汾河流域城鎮化用水保障程度評價

姜曉麗+楊偉

摘要：水資源是保障城市可持續發展的重要因素之一。文章以汾河流域城市為例，對流域內城市用水量變化特征、用水量與城鎮化的相關關系進行研究，并對城鎮化發展的用水保障程度進行預測，結果發現，未來汾河流域用水缺口將不斷增大，成為限制城鎮化可持續發展的重要因素。

Abstract： Water is one of the important factors of city sustainable development. Based on Fenhe Valley as an example， dynamic characteristics of water consumption and the correlation between water and urbanization are studied， and the guarantee extent of water is predicted for urbanization. The result shows that the water shortage will continue to increase which may affect the sustainable development in Fenhe Valley.

關鍵詞：用水量；相關關系；保障程度；汾河流域

Key words： water consumption；correlativity；guarantee extent；Fenhe Valley

中圖分類號：TV211.1 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2017）17-0231-03

0 引言

水資源是保障城市可持續發展的重要因素之一，研究水資源保障能力對促進區域經濟社會可持續發展及水資源保護有重要意義[1]。當前學術界對于水資源的研究主要集中于用水安全[2]、水資源承載力[3]、水資源合理配置[4]以及水資源可持續利用[5]等方面。本文以山西省內重要的城鎮集中區——汾河流域為案例，對其城鎮化發展的用水保障程度進行評價，為促進流域城鎮可持續發展提供支撐。

1 汾河流域城市用水量變化特征

1.1 城市總用水量波動發展

研究時段內，汾河流域城市總用水量呈現波動發展的態勢，整體來說，可以大致分為兩個階段，即1999年～2003年的用水量波動下降階段和2003年～2011年的用水量穩步回升階段。城市用水量的最高峰出現在2000年，隨后逐年下降，到了2003年，下降到最低值，這主要是因為城市節水力度不斷加大，導致城市用水總量下降；2003年以后，城市用水總量穩步回升，到了2011年，城市用水總量達到43584萬m3，這主要是受生活用水量和生產用水量增長的共同影響。

1.2 城市人均綜合用水量平穩發展

1999年～2011年，汾河流域城市人均日綜合用水量大致分為兩個階段：分別是顯著下降和平穩發展階段。1999～2001年為顯著下降階段，這主要是由于采用的人口統計口徑出現變化，1999年與2000年采用的是非農業人口作為統計口徑，導致1999年、2000年兩年的城市人均日綜合用水量明顯高于2001年以后的研究時段。2001～2011年城市人均日綜合用水量呈現平穩發展的特征，基本上都集中在220-230L/（人·d）之間。

1.3 城市用水主體轉變

研究時段內，汾河流域城市用水結構呈現由以生活用水為主體向以生產用水為主體轉變。2009年及以前，汾河流域生活用水量呈現高于生產用水量的特征，其間雖然二者均呈現波動性變化，但生活用水量一直高于生產用水量。自2010年開始，汾河流域生產用水量不斷提升，明顯超過流域生活用水量，在近十幾年的發展中首次成為影響區域綜合用水總量變化的最主要因素。城市生產用水量的快速提升與流域經濟的加速發展密不可分。

2 城市用水量與城鎮化水平相關關系分析

2.1 城市用水量與城鎮化水平的相關關系分析

綜合考慮汾河流域城鎮化水平與城市用水量之間的關系，對其進行回歸分析，做出城市用水量與城鎮化水平的散點圖進行曲線擬合（圖2）。其三次擬合曲線變化規律為：當城鎮化率在50%左右時，城市用水量較高；在快速城鎮化階段，節水措施和力度不斷加大，城市用水量有所下降；當城鎮化水平達到較高水平時又帶動了城市用水量的提升。

城鎮化水平的提高必然伴隨著經濟的不斷增長、人口規模的不斷擴大，而提供必需的城市用水量是保障城市發展、城鎮化進程的前提。定量計算每提高1%的城鎮化率，需要提供的城市用水量，對于保障城鎮化進程的推進具有一定的指導意義。采用2001～2011年為研究時段，城鎮化率每提高1%，需要增加的城市用水量。經過計算，汾河流域城鎮化水平每提高1%需要新增用水量3.99億m3。

2.2 城市人均用水量與城鎮化水平的相關關系

采用回歸方法模擬汾河流域城鎮化水平與城市人均綜合用水量之間的關系（圖3）。在城鎮化水平較低時，即城鎮化率在50%～55%之間，城市人均綜合用水量相對較高，隨后在城鎮化水平維持在70%左右時，城市人均綜合用水量相對穩定。整體來說，汾河流域人均綜合用水量基本上呈現高位穩定、快速下降和低位穩定三個階段。

2.3 城市生活用水量與城鎮化水平的相關關系

采用回歸方法分析城鎮化水平和城市生活用水量數據（圖4）。隨著城市水平的提高，城市用水量的實際增加量與模擬曲線略有偏差。大致可以分為三個階段：當城鎮化水平小于約74%時，城市生活用水量隨城鎮化水平提高的增長較慢；城鎮化水平在74%～76%時，城市生活用水量隨城鎮化水平提高增長較快；城鎮化水平高于76%時，城市生活用水量隨著城鎮化水平的提高增長又趨于緩慢。這是由于早期城鎮化水平較低時，城市經濟基礎較為薄弱，人民生活水平較低，所以城市用水量增加不大；隨著城鎮化水平的不斷提高，城市經濟有所發展，人民的生活水平也隨之提高，就導致城市生活用水量增長較快；當城鎮化水平達到較高程度，城市節水力度不斷加大，節水政策也較為完善，同時人民的節水意識也不斷提升造成城市生活用水量的增長逐漸放緩。未來汾河流域城市生活用水量會隨著城鎮化水平的提高緩慢上升。

2.4 城市生產用水量與城鎮化水平的相關關系

采用回歸方法分析汾河流域城鎮化水平與生產用水量數據（圖5），該三次曲線模型擬合相對較好，擬合曲線變化規律為：城鎮化水平低于76%時，城市生產用水量緩慢下降的趨勢；城鎮化水平高于76%之后，城市生產用水量呈現明顯上升趨勢。實際情況是：城鎮化水平在70%～76%之間時，城市生產用水量呈現波動變化的特征，但整體呈現略微下降的態勢；城鎮化水平高于76%之后，城市生產用水量大幅度提升，與擬合曲線的總體趨勢相符。

3 城市用水保障程度預測

3.1 城市綜合用水量預測

對于汾河流域城市用水量的預測依據城市用水人口規模的發展變化和單位人均綜合用水量指標，預測未來流域范圍內城市用水的總需求量。流域內城市用水人口規模呈現穩定增長的態勢；依據汾河流域城市人均綜合用水量指標，因其具有良好的穩定性，發展變化的趨勢也比較顯著，可以用于未來人均綜合用水量預測，同時城市人均綜合用水量參照全國城市人均綜合用水量指標[6]。參照國家有關的政策法規及規范標準，根據汾河流域1999～2011年城市總用水量和人均綜合用水量的變化，預測汾河流域2020年、2030年的城市用水總量（表1）。

根據汾河流域1999～2011年城市實際人均綜合用水量指標的變化特征，預測城市綜合用水量需求時，以2011年為基準年，城市人均綜合需水量90.30m3/a為基準，按照發展趨勢確定定額指標，在預測期內逐漸降低，預測2020年、2030年人均綜合用水量分別是94.03m3/a和90.53m3/a，城市總用水量預測值分別是4.59億m3和4.85億m3。

3.2 未來汾河流域城市用水量保障程度分析

根據研究時段內汾河流域用水量指標的變化預測汾河流域2020年、2030年的城市發展需水量。未來一段時間，城市綜合需水量、城市生產需水量有明顯提升，城市生活需水量則呈現下降的態勢，符合流域產業加速發展和節水設施不斷完善的現實特征。

未來汾河流域城市用水保障程度逐步降低。汾河流域城市多年平均水資源總量為7.24億m3。根據山西省多年平均水資源數據估算，山西省多年平均水資源可利用量約占多年平均水資源總量的67.7%[7]，為4.90億m3。

由上述預測可知，汾河流域城市綜合需水量呈現比較明顯的上升態勢，到2020年，城市需水量將達到4.59億m3，到2030年將達到4.85億m3，若從供需平衡的角度來看，汾河流域城市多年可利用水資源量基本上可以滿足流域內城市生產、生活的要求，但如果包括15%的生態用水需求，到2020年，城市需水量將達到5.28億m3，2030年將達到5.58億m3，屆時，汾河流域城市發展的用水缺口將分別達到0.38億m3和0.68億m3。用水缺口的不斷增大必將影響汾河流域城市的可持續發展。

4 結論

本文以汾河流域為例，研究水資源對流域城鎮化發展的保障程度。研究時段內，流域城市綜合用水量波動發展，而人均用水量則較為穩定，用水結構從以生活用水為主逐漸轉變為以生產用水為主。城市用水量與城鎮化水平存在較為明顯的相關關系，據此，對未來汾河流域城鎮發展用水量進行預測，并對流域城鎮發展的用水保障程度進行分析，未來汾河流域用水缺口將不斷增大，將成為限制城鎮化可持續發展的重要因素。

參考文獻：

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