基于系統(tǒng)動力學的烏魯木齊市水資源配置方案優(yōu)選

李 韌，聶春霞

(1.新疆維吾爾自治區(qū)發(fā)展與改革委員會，烏魯木齊 830002；2.新疆維吾爾自治區(qū)發(fā)展與改革委員會經濟研究院，烏魯木齊 830002)

新疆是我國典型的干旱區(qū)和半干旱區(qū)，降水稀少，蒸發(fā)強烈。烏魯木齊市是新疆首府城市，位于亞歐大陸腹地，地處北天山北坡。全市有烏魯木齊河、頭屯河、白楊河、阿拉溝、柴窩堡湖5個水系，有冰川融水、地表徑流和地下徑流等不同形態(tài)的水資源，降水是水資源的補給來源，降水的變化直接影響水資源的變化，但烏魯木齊市干旱少雨。全市年均地表徑流量為9.17 億m3，2016年，水資源量14.99 億m3，人均水資源量557.5 m3，占全疆人均水資源量的12.2%，相當于全國人均水資源量的23.7%，是我國30個嚴重缺水的城市之一；用水總量10.74 億m3，水資源利用率達到71.6%，超過了國際公認的40%的警戒線。烏魯木齊水資源先天不足，受人類活動和氣候變化的影響，重要水源一號冰川日益萎縮，面臨水資源匱乏的危機。加上地下水超采嚴重，引發(fā)了地下水位持續(xù)下降、濕地面積持續(xù)減少等生態(tài)問題。因此，預測未來烏魯木齊市水資源供需特點及變化趨勢，選擇科學的水資源配置方案，為解決水資源危機提供決策依據，顯得尤為迫切。

1 水資源配置研究方法概述

水資源配置研究方法有系統(tǒng)優(yōu)化法、模型模擬法、模擬與優(yōu)化相耦合法3類方法。趙勇、解建倉和馬斌考慮跨流域工程運行的需求、工程和水價成本等因素影響，運用系統(tǒng)仿真理論，提出南水北調水資源優(yōu)化配置方案[1]；陳曉宏、陳永勤和賴國友運用大系統(tǒng)分解協調原理，采用逐步寬容約束法及遞階分析法，建立自流域至供水行業(yè)的水資源優(yōu)化配置模型[2]；張平、趙勇和鄭垂勇運用線性規(guī)劃方法，設立水源供水次序系數、用戶用水公平系數等參數，建立南水北調工程東線區(qū)域的水資源優(yōu)化配置模型[3]；趙宇哲和武春友建立決策信息不確定條件下的流域初始水權De Novo規(guī)劃模型，利用系統(tǒng)結構方程，提出基于初始用水權和初始排污權的水資源優(yōu)化配置方案[4]；王福林和龐慶華構建基于“經濟—水資源—社會”復合系統(tǒng)的水資源優(yōu)化配置區(qū)間多目標非線性模型，采用免疫遺傳算法對該模型求解，提出了水資源優(yōu)化配置方案[5]。游進軍、甘泓和王浩等建立水資源系統(tǒng)節(jié)點圖，模擬水利工程的運行和水源對用戶的分配，以及天然與人工二元耦合關系下各類水源在網絡系統(tǒng)的運移轉化和相互作用，實現對系統(tǒng)水量運移轉化的透明化控制[6]；甘治國、蔣云鐘和魯帆等建立滿足北京市配置目標的水資源系統(tǒng)網絡概化圖，建立基于規(guī)則控制的水資源配置模擬模型[7]。賈仰文和王浩將分布式流域水文模型(WEP-L)和集總式水資源調配模型(WARM)相耦合，建立流域水資源二元演化模型，對黃河流域進行水資源全口徑層次化動態(tài)評價[8]；吳澤宇、張娜和黃會勇利用GIS軟件，建立長江流域水資源配置模擬模型，對擬定水資源配置方案進行模擬，選出最優(yōu)水資源配置方案[9]；宋丹丹、楊樹灘和常本春等建立流域降雨徑流模型、水動力學模型、水量調配模型以及水工程調度模型等子模型，提出基于水利工程調度的水資源優(yōu)化配置方案[10]；彭亮、何英和穆振俠設計各類需水方案、供水方案組合疊加形成水資源配置方案集，設置水資源安全評價指標體系，對克拉瑪依市水資源安全狀況進行評價，選出最優(yōu)水資源配置方案[11]。

水資源配置研究中，系統(tǒng)優(yōu)化法對較小系統(tǒng)可以得到滿意的結果，但水資源系統(tǒng)具有動態(tài)性和復雜性，優(yōu)化方法難以求解；雖然模擬模型通用性和適應性較強，但該模型數據需求量大，模型參數難以確定，使得模擬模型計算出的方案的目標針對性不強[12]；優(yōu)化與模擬相耦合法綜合了優(yōu)化模型和模擬模型的優(yōu)點，但模擬模型結果往往對于優(yōu)化模型不能形成最優(yōu)解，難以選出最優(yōu)水資源配置方案[13]。基于此，以烏魯木齊市為研究區(qū)，構建區(qū)域用水過程模型，設置水資源配置的低、中、高3種方案，對3種方案下烏魯木齊市2017-2040年用水量進行計算機仿真預測，分析多年平均、豐水年、偏豐水年、平水年、偏枯水年5種情景下的缺水情況，自3種方案選出較優(yōu)方案，使得水資源配置方案與實際更為接近。

2 烏魯木齊市需水量系統(tǒng)動力學模型構建

受人類因素影響，城市通常形成了復雜的“人-水”相互關聯、協同發(fā)展的復合系統(tǒng)，每個因素都可能影響整個系統(tǒng)安全[14]。通過對人類活動為主導的用水行為分析，理清經濟社會需水各要素之間相互作用關系，建立反映經濟社會需水系統(tǒng)流圖和基本方程。

2.1 系統(tǒng)流圖的設計

系統(tǒng)動力學于1956年由Forester 教授提出，該理論是從整體的觀點出發(fā)，將研究的對象看作是運動的系統(tǒng)，系統(tǒng)內部的狀態(tài)隨著時間發(fā)展變化，并對這一變化過程進行刻畫和分析[15]。本文運用系統(tǒng)動力學原理,采用Vensim PLE軟件建立區(qū)域需水預測模型。需水總量包括第一產業(yè)需水量、工業(yè)需水量、第三產業(yè)需水量、城鎮(zhèn)需水量、農村居民生活需水量和生態(tài)需水量6個方面。建立區(qū)域水資源配置系統(tǒng)動力學模型的重點是狀態(tài)變量、速率、輔助變量的選擇以及之間的關系。狀態(tài)變量是對輸入和輸出進行積累的變量，狀態(tài)變量方程中代表輸入和輸出的變量是速率，即在反饋系統(tǒng)中，幫助建立速率方程的變量[16]為速率。經過分析烏魯木齊市水資源與經濟社會發(fā)展狀況及其關系，設計出烏魯木齊市用水過程系統(tǒng)仿真預測因果反饋圖，見圖1。

2.2 因果反饋關系和變量之間的關系

(1)人口。從人口因果反饋關系圖(見圖2)看，人口自然增長率和總人口數決定著增加的人口，城鎮(zhèn)人口比重增加量決定著城鎮(zhèn)人口比重的大小，總人口和城鎮(zhèn)人口比重決定著城鎮(zhèn)人口和農村人口數。人口變量間的關系如下：

P總人口數=P總人口數初始值+P上一年總人口數L人口增長率

(1)

P城鎮(zhèn)人口數=P總人口數C城鎮(zhèn)人口比重

(2)

P農村人口數=P總人口數(1-C城鎮(zhèn)人口比重)

(3)

(2)第一產業(yè)需水。從第一產業(yè)需水因果反饋關系圖(見圖3)看，有效灌溉系數和耕地面積決定有效灌溉面積，其中，有效灌溉系數為狀態(tài)變量；有效灌溉面積和農田實灌每公頃平均用水量決定了種植業(yè)灌溉用水量，其中，農田實灌每公頃平均用水量為狀態(tài)變量；林地面積和有效林灌系數決定林業(yè)有效灌溉面積，其中，有效林灌系數為狀態(tài)變量；林業(yè)有效灌溉面積和林地灌溉定額決定林業(yè)用水量，其中，林地灌溉定額為狀態(tài)變量；種植業(yè)灌溉用水量和林地用水量共同決定了第一產業(yè)需水量，其關系如下：

M有效灌溉面積=M耕地面積X有效灌溉系數

(4)

X有效灌溉系數=X上一年有效灌溉系數+Δ有效灌溉系數增量

(5)

W種植業(yè)灌溉用水=M有效灌溉面積D農田實灌每公頃平均用水量

(6)

D農田實灌每公頃平均用水量=D上一年農田實灌每公頃平均用水測量-

Δ農田實灌每公頃平均用水減少量

(7)

M林業(yè)用效灌溉面積=M林地面積X有效林灌系數

(8)

X有效林灌系數=X上一年有效林灌系數+Δ有效林灌系數增量

(9)

W林業(yè)用水量=D林地灌溉定額M林業(yè)有效灌溉面積

(10)

D林地灌溉定額=D上一年林地灌溉定額-Δ林地灌溉定額減少量

(11)

圖1 烏魯木齊市用水過程系統(tǒng)仿真預測因果反饋圖Fig.1 Water process system simulation prediction causal feedback in Urumqi

圖2 人口因果反饋關系Fig.2 Population figure causal feedback relations

圖3 第一產業(yè)需水因果反饋關系Fig.3 First industry water demand figure causal feedback relations

(12)

(3)工業(yè)需水。從工業(yè)需水量因果反饋圖(見圖4)看，萬元工業(yè)增加值用水量和工業(yè)增加值決定工業(yè)需水量，其中：萬元工業(yè)增加值用水量為狀態(tài)變量；工業(yè)增加值由工業(yè)增加值初始值和工業(yè)增速決定。其關系如下：

W工業(yè)需水量=W萬元工業(yè)增加值用水量Z工業(yè)增加值

(13)

W萬元工業(yè)增加值用水量=W上一年萬元工業(yè)增加值用水量-Δ萬元工業(yè)增加值用水減少量

(14)

Z工業(yè)增加值=Z工業(yè)增加值初始值+Z上一年工業(yè)增加值L工業(yè)增速

(15)

圖4 工業(yè)需水因果反饋關系Fig.4 Causal feedback relations between industrial water demand

(4)城鎮(zhèn)需水量。從城鎮(zhèn)需水量因果反饋圖(見圖5)看，城鎮(zhèn)需水量由城鎮(zhèn)居民生活需水量、城鎮(zhèn)綠化需水量和城鎮(zhèn)公共需水量決定。城鎮(zhèn)居民生活用水量由城鎮(zhèn)居民生活用水定額和城鎮(zhèn)人口數決定，其中城鎮(zhèn)居民生活用水定額為狀態(tài)變量；城鎮(zhèn)公共用水量由城鎮(zhèn)公共用水定額和城鎮(zhèn)人口決定，其中城鎮(zhèn)公共用水定額為狀態(tài)變量；城鎮(zhèn)綠化需水量由城鎮(zhèn)人均綠地面積、城鎮(zhèn)綠化用水定額和城鎮(zhèn)人口決定，其中城鎮(zhèn)綠化用水定額為狀態(tài)變量，其關系如下：

W城鎮(zhèn)居民生活需水量=W城鎮(zhèn)居民生活用水定額P城鎮(zhèn)人口數

(16)

D城鎮(zhèn)居民用水定額=D上一年城鎮(zhèn)居民用水量定額-Δ城鎮(zhèn)居民用水定額減少量

(17)

W城鎮(zhèn)公共需水量=D城鎮(zhèn)公共用水定額P城鎮(zhèn)人口數

(18)

W城鎮(zhèn)綠化需水量=M城鎮(zhèn)人均綠地面積D城鎮(zhèn)綠化用水定額P城鎮(zhèn)人口數

(19)

D城鎮(zhèn)綠化用水定額=D上一年城鎮(zhèn)綠化用水量定額-Δ城鎮(zhèn)綠化用水定額減少量

(20)

W城鎮(zhèn)需水量=W城鎮(zhèn)居民生活需水量+W城鎮(zhèn)綠化需水量+W城鎮(zhèn)公共需水量

(21)

圖5 城鎮(zhèn)需水因果反饋關系Fig.5 Urban water demand figure causal feedback relations

(5)第三產業(yè)需水。從第三產業(yè)需水因果反饋圖(見圖6)看，第三產業(yè)需水量由2個狀態(tài)變量萬元第三產業(yè)增加值用水量和第三產業(yè)增加值決定，其中第三產業(yè)增加值由第三產業(yè)增加值初始值、上一年第三產業(yè)增加值和第三產業(yè)增速決定，其關系如下：

圖6 第三產業(yè)需水因果反饋關系Fig.6 Causal feedback of the third industry water demand diagram

(22)

W萬元第三產業(yè)增加值用水量=W上一年萬元第三產業(yè)增加值用水量-

Δ萬元第三產業(yè)增加值用水減少量

(23)

Z第三產業(yè)增加值=Z第三產業(yè)增加值初始值+Z上一年第三產業(yè)增加值L第三產業(yè)增速

(24)

(6)農村居民生活需水。從農村居民生活需水因果反饋圖(見圖7)看，農村居民生活需水量由農村人口數和農村居民用水定額決定，其中農村居民用水定額為狀態(tài)變量，其關系如下：

W農村居民生活需水量=P農村人口數D農村居民用水定額

(25)

D農村居民用水定額=D上一年農村居民用水定額-Δ農村居民用水定額減少量

(26)

圖7 農村居民生活需水因果反饋關系Fig.7 Causal feedback relations between rural residents living water demand

2.3 常量的設定

水資源利用的最新數據為2016年，常量均為烏魯木齊市的2016年的現狀值。其中人口、產業(yè)發(fā)展數據來源于2017年新疆統(tǒng)計年鑒，水資源利用數據來源于2016年新疆水資源公報及烏魯木齊市統(tǒng)計年鑒，狀態(tài)變量的速率參考了烏魯木齊市的“國民經濟和社會發(fā)展第十三個五年規(guī)劃綱要”。常量數量及狀態(tài)變量初始值見表1。

表1 常量數值及狀態(tài)變量初始值Tab.1 Constant values and state variable initial value

2.4 水資源配置方案的設定

依照節(jié)水強度由低到高，設置烏魯木齊市水資源配置低方案、水資源配置中方案和水資源配置高方案，3種方案的常量設置如下。

(1)水資源配置低方案。人口自然增長率、種植業(yè)增速、工業(yè)增速、第三產業(yè)增速和城鎮(zhèn)化率等指標保持2016年的值不變，農田實灌每公頃平均用水量、林地灌溉定額等用水指標均按照2016年的現狀值保持不變(見表1)，有效灌溉系數增量、農田實灌每公頃平均用水減少量等節(jié)水指標為零(見表2)。

(2)水資源配置中方案。提高有效灌溉系數，降低農田實灌每公頃平均用水量、林地灌溉定額等用水指標，適度降低人口增長率和第三產業(yè)發(fā)展速度，增加生態(tài)用水量(見表2)。

(3)水資源配置高方案。提高有效灌溉系數和有效林灌系數，進一步調減農田實灌每公頃平均定額、林灌定額、鎮(zhèn)居民生活用水等用水指標，降低第三產業(yè)增速和人口自然增長率，增加生態(tài)用水量(見表2)。

表2 烏魯木齊市3種節(jié)水方案的變量值Tab.2 Variable's value three schemes of Urumqi

3 計算機仿真結果分析

首先，根據烏魯木齊市用水過程系統(tǒng)流圖(見圖1)，運用Vensim PLE軟件，代入水資源配置低方案、中方案和高方案中常量和變量的設置值，進行計算機仿真預測，得到2017-2040年烏魯木齊市的需水總量、第一產業(yè)需水量、工業(yè)需水量、第三產業(yè)需水量、城鎮(zhèn)需水量、農村居民生活需水量、生態(tài)需水量的預測值。第二，根據2001-2016年烏魯木齊市水資源量，計算多年平均、豐水年、偏豐水年、平水年、偏枯水年5種情景下的水資源量分別為10.88、13.88、13.37、9.74、9.24 億m3。最后，計算剩余水量，用5種情景下的水資源量減去3種方案預測的用水總量，得出3種方案下的剩余水量，見表3。

表3 3種方案下烏魯木齊市用水總量預測及缺水量(2017-2040) 億m3

注：表中負值表示水資源量小于用水總量，即指缺水量。

3.1 水資源配置低方案

若按照水資源配置低方案，烏魯木齊市的需水總量將增加較快，由2017年的10.75 億m3增加到2040年的11.56 億m3，23 a增加0.81 億m3。其中，產業(yè)用水量占比超過50%，由2017年的6.11 億m3增加到2040年的6.15 億m3，增加0.04 億m3；城鎮(zhèn)需水量、農村居民生活需水量增加最明顯，由2017年的3.65 億m3增加到2040年的4.39 億m3，增加0.74 億m3；生態(tài)需水量由2017年的0.991 億m3增加到2040年的1.014 億m3，增加0.023 億m3。

在多年平均的情景下，2017年的剩余水量0.16 億m3，隨著需水量的增加，2040年缺水量達到0.63 億m3，若仍按照2016年烏魯木齊市提、調水量0.62 億m3，中水用水量0.30 億m3，水資源量能夠保障經濟社會用水；在豐水年，2017年的剩余水量3.16 億m3，2040年剩余水量為2.26 億m3，該情景下，不實施提、調水工程，水資源量能夠保障經濟社會用水；在偏豐水年，2017年的剩余水量2.65 億m3，2040年剩余水量為1.85 億m3，該情景下，也不用實施提、調水工程，水資源量能夠保障經濟社會用水；在平水年，2017年的缺水量0.98 億m3，2040年缺水量達到1.78 億m3，該情景下，若仍按照2016年烏魯木齊市實施提、調水和使用中水共0.92 億m3，水資源量仍無法保障經濟社會用水；在偏枯水年，2017年的缺水量1.48 億m3，2040年缺水量達到2.28 億m3，該情景下，若仍按照2016年烏魯木齊市提、調水和使用中水0.92 億m3，水資源量很難保障經濟社會用水。

實施水資源配置低方案，在豐水年和偏豐水年，不用實施提、調水工程，也不使用中水情況下，水資源量能夠充分保障經濟社會用水；在多年平均情景下，實施提、調水工程，并使用中水，水資源量能夠保障經濟社會用水；但在平水年和偏枯水年情況下，即使實施提、調水工程，并使用中水，水資源量也難以保障經濟社會用水。因此，水資源配置低方案不可行。

3.2 水資源配置中方案

若按照水資源配置中方案，烏魯木齊市需水總量將不斷減少，由2017年的10.71 億m3減少到2040年的10.47 億m3，減少0.24 億m3。其中，產業(yè)用水量由2017年的6.08 億m3減少到2040年的5.43 億m3，減少0.65 億m3；城鎮(zhèn)需水量和農村居民生活需水量不斷增加，由2017年的3.64 億m3增加到2040年的4.0 億m3，增加0.36 億m3；生態(tài)需水量由2017年的0.992 億m3增加到2040年的1.038 億m3，增加0.046 億m3。

在多年平均的情景下，2017年的剩余水量0.17 億m3，到2040年剩余水量將達到0.42 億m3，不實施提、調水工程，水資源量能夠保障經濟社會用水；在豐水年，2017年的剩余水量3.17 億m3，2040年剩余水量為3.41 億m3，不實施提、調水工程，水資源量能夠充足保障經濟社會用水；在偏豐水年，2017年的剩余水量2.66 億m3，2040年剩余水量為2.90 億m3，不用實施提、調水工程，水資源量能夠保障經濟社會用水；在平水年，2017年的缺水量0.97 億m3，2040年缺水量下降到0.73 億m3，若仍按照2016年烏魯木齊市實施提、調水工程，并使用中水合計0.92 億m3，水資源能夠保障經濟社會用水；在偏枯水年，2017年的缺水量1.47 億m3，2040年缺水量下降到1.23 億m3，若仍按照2016年烏魯木齊市實施提、調水工程，并使用中水合計0.92 億m3，水資源量難以保障經濟社會用水。

實施水資源配置中方案，在多年平均、豐水年和偏豐水年情景下，在不實施提、調水工程，也不使用中水情況下，水資源量能夠保障經濟社會用水；若遇平水年，實施提、調水工程，并使用中水，水資源量勉強保障經濟社會用水；但遇偏枯水年，實施提、調水工程，并使用中水，水資源量很難保障經濟社會用水。因此，水資源配置中方案也不可行。

3.3 水資源配置高方案

若按照水資源配置高方案，烏魯木齊市的需水總量下降較快，由2017年的10.66 億m3減少到2040年的9.12 億m3，減少1.54 億m3。其中，產業(yè)需水量由2017年的6.05 億m3減少到2040年的4.57 億m3，減少1.48 億m3；城鎮(zhèn)需水量、農村居民生活需水量減少，由2017年的3.62 億m3減少到2040年的3.49 億m3，減少0.13 億m3；生態(tài)需水量由2017年的0.993 億m3增加到2040年的1.062 億m3，增加0.069 億m3。

在多年平均的情景下，2017年的剩余水量0.22 億m3，到2040年剩余水量將達到1.69 億m3，不實施提、調水工程，水資源量能夠保障經濟社會用水；在豐水年，2017年的剩余水量7.83 億m3，2040年剩余水量為9.33 億m3，不實施提、調水工程，水資源量能夠充足保障經濟社會用水；在偏豐水年，2017年的剩余水量2.71 億m3，2040年剩余水量為4.25 億m3，該情景下，不用實施提、調水工程，水資源量能夠保障經濟社會用水；在平水年，2017年的缺水量0.92 億m3，2040年剩余水量達到0.62 億m3，該情景下，若仍按照2016年烏魯木齊市提、調水，并使用中水合計0.92 億m3，水資源量能夠保障經濟社會用水；在偏枯水年，雖然2017年的缺水量1.42 億m3，但到2040年剩余水量為0.12 億m3，該情景下，若在2017-2025年加大提、調水力度，增加中水用水量到1.42 億m3，節(jié)約利用水資源，能夠保障經濟社會用水，到2040年，水資源能夠保障經濟社會用水。

實施水資源配置高方案，在多年平均、豐水年和偏豐水年情景下，不實施提、調水工程，也不使用中水，水資源量能夠保障經濟社會用水；在平水年，實施提、調水工程，并使用中水，水資源量能夠保障經濟社會用水；偏枯水年情景下，必須加大提、調水工程和中水用水，水資源量才能夠保障經濟社會用水。因此，水資源配置高方案是較優(yōu)方案。

4 討論及結論

4.1 討 論

(1)利用系統(tǒng)動力學理論，構建烏魯木齊市經濟社會用水過程預測模型，并設置水資源配置低、中、高方案，對烏魯木齊市2017-2040年的需水量進行計算機仿真預測分析，進一步分別測算多年平均、豐水年、偏豐水年、平水年和偏枯水年情景下，水資源配置低、中、高3種方案的缺水量，根據缺水情況，選擇出較優(yōu)方案。與其他同類研究相比，得出的結論更為接近實際。

(2)模型變量的設置還有待完善。受數據資料缺乏的限制沒有將農村牲畜養(yǎng)殖用水、漁業(yè)養(yǎng)殖用水、回用水等納入模型；同時，模型預測的時間過長，應分段設計速率預測將更符合實際情況。

4.2 結 論

未來23 a，烏魯木齊市將面臨較嚴重的缺水問題，通過比較分析水資源配置低、中、高3種方案，得出以下結論。

(1)水資源配置低方案不可持續(xù)。即保持2016年人口和產業(yè)發(fā)展速度，以及產業(yè)用水、城鎮(zhèn)用水、農村居民生活用水等用水指標，適度增加生態(tài)用水量。2017-2040年烏魯木齊市產業(yè)、城鎮(zhèn)、農村居民生活和生態(tài)用水將呈增加態(tài)勢，需水總量由10.75 億m3增加到11.56 億m3。在多年平均情景下，通過實施提、調水工程并使用中水共增加0.92 億m3水量，水資源量能夠保障經濟社會用水；在豐水年和偏豐水年時，水資源量能夠充分保障經濟社會用水；但若遇到平水年和偏枯水年份，即使實施提、調水工程，并使用中水共增加0.92 億m3水量，2040年缺水量分別為0.86 億m3、1.36 億m3，難以保障經濟社會用水。

(2)水資源配置中方案也不可行。即適當提高水資源利用效率，降低人口和產業(yè)發(fā)展速度，進一步增加生態(tài)用水量。2017-2040年烏魯木齊市的需水總量由10.71 億m3減少到10.47 億m3。其中，產業(yè)需水量呈減少趨勢，城鎮(zhèn)需水量、農村居民生活需水量、生態(tài)需水量呈增加趨勢。在多年平均、豐水年和偏豐水年情況下，不用實施提、調水工程，也不使用中水情況下，水資源量能夠保障經濟社會用水；遇平水年，實施提、調水工程，并使用中水共0.92 億m3，2017年缺水量為0.05 億m3，到2040年剩余水量0.19 億m3，水資源量勉強保障經濟社會用水；遇偏枯水年，實施提、調水工程，并使用中水共0.92 億m3，雖然缺水量由2017年的0.55 億m3下降到2040年的0.31 億m3，但是水資源量仍難以保障經濟社會用水。

(3)水資源配置高方案是較優(yōu)方案，但遇偏枯水年，需要加大提調水和使用中水力度，水資源才能保障經濟社會用水。即加大節(jié)水力度，提高水資源利用效率，降低人口和產業(yè)發(fā)展速度，進一步增加生態(tài)用水量。2017-2040年烏魯木齊市的需水總量由10.66 億m3減少到9.12 億m3，其中，產業(yè)需水量、城鎮(zhèn)需水量、農村居民生活需水量減少，生態(tài)需水量呈增加趨勢。在多年平均、豐水年和偏豐水年情況下，不用實施提、調水工程，也不使用中水情況下，水資源量能夠保障經濟社會用水。遇平水年，實施提、調水工程，并使用中水，水資源量能夠保障經濟社會用水；遇偏枯水年，實施提、調水工程，并使用中水，2017年的缺水量0.5 億m3，之后缺水量逐年減少，到2040年剩余水量達到1.04 億m3。其中：2017-2025年需要加大提、調水和使用中水力度，水資源才能保障經濟社會用水；2026-2040年，提、調水和使用中水共0.92 億m3，水資源能夠保障經濟社會用水。

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