼養(yǎng)用水量；Ag—需灌溉面積；Qs—需飼養(yǎng)牲畜標(biāo)準(zhǔn)數(shù)量；Rg—灌溉用水量標(biāo)準(zhǔn)；Rs—牲畜用水量標(biāo)準(zhǔn)。生產(chǎn)生活用水量由城鎮(zhèn)用水量和農(nóng)村用水量構(gòu)成，城鎮(zhèn)用水量和農(nóng)村用水量分別由城鎮(zhèn)和農(nóng)村人口乘以對(duì)應(yīng)的城鎮(zhèn)和農(nóng)村人均綜合用水指標(biāo)得到，表達(dá)為下式：

式中：Wu—城鎮(zhèn)用水量；Wr—農(nóng)村用水量；Pu—城鎮(zhèn)人口；Pr—農(nóng)村人口；Ru—城鎮(zhèn)人均綜合用水量指標(biāo)；Rr—農(nóng)村人均綜合用水量指標(biāo)。生態(tài)用水量是維系生態(tài)系統(tǒng)功能正常運(yùn)轉(zhuǎn)所必須的水量，包括河道內(nèi)外生態(tài)用水量，河道內(nèi)生態(tài)用水一般占多年平均徑流量的50%～60%，河道外生態(tài)需水量通常與當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境狀況、生態(tài)系統(tǒng)類型特征有關(guān)，其值相對(duì)恒定[2]。

區(qū)域人口總量由城鎮(zhèn)人口和農(nóng)村人口構(gòu)成，且兩者受城鎮(zhèn)化率的比例分割，表達(dá)式為：

式中：Pz—區(qū)域總?cè)丝冢瑸樽罱K預(yù)測值；r—城鎮(zhèn)化率。Wt—區(qū)域內(nèi)水資源最大可利用量。綜合以上公式，可得到基于水資源承載力的人口規(guī)模表達(dá)式為：

Pz=（Wt-Ag×Rg-Qs×Rs-We）/[Ru×r+Rr×（1-r）] （11）

1.2 數(shù)據(jù)獲取

雖然上述方法較為明晰，但數(shù)據(jù)獲取恰是預(yù)測過程的關(guān)鍵，有必要進(jìn)行進(jìn)一步闡述。區(qū)域內(nèi)水資源最大可利用量并不是區(qū)域內(nèi)最大水資源凈值，而要考慮可能人工供給的概率，通常會(huì)分低、中、高三種供水保證率。區(qū)域內(nèi)最大水資源凈值由區(qū)域內(nèi)地表和地下水資源總量構(gòu)成。同時(shí)區(qū)域內(nèi)水資源最大可利用量還要加上區(qū)域范圍外的供水量。有關(guān)地區(qū)水資源量、生態(tài)用水量的比重通常可以在地方水利發(fā)展規(guī)劃和水文地質(zhì)報(bào)告中獲取。而農(nóng)業(yè)灌溉面積、灌溉用水量標(biāo)準(zhǔn)、飼養(yǎng)牲畜標(biāo)準(zhǔn)數(shù)量和牲畜用水量標(biāo)準(zhǔn)通常可以在地方水利發(fā)展規(guī)劃和農(nóng)業(yè)發(fā)展規(guī)劃中獲取，或者從中得到部分基數(shù)，通過年均增長率法得到。城鎮(zhèn)和農(nóng)村人均綜合用水標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)地方調(diào)查數(shù)據(jù)和規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)綜合取值得到。城鎮(zhèn)化率則需沿用專門預(yù)測的數(shù)值。

1.3 適用情況

人口規(guī)模預(yù)測方法多樣，每一種方法都有較為適合的范圍情況，通常情況下需要建立多維度的體系標(biāo)準(zhǔn)來預(yù)測，基于水資源承載力的人口規(guī)模預(yù)測屬于容量類型的預(yù)測方法，其通常是作為校核多種預(yù)測數(shù)值的參考量，即其他預(yù)測值不得超過水資源承載的人口規(guī)模。從方法原理上看，這種方法在任何城市都可以使用，但也有分量主次之分。通常情況下對(duì)于水資源較為缺乏的地區(qū)，如我國西北地區(qū)，該方法是首先應(yīng)當(dāng)應(yīng)用的方法，其預(yù)測值是人口規(guī)模的上限閾值。而對(duì)于水資源較為充沛的地區(qū)，該方法僅僅作為補(bǔ)充算法，其預(yù)測值為參考值，多數(shù)情況下由于數(shù)值很高，不具有多大價(jià)值。

2 霍爾果斯舉例

2.1 霍爾果斯概況

霍爾果斯為新疆伊犁州下設(shè)的邊境口岸市，對(duì)面即為哈薩克斯坦。2015年全市總?cè)丝?.72萬人，轄亞歐路東、亞歐路西、喀拉蘇和工業(yè)園區(qū)4個(gè)街道、伊車嘎善錫伯族鄉(xiāng)、莫乎爾牧場以及兵團(tuán)四師61團(tuán)、62團(tuán)。溫帶大陸性氣候，降水較少且集中在夏季，水系多起源于北部山系，自北向南流經(jīng)市域范圍。

2.2 基于水資源的人口規(guī)模預(yù)測

2.2.1 水資源總量

根據(jù)《霍爾果斯市水利十三五綜合規(guī)劃》，全市地表水水資源總量5.21億m3，流域生態(tài)用水按地表水水資源總量的10%計(jì)算，即生態(tài)需水量5208.5萬m3，則霍爾果斯市地表水水資源可利用水量4.69億m3/a。根據(jù)《霍爾果斯經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)水文地質(zhì)報(bào)告》，霍爾果斯地下水可開采量0.96億m3/a。綜合地表水水資源可利用量和地下水可開采量，霍爾果斯水資源可利用量為5.65億m3/a。

2.2.2 水資源需求量

農(nóng)業(yè)灌溉用水量：根據(jù)《霍爾果斯現(xiàn)狀國土數(shù)據(jù)及水利十三五規(guī)劃》數(shù)據(jù)，現(xiàn)狀農(nóng)業(yè)灌溉占地面積72.2萬畝，按75%的灌溉保證率，灌溉凈定額325.3m3/畝，需農(nóng)業(yè)灌溉用水23486.66萬m3。

畜牧用水量：根據(jù)霍爾果斯水利十三五數(shù)據(jù)，畜牧用水標(biāo)準(zhǔn)10L/頭·d，2013年現(xiàn)狀3.73萬標(biāo)準(zhǔn)頭，按年遞增率0.5%計(jì)算，2030年牲畜4.06萬標(biāo)準(zhǔn)頭，年需用水量14.82萬m3。

生產(chǎn)生活用水量：根據(jù)以上農(nóng)業(yè)灌溉用水、牲畜用水量，同時(shí)考慮保證供水率50%、75%、95%三種水平，則生產(chǎn)生活用水最大供給量分別為4748.52、18873.52、30173.52萬m3/a。

2.2.3 水資源人口適度容量

霍爾果斯市2013年農(nóng)村人口生活用水標(biāo)準(zhǔn)為120L/人·d，考慮2030年由于生活水平提高，農(nóng)村人均生活用水量增加至200L/人·d。按照《城市給水工程規(guī)劃規(guī)范》（GB 50282—2016）中對(duì)三類地區(qū)中等城市的城市人均綜合用水量標(biāo)準(zhǔn)，取0.3萬m3/萬人·d。對(duì)未來城鎮(zhèn)化率做70%、80%和95%三種情景假設(shè)，同時(shí)基于以上生產(chǎn)生活用水最大供給量的測算，預(yù)測規(guī)劃期末市域水資源適度人口容量的可能情況見表1。

表1 霍爾果斯市水資源適度人口預(yù)測表

通過以上預(yù)測，考慮霍爾果斯生態(tài)環(huán)境的相對(duì)脆弱性，供水保證率取50%，保證留有足夠多的水資源作為生態(tài)涵養(yǎng)，同時(shí)考慮霍爾果斯未來城鎮(zhèn)化率的較高水平，按95%的城鎮(zhèn)化率來預(yù)控，則基于水資源的適度人口容量可達(dá)44萬人。

3 結(jié)語

基于水資源承載力的人口規(guī)模預(yù)測方法更適合于水資源相對(duì)不足的地區(qū)，它是人口規(guī)模的上限閾值，其預(yù)測方法相對(duì)簡便，但數(shù)據(jù)判斷獲取是關(guān)鍵，本文以演繹和例證的形式進(jìn)行了此類方法的介紹，后續(xù)還需要對(duì)域外水資源量、以及具體數(shù)據(jù)解釋進(jìn)行進(jìn)一步探討。