陜西省關(guān)中地區(qū)水資源開發(fā)利用現(xiàn)狀及節(jié)水潛力分析

黨 輝，劉 剛，馬清瑞，曹林順

（陜西省引漢濟(jì)渭工程建設(shè)有限公司，陜西 西安 710010）

關(guān)中地區(qū)位于陜西省中部，是國家關(guān)—天經(jīng)濟(jì)帶的中心，也是陜西省工業(yè)集中區(qū)和糧食主產(chǎn)區(qū)。隨著區(qū)內(nèi)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，人口的急劇增加，對水資源的過渡開發(fā)，引起了一系列的生態(tài)環(huán)境問題，嚴(yán)重制約著區(qū)域社會經(jīng)濟(jì)和環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。本文針對水資源開發(fā)利用現(xiàn)狀進(jìn)行調(diào)查分析，對節(jié)水潛力和途徑進(jìn)行計算和探析。

1 概況

關(guān)中地區(qū)位于陜西省中部，包括西安、寶雞、咸陽、渭南、銅川、楊凌五市一區(qū)，總面積55623 km2，地形總體上南北高、中部低，西高東低，為一個由西向東的地塹式構(gòu)造盆地，渭河自西向東穿過盆地中部，兩側(cè)是經(jīng)黃土沉積和渭河干支流沖積而成的“關(guān)中平原”，屬典型的大陸性季風(fēng)氣候，暖溫帶半濕潤氣候區(qū)。冬季寒冷干燥；春季氣溫不穩(wěn)，降雨較少；夏季炎熱多暴雨，常出現(xiàn)伏旱；秋季涼爽較濕潤，時有連陰雨[1～3]。渭河兩岸依次分布的地貌類型是河漫灘～階地～黃土臺塬～山前沖洪積扇～山地。截止2015年末，關(guān)中地區(qū)總?cè)丝?375萬人，其中城鎮(zhèn)人口1359萬人，城市化率57.22%；生產(chǎn)總值11573億元，占全省63.69%，人均GDP4.87萬元；工業(yè)增加值4145億元，第三產(chǎn)業(yè)增加值5188億元。總耕地2512萬畝，占全省51.8%；有效灌溉面積1333萬畝，占全省71.85%。

2 水資源及開發(fā)利用現(xiàn)狀

2.1 水資源量

2015年關(guān)中地區(qū)水資源總量為66.08億m3，其中地表水為51.05億m3，地下水為41.74億m3，地表水和地下水兩者的重復(fù)計算量為26.71億m3。水資源總量比2014年的53.25億m3，減少了0.93億m3，產(chǎn)水系數(shù)為0.19，產(chǎn)水模數(shù)為11.94萬m3/km2。詳見表1。

表1 2015年關(guān)中地區(qū)水資源量統(tǒng)計表

2.2 開發(fā)利用現(xiàn)狀

截至2015年底，關(guān)中地區(qū)已建成水庫414座，總庫容21.54億m3，興利庫容12.93億m3；其中大型水庫4座、中型水庫23座、小型水庫387座；引水工程1138處，設(shè)計年供水能力20.17億m3，其中寶雞峽、涇惠渠和洛惠渠三大引水工程，擔(dān)負(fù)著渭北500余萬畝農(nóng)田的灌溉任務(wù)[1]；提水工程5872處，其中交口抽渭、東雷抽黃和港口抽黃三大抽水工程擔(dān)負(fù)著關(guān)中東部280萬畝農(nóng)田灌溉任務(wù)；配套機(jī)電井約有12.40萬眼，設(shè)計年供水能力26.58億m3。已建成污水處理廠約50座，污水處理能力300萬t/d，中水處理規(guī)模80萬t/d。集雨工程42.5萬座，總?cè)莘e約 4190 萬 m3。

2.3 供水及用水現(xiàn)狀

2015年關(guān)中地區(qū)總供水量為54.18億m3，比2014年增加了0.93億m3，其中地表水供水量為26.81億m3，占總供水量的49.48%，地下水供水量為25.68億m3，占總供水量的47.39%，見表2。供水主要用于農(nóng)田灌溉、林牧漁畜、工業(yè)、城鎮(zhèn)公共、居民生活和生態(tài)環(huán)境用水等6方面，其中農(nóng)田灌溉用水26.12億m3，用水最多，其次為工業(yè)用水9.42億m3，居民生活用水8.91億m3。剩余的林牧漁畜、城鎮(zhèn)公共、生態(tài)環(huán)境用水合計9.73億m3，占總用水量的17.96%。

表2 2015年關(guān)中地區(qū)供水量統(tǒng)計表 單位:億m3

表3 關(guān)中地區(qū)2015年用水情況統(tǒng)計表 單位:億m3

3 節(jié)水潛力分析

關(guān)中地區(qū)所在渭河流域內(nèi)人口眾多、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)達(dá)，水資源開發(fā)利用程度高。根據(jù)陜西省水資源公報，關(guān)中地區(qū)各地市多年平均總用水量占關(guān)中地區(qū)水資源總量的70%，超過國際公認(rèn)的河流過度開發(fā)的預(yù)警線40%，由于長期過度開發(fā)利用水資源，產(chǎn)生了一系列的環(huán)境問題，制約著關(guān)中地區(qū)社會、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展[4]。為了解決關(guān)中地區(qū)的缺水的事實，國家、地方各級都規(guī)劃建設(shè)了一系列重大的水資源配置工程，如正在建設(shè)的引漢濟(jì)渭、已建成投入運行的引紅濟(jì)石、引湑濟(jì)黑、引乾濟(jì)石等調(diào)水工程，至2025年外調(diào)水可達(dá)16.9億m3，極大地緩解關(guān)中地區(qū)水資源短缺，但仍存在7.27億m3的用水缺口。根據(jù)習(xí)總書記“節(jié)水優(yōu)先、空間均衡、系統(tǒng)治理、兩手發(fā)力”的治水思路，關(guān)中地區(qū)各行各業(yè)節(jié)約用水顯得異常重要。由表3可知，關(guān)中地區(qū)的農(nóng)田灌溉用水，工業(yè)、城鎮(zhèn)公共和居民生活用水合計46.53億m3，占總用水量的85.86%。因此，對農(nóng)田灌溉、工業(yè)、城鎮(zhèn)公共和居民生活等方面的節(jié)水潛力進(jìn)行分析挖掘是關(guān)中地區(qū)節(jié)水的關(guān)鍵。

3.1 農(nóng)田灌溉節(jié)水潛力分析

農(nóng)田灌溉節(jié)水主要考慮灌溉水利用系數(shù)提高因素，農(nóng)業(yè)節(jié)水潛力計算公式如下:

其中:W1為農(nóng)業(yè)節(jié)水潛力，萬m3；Ai0為現(xiàn)狀水平年第i種作物的有效面積，萬畝；Qi0為現(xiàn)狀水平年第i種作物的凈灌溉需水定額，m3/畝；μ0為現(xiàn)狀水平年灌溉水利用系數(shù)；μt為規(guī)劃水平年灌溉水利用系數(shù)。

2015年關(guān)中地區(qū)農(nóng)田有效灌溉面積約1333萬畝，節(jié)水灌溉面積約1043萬畝，占有效灌溉面積的70%，高效節(jié)水面積約419萬畝，占有效灌溉面積的28%，灌溉水利用系數(shù)為0.592。根據(jù)《陜西省實行最嚴(yán)格水資源管理制度考核辦法》以及各市的水資源消耗量的要求，規(guī)劃2025年節(jié)灌率達(dá)到85%，高效節(jié)水灌溉面積達(dá)到592萬畝，平均灌溉水利用系數(shù)達(dá)到0.61。經(jīng)計算，2025年農(nóng)田灌溉可節(jié)水1.27億m3。

3.2 工業(yè)節(jié)水

工業(yè)節(jié)水潛力測算考慮工業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整優(yōu)化、節(jié)水技術(shù)改造、降低需水定額等條件下的綜合節(jié)水潛力，涵蓋了工程節(jié)水、工藝節(jié)水和管理節(jié)水，計算公式如下:

式中:W2為工業(yè)節(jié)水潛力，萬m3；Z0為現(xiàn)狀水平年工業(yè)增加值，億元；Q0為現(xiàn)狀水平年萬元工業(yè)增加值用水量，m3/萬元；Qt為規(guī)劃水平年萬元工業(yè)增加值用水量，m3/萬元。

經(jīng)調(diào)查，2015年關(guān)中地區(qū)工業(yè)用水重復(fù)利用率平均為77%，萬元工業(yè)增加值用水量平均為29.7 m3/萬元。根據(jù)陜西省最嚴(yán)格水資源管理制度要求和“十三五”節(jié)水型社會建設(shè)規(guī)劃要求，2025年關(guān)中地區(qū)萬元工業(yè)增加值用水量相比2015年降幅達(dá)到18%，萬元工業(yè)增加值用水定額控制在24 m3/萬元。經(jīng)計算工業(yè)用水年節(jié)水潛力2.14億m3。

3.3 城鎮(zhèn)生活節(jié)水

城鎮(zhèn)生活節(jié)水潛力測算主要考慮降低管網(wǎng)漏損率。管網(wǎng)漏損率降低帶來的節(jié)水潛力計算公式如下:

式中:W3為管網(wǎng)漏損率降低節(jié)水潛力，萬m3；W0為現(xiàn)狀水平年自來水廠供出的城鎮(zhèn)居民生活用水量，萬m3；η0為現(xiàn)狀水平年供水管網(wǎng)漏損率，%；ηt為規(guī)劃水平年供水管網(wǎng)漏損率，%。

根據(jù)關(guān)中地區(qū)相關(guān)資料以及相關(guān)縣城供水水廠的實際調(diào)查，關(guān)中地區(qū)現(xiàn)狀城市供水管網(wǎng)漏損率在8%～15%，平均12%。至規(guī)劃2025年，城鎮(zhèn)供水管網(wǎng)漏損率控制在10%以內(nèi)。經(jīng)計算，2025年城鎮(zhèn)居民生活節(jié)水潛力在1578萬m3。

3.4 城鎮(zhèn)公共用水節(jié)水

城鎮(zhèn)公共潛力節(jié)水主要為提高城市的污水處理回用率，以替代城鎮(zhèn)公共（如景觀、綠化、市政雜用等對水質(zhì)較低）用水的從自然環(huán)境的取水量，從而達(dá)到節(jié)水的目的。提高城市的污水處理回用率帶來的節(jié)水潛力計算公式如下:

式中:W4為城鎮(zhèn)公共用水節(jié)水潛力，萬m3；W污為現(xiàn)狀水平年工業(yè)增加值；η現(xiàn)為現(xiàn)狀污水處理廠再生水回用率；η規(guī)為規(guī)劃污水處理廠再生水回用率。

經(jīng)調(diào)查，2015年關(guān)中地區(qū)的污水排放量9.3億m3、污水處理廠再生水回用率15%。2020年關(guān)中、陜北的再生水回用率達(dá)到20%。假設(shè)2025年關(guān)中地區(qū)的污水排放量仍為9.3億m3，再生水回用率為20%，經(jīng)計算，2025年城鎮(zhèn)公共用水的節(jié)水潛力達(dá) 5400 萬 m3。

4 結(jié)論及建議

4.1 結(jié)論

由上述分析可看出，關(guān)中地區(qū)農(nóng)田灌溉用水，工業(yè)、城鎮(zhèn)公共和居民生活用水合計46.53億m3，占總用水量的85.86%。通過提高灌溉系數(shù)、工業(yè)用水的重復(fù)利用率和污水的再生水的利用率，降低城市管網(wǎng)漏損率，農(nóng)田灌溉、工業(yè)、城鎮(zhèn)公共、居民生活方面規(guī)劃年可實現(xiàn)節(jié)水4.11億m3，占規(guī)劃年（2025年）總?cè)彼康?7%，存在較大節(jié)水空間和節(jié)水潛力，其中農(nóng)業(yè)和工業(yè)節(jié)水潛力巨大（3.41億m3）。因此，節(jié)水工作對緩解關(guān)中地區(qū)水資源短缺的局面作用十分重要。

4.2 建議

關(guān)中地區(qū)是陜西省社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的引擎，發(fā)展的好與壞、快與慢直接影響著陜西和關(guān)—天經(jīng)濟(jì)帶的發(fā)展。為了有效解決關(guān)中地區(qū)的水資源短缺，以及由于水資源的過渡開發(fā)而引起的地下水嚴(yán)重超采、水污染防治形勢嚴(yán)峻、水生態(tài)環(huán)境嚴(yán)重惡化等一系列的環(huán)境問題，促進(jìn)關(guān)中地區(qū)社會經(jīng)濟(jì)和環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展，有以下幾點建議:

（1）實行最嚴(yán)格水資源管理制度。以“三條紅線”為準(zhǔn)繩嚴(yán)格執(zhí)法，嚴(yán)控地下水的開發(fā)利用。科學(xué)制定渭河流域的水資源調(diào)度方案，統(tǒng)一調(diào)度；并建立關(guān)中地區(qū)內(nèi)水利、環(huán)保、自然資源等行政管理部門的定期會商制度。

（2）大力推進(jìn)建設(shè)節(jié)水型社會。提高關(guān)中地區(qū)農(nóng)業(yè)灌溉系數(shù)、工業(yè)用水的重復(fù)利用率，進(jìn)一步降低城市管網(wǎng)漏損率、大力推廣節(jié)水型水龍頭、便器系統(tǒng)、淋浴設(shè)施。完善再生水利用設(shè)施，對城市綠化、道路清掃、生態(tài)景觀等領(lǐng)域優(yōu)先使用再生水，逐步提高再生水利用率。

（3）加快引漢濟(jì)渭工程建設(shè)進(jìn)度。引漢濟(jì)渭調(diào)水工程建設(shè)現(xiàn)已進(jìn)入高峰期，與其配套的輸配水工程尚未開工建設(shè)。需全省進(jìn)一步統(tǒng)一思想、全力推進(jìn)，確保引漢濟(jì)渭調(diào)水、輸配水工程同步建成，盡快發(fā)揮效益。