淺析工業園區需水量預測方法

陳永娟

（甘肅省張掖市甘蘭水利水電建筑設計院，甘肅 張掖 734000）

1 概述

高臺縣位于河西走廊中部，是我國西北嚴重缺水地區之一。隨著經濟社會的快速發展和城市化水平的不斷提高，水資源供需矛盾日趨加劇，缺水已成為該縣經濟社會可持續發展的“瓶頸”。高臺縣南華工業園位于高臺縣南華鎮鎮區東南，規劃面積34 km2，目前園區已入駐中化高臺番茄制品有限責任公司等53戶企業，形成了以農副產品加工、裝備制造、化工等為主的產業體系。2015年園區實現工業總產值9.97億元，工業增加值4.27億元，現狀園區工業用水為地下水，用水量240萬m3，萬元工業增加值用水量56.2 m3。隨著高臺縣工業化的快速發展，工業需水量越來越大，工業供水水源日趨緊張，工業需水量預測對實現區域水資源的可持續利用和經濟社會的可持續發展具有重要意義。

2 工業需水量預測方法

工業需水量預測方法主要有趨勢預測法、灰色預測法、分塊預測法、相關法、單位面積指標法、定額法、用水重復利用率提高法等，這些方法各具特色，各有一定使用條件，趨勢法與相關法適用于具有一定工業基礎的城市或具有一定基礎的行業，分塊預測法適用于需水量有突變或工業用水組成極不均衡的情形[1]。根據高臺縣工業發展情況，本文主要采用單位面積指標法、定額法和用水重復利用率提高法預測高臺縣南華工業園區規劃年（2025年）工業需水量。

2.1 單位面積指標法

現行國家標準根據工業污染程度劃分工業用地類別，并在《城市給水工程規劃規范》（GB 50282-2016）中制訂了單位工業用地用水量指標，根據不同性質單位用地水量指標估算規劃區工業用水量[2]。計算公式如下：

式中：W為工業年用水量，萬 m3/a；Q為最高日用水量，m3/d；Fi不同用地類型面積，km2；qi不同用地類型用水量指標，萬 m3/(km2·d)；k為日變化系數，取 1.5。

南華工業園區建設用地33.08 km2，其中公共管理與公共服務用地0.03 km2、商業服務業設施用地0.702 km2、二類工業用地10.92 km2、三類工業用地9.55 km2、物流倉儲用地2.71 km2、交通設施用地5.42 km2、公用設施用地0.45 km2、綠地及廣場用地3.28 km2。根據不同類別用地面積和單位面積用水量指標計算得園區最高日用水量為8.57萬m3/d，年用水量2086萬m3。成果見表1。

表1 工業園區單位面積指標法工業需水量計算成果表

2.2 定額法

本文工業需水定額采用單位工業產品用水量指標。根據工業發展目標，確定未來水平年各工業產品年產量，充分考慮行業生產工藝、節水、技術改造、污水回用等情況，類比同行業先進水平，預測單位產品需水定額，進而確定園區工業需水量[3]。

計算公式如下：

式中：W為工業需水量，萬m3；Qi為第i種工業產品規模，t；Pi為第i種工業產品單位用水量，m3/t。

根據《甘肅高臺工業園區發展規劃（2015-2020）》，南華工業園區規劃工業企業包含煤制氣循環經濟項目、特色農畜產品精深加工循環項目以及建筑建材循環項目三大類，按照企業規模和相應產品取水定額計算得園區2025年工業用水量為425萬m3，成果見表2。

表2 工業園區定額法工業需水量計算成果表

2.3 重復利用率提高法

一般情況下，區域工業結構不發生根本變化時，萬元工業增加值用水主要取決于重復利用率[1]。采用重復利用率提高法計算工業需水量公式如下：

式中：Q2為預測年萬元工業增加值用水量，m3/萬元；Q1為現狀年萬元工業增加值用水量，m3/萬元；k為綜合影響因子（包括科技進步、產品結構等因素）[4]，一般取值在0.01～0.05；n為預測年數；m2為預測年工業用水重復利用率，%；m1為現狀年工業用水重復利用率，%；W為預測年工業需水量，萬m3；IVA為預測年工業增加值，億元。

現狀年南華工業園區萬元工業增加值用水量56.2 m3，工業用水重復利用率90.3%。根據《甘肅高臺工業園區發展規劃（2015-2020）》，園區規劃水平年工業用水重復利用率為93%，計算得園區規劃年萬元工業增加值用水量為30 m3，與最嚴格水資源管理31 m3的紅線指標基本一致。根據高臺縣工業發展規劃，工業增加值增長率為12%，預測規劃年園區工業增加值為13.26億元，據此計算得園區2025年工業用水量為397萬m3。

3 成果分析

經比較分析，單位面積指標法預測成果偏大，定額法和重復利用率提高法預測成果基本接近。各方法預測園區工業需水量成果對照情況見表3。

表3 各方法預測園區工業需水量成果對照表

工業用水與城市性質、工業化歷程、產業規模、產業結構、工藝技術水平和節水措施等因素密切相關，工業用地用水量隨著主體工業生產規模、技術先進程度的不同差別很大，《城市給水工程規劃規范》制訂的單位工業用地用水量為全國通用性指標，覆蓋范圍大，不同城市該指標指導性不同，特別是對于工業園區，現行指標明顯偏大，導致預測的工業園區用水量偏大。

定額法以單位工業產品用水量為定額指標，考慮了行業和產品規模、生產工藝和生產設備、用水管理水平以及水資源條件等影響因素，產品產量通過對各工業企業逐一統計得到，用水定額通過分析現狀用水、行業先進水平等綜合確定，很好地反映了工業布局的區域和行業特性，結果可靠性較高[3]。

重復利用率提高法基于區域工業結構基本不變的情形，考慮了生產設備更新、工藝流程改進等因素，增加修正系數，預測比較合理。南華工業園區工業結構趨于穩定，萬元增加值用水主要取決于重復利用率，故重復利用率提高法成果也合理。

4 結論

（1）本文通過三種方法預測高臺縣南華工業園區工業需水量，經比較分析選取定額法預測成果，即2025年南華工業園區工業用水量為425萬m3。

（2）單位面積指標法一般在城市總體規劃時不確定因素較多、基礎數據不充分、工業產品工藝流程、生產規模、技術水平、水的重復利用率等未知的情形下，粗略預估區域工業需水量，具有簡便高效快捷的優點，但由于考慮因素較少，預估成果一般偏大，可靠性不高。

（3）定額法較好地考慮了區域工業布局、用水現狀及先進水平，具有較好的統計基礎，并充分反應不同行業的差別，可靠性較高，主要適用于產品產量明確的工業園區用水量預測。

（4）重復利用率提高法適用于區域工業結構基本不變的情形，考慮了單位用水量與用水重復利用率兩者的內在聯系，加入了生產設備更新、工藝流程改進等產生的修正系數，預測成果也比較合理。