江蘇響水縣水資源優化配置對策探析

王春華

（江蘇省鹽城市響水縣水資源費征收所，江蘇 鹽城 224600）

0 引言

水資源配置旨在一定的區域范圍內，遵循公平、高效和可持續發展等原則，合理抑制需求、有效增加供水、積極保護水資源的基礎上，通過工程和非工程措施，對區內水資源進行的統籌調配，以滿足人口、資源、環境與經濟協調發展對水資源在時間、空間、數量和質量上的要求，使有限的水資源獲得最大的利用效益和永續利用。配置過程中，充分考慮水資源條件和開發利用現狀，以及經濟社會發展趨勢對水資源的要求與影響，確定水資源配置總體策略，協調水資源布局與經濟社會發展模式，提出各分區（片）水資源開發重點與利用方式、產業發展與土地利用調整方向，社會管理要求和具體的配置格局。水資源配置采取多種有效措施對水資源進行調配，調配的方式主要有地表、地下水聯合運用；客水與當地水資源聯合調度；蓄、引、提水多水源統籌安排；污水資源化、中水回用等多種水源相結合等。因此，研究響水縣水資源優化，提出水資源配置模型。

1 響水縣水資源現狀

響水縣位于江蘇省東北部沿海地區，地處淮河下游。東臨黃海，北枕灌河，西連灌南、漣水，南抵中山河與濱海縣毗鄰。全縣現狀P=50%、P=75%和P=95%年型當地水資源可利用總量（不包括外調引水）分別為21833萬m3、16256萬m3和9655萬m3，水功能區平均達標率68.8%，工業用水定額和單位GDP用水量均高于全省平均水平。響水縣人均綜合用水654 m3/人，萬元地區生產總值用水量121 m3/萬元，農田灌溉畝均用水量為353 m3/畝，萬元工業增加值用水量17.1 m3/萬元。響水縣當地水資源總量豐、枯年型差異較大。具體見表1。

表1 響水縣當地水資源總量計算成果表（單位：萬m3）

可以看出，目前響水縣的水資源有如下特點：①地表水水資源呈現時空分布不均，缺乏干型配水工程。②水資源供需矛盾突出，必須采取有力措施挖掘節水潛力減小規劃水平年去稅率。③污水處理不充分，中水會用率嚴重不足。④水污染問題突出。

2 水資源配置原則

（1）可持續發展原則。水資源可持續利用強調水資源～生態環境～社會經濟復合系統協調發展。發展才是硬道理，公平配置一定要符合發展要求。可持續發展要協調上下游、左右岸、行業間的利害沖突，兼顧各方的利益，注重當前利益與長遠利益的結合，尤其要注重生態環境效益。

（2）生態平衡原則。在生態系統運行中，水以不同形式運動，為各種生物的生存繁衍提供物質、能量及環境，水資源開發利用，不能危及生態系統動態平衡。

（3）公平性原則。水資源是人類及一切生物賴以生存和發展的基礎資源，構成自然生態系統的控制性因子，水資源配置要做到公平合理。

（4）用水高效性原則。水資源作為一個國家綜合國力的有機組成部分，是不可替代的生產資料，受到市場經濟規律的支配，要提高使用效益，要發揮市場配置資源的基礎作用，使有限的水資源，盡可能多地創造社會財富。

（5）節水優先、治污為本原則。努力提高全行業節水意識，推廣節水器具，發展節水工業和節水農業，努力降低工農業生產對水資源的不合理使用，有效治理水污染，減少水污染物的排放量，提高水污染治理效率，不斷加大水污染整治力度，保證水質達標排放和滿足水資源重復利用的要求。

（6）因地制宜、量水而行。因地制宜，量水而行，考慮區域水資源和工程供水能力的實際情況，切實加強水資源的合理利用，減少水資源的不合理調配損失，提高水資源的利用效率。

3 水資源配置模型

水資源配置的基本思路是以水資源供需分析為手段，以水資源分區（片）為單元，進行各規劃水平年及其年型各行業的水資源供需分析；根據供需平衡缺口及規劃目標實現程度，采取強化節水、增加當地蓄水和跨流域調水、加強污水處理回用、調整產業結構等措施，最終實現供水規劃目標。水資源配置以水資源分區（片）作為計算單元，在區域之間、用水部門之間進行合理配置。

3.1 多目標規劃模型

按照供水優先順序和水量調度優先順序，結合響水縣水資源分布特點以及社會經濟發展形勢制定相關目標函數。

3.1.1 模型水資源配置目標

用水配置次序：在遵循各分區(片)盡量公平的前提下，水量豐沛時，按定額滿足各分區（片）的各類經濟活動用水。水量緊缺時應按以下次序供水：Ⅰ級優先滿足居民生活基本用水；Ⅱ級優先滿足電力、骨干航線等事關經濟生活全局安全的行業用水；Ⅲ級優先滿足最小生態環境用水；Ⅳ級滿足其他生產用水，優先考慮國計民生、經濟效益好的工業和農業用水；最后安排兼顧其他用水。其模型形式表示為式（1）：

式中：F1為非傳統水源的利用量，萬m3；i為計算單元；個；I為計算單元總數；j為用水部門類別，個；J為用水部門總數；t為計算時段，月；T為計算時段總數；Skijt為非傳統水源對第i個計算單元中第j類用水部門在第t時段的供水量，萬m3；k為水源類別[1]。

3.1.2 模型約束條件

（1）人均經濟收入約束。

人均經濟收入表示為式（2）：

式中：M為該區域總人口；T0為該區域最低收入標準。

（2）供水能力約束

水源i向所有用水戶的供水量總和應小于其可供水量，表示為式（3）：

式中：Wi為表示水源i的可供水量，不同水源的可供水量分別由現有的供水工程和規劃的供水工程來確定。

（3）用水系統供需變化約束。即用戶j從水源獲得的水量應該介于該用戶需水量的上下限之間[2]，見式（4）：

式中：Hj，Lj為用戶 j需水量的上、下限。

(4)變量約束條件。變量非負約束，見式（5）：

3.1.3 模型求解

以響水縣行政區劃為計算單元，包括通榆河西區、通榆河東區、廢黃河高亢地區和沿海灘涂區等4個計算區域。計算單元主要用來滿足不同用水區域和部門的水源配置問題。按照供水優先順序和水量調度原則[3]，確定優先考慮地表水供給，在地表水源匱缺時考慮增加地下水和非傳統水源的供給，從可持續利用角度，要積極開辟新的引水水源，優先滿足居民生活用水，合理安排其他生產用水。在缺水量上通過配置，以基于現狀可供水量節水方案為基礎，確保供水規劃目標的實現。平衡各用水部門之間的供水量，同時使其缺水量均化，模型見式（6）：

式中：F3為缺水率，%；Dj為第 j類用水部門的需水量，萬 m3；Sjk為第 j類用水部門的供水量，萬 m3；αj為第 j類用水部門相對其他用水部門優先得到供給水源的重要程度系數，%。

4 水資源配置方案

響水縣各規劃水平年經濟社會水資源需求總量配置，均按實現供水規劃目標所對應的需水總量進行配置。本次配置所采用的供水規劃目標：在生活、工業、建筑三產和河道外生態用水優先滿足的基礎上，2015年，農業灌溉保證率80%；2020年和2030年，農業灌溉保證率90%。

4.1 以現狀可供水量為基礎的配置

響水縣經濟社會需水總量的配置以現狀可供水量為基礎，旨在通過節水方案的實施，對規劃水平年按現狀可供水量與規劃供水目標下節水方案需水量進行供需平衡計算，分析配置后的缺水形勢。響水縣不同保證率下基于以現狀可供水量為基礎的配置成果見表2，表3和表4。

表2 以現狀可供水量為基礎的配置（規劃供水保證率年型P=50%）

表3 以現狀可供水量為基礎的配置(規劃供水保證率年型P=75%)

表4 以現狀可供水量為基礎的配置(規劃供水保證率年型P=90%)

5 結論

（1）基于以現狀可供水量為基礎的配置表明，P=50%年型，除沿海灘涂區缺水外，其它3個區已基本達到供需平衡；P=75%年型，沿海灘涂區2020年和2030年重度缺水，其它3個區缺水率基本在10%～20%左右，輕-中度缺水。

（2）規劃供水保證率年型2015年農業需水按P=80%、2020年和2030年按P=90%，下同)，沿海灘涂區嚴重缺水，其它區中-重度缺水。

（3）配置結果表明，即使在節水方案條件下，規劃水平年缺水形勢仍較為嚴峻，在推進節水型社會建設的同時，需通過治污挖潛、增加當地蓄水增加供水量，適當利用雨水和海水等非常規水源，以緩解干旱年型的缺水形勢。