延安市節(jié)水潛力計(jì)算與評(píng)價(jià)分析

霍 磊，馬永勝，龍瑞昊，韓彩波

（陜西省水利電力勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院,陜西 西安 710001）

0 引言

水是事關(guān)國(guó)計(jì)民生的基礎(chǔ)性自然資源和戰(zhàn)略性經(jīng)濟(jì)資源,是生態(tài)環(huán)境的控制性要素。面對(duì)經(jīng)濟(jì)社會(huì)飛速發(fā)展的新發(fā)展階段,堅(jiān)持以水定城、以水定地、以水定人、以水定產(chǎn),把水資源作為最大的剛性約束[1]。因此,在供水受到約束而用水又呈增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)下,節(jié)水成為緩解區(qū)域水資源供需矛盾的有效途徑。特別是新時(shí)期“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,把節(jié)水放在系統(tǒng)治水的首要位置[2]。針對(duì)新發(fā)展形勢(shì),全社會(huì)應(yīng)大力發(fā)展節(jié)水產(chǎn)業(yè)和技術(shù),大力推進(jìn)農(nóng)業(yè)節(jié)水,實(shí)施全社會(huì)節(jié)水行動(dòng)建設(shè),堅(jiān)決抑制不合理用水。對(duì)于區(qū)域節(jié)水規(guī)劃與節(jié)水方案設(shè)計(jì),節(jié)水潛力計(jì)算與分析是其中最為核心內(nèi)容,并且作為關(guān)鍵環(huán)節(jié)統(tǒng)籌現(xiàn)狀用水水平與未來(lái)節(jié)水目標(biāo)[3]。通過(guò)各行業(yè)或部門節(jié)水潛力計(jì)算,確定可量化節(jié)水閾值,為確定區(qū)域節(jié)水上限,指導(dǎo)各行業(yè)節(jié)水措施與重點(diǎn)工程布置具有現(xiàn)實(shí)意義,還可為把握與調(diào)整區(qū)域水資源配置格局提供技術(shù)支撐。

1 區(qū)域概況

延安市位于黃河流域中部,是經(jīng)濟(jì)、生態(tài)、革命老區(qū),也是黃河流域生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展、革命老區(qū)振興等國(guó)家重大戰(zhàn)略的重要組成部分,能源資源富集、水資源稟賦不足,供需矛盾突出。延安市是資源型缺水、工程型缺水和水質(zhì)型缺水并存地區(qū),水資源開(kāi)發(fā)利用難度大和水資源短缺已成為全市水情主要特征,供用水矛盾極為突出,水資源承載能力較低。一方面,全市水資源自然稟賦條件較差,水資源總量13.35 億m3,人均水資源量約為590 m3,約為全省人均水資源量一半,全國(guó)人均水資源量的四分之一,是陜西省水資源極度匱乏地區(qū)之一。隨著全市經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和陜北能源高端化工基地建設(shè),水資源已成為制約經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的重要“瓶頸”。加大節(jié)水工作力度,將節(jié)水工作作為破解延安市水資源利用困境的重要手段,加快推進(jìn)全市節(jié)水型社會(huì)建設(shè),緩解延安革命老區(qū)水資源供需矛盾,對(duì)實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)高質(zhì)量可持續(xù)發(fā)展具有重大意義[4]。

2 計(jì)算方法

根據(jù)水利部節(jié)水型社會(huì)建設(shè)規(guī)劃編制導(dǎo)則[5],所確定的節(jié)水潛力計(jì)算主要?jiǎng)澐譃檗r(nóng)業(yè)節(jié)水、工業(yè)節(jié)水、城鎮(zhèn)節(jié)水三個(gè)主要行業(yè)。各行業(yè)相應(yīng)節(jié)水潛力計(jì)算公式如下。

2.1 農(nóng)業(yè)節(jié)水潛力

基于農(nóng)田實(shí)際灌溉面積,選用現(xiàn)狀年畝均灌溉用水量,通過(guò)相應(yīng)現(xiàn)狀及規(guī)劃年灌溉水利用系數(shù)折算綜合灌溉毛定額,進(jìn)而測(cè)算規(guī)劃水平年農(nóng)業(yè)節(jié)水潛力。農(nóng)業(yè)節(jié)水潛力計(jì)算公式：

式中：dwn是農(nóng)田灌溉節(jié)水潛力；Ao是實(shí)際灌溉面積；Qo是現(xiàn)狀年畝均灌溉用水量；ηo和ηt分別是現(xiàn)狀、規(guī)劃年農(nóng)業(yè)灌溉水利用系數(shù)。

2.2 工業(yè)節(jié)水潛力

基于現(xiàn)狀年工業(yè)增加值水平,采用規(guī)劃年及現(xiàn)狀年萬(wàn)元工業(yè)增加值用水量的差值,測(cè)算工業(yè)領(lǐng)域在規(guī)劃水平年的節(jié)水潛力。工業(yè)節(jié)水潛力計(jì)算公式：

式中：dwn是工業(yè)節(jié)水潛力；Zo是現(xiàn)狀年工業(yè)增加值；WZo和WZ1分別是現(xiàn)狀年和水平年萬(wàn)元工業(yè)增加值取水量,其中WZ1包含了工業(yè)內(nèi)部結(jié)構(gòu)調(diào)整的影響。

2.3 城鎮(zhèn)生活節(jié)水潛力

城鎮(zhèn)生活節(jié)水潛力主要由供水管網(wǎng)節(jié)水潛力和節(jié)水器具節(jié)水潛力組成。

（1）供水管網(wǎng)節(jié)水潛力

通過(guò)測(cè)算規(guī)劃年管網(wǎng)漏損率,計(jì)算規(guī)劃水平年和現(xiàn)狀年城鎮(zhèn)生活供水量差值,進(jìn)而測(cè)算延安市各縣區(qū)供水管網(wǎng)節(jié)水潛力。供水管網(wǎng)節(jié)水潛力計(jì)算公式：

式中：dwGW是供水管網(wǎng)節(jié)水潛力；wGWo是自來(lái)水廠的城鎮(zhèn)生活用水量；ηo、ηt分別是現(xiàn)狀年和規(guī)劃遠(yuǎn)期水平年供水管網(wǎng)漏失。

（2）節(jié)水器具節(jié)水潛力

基于現(xiàn)狀年城鎮(zhèn)人口,選取規(guī)劃年及現(xiàn)狀年節(jié)水器具普及率差值,匡算節(jié)水器具節(jié)水潛力。采用下式計(jì)算節(jié)水器具節(jié)水潛力：

式中：dwqj是器具節(jié)水潛力；R是城鎮(zhèn)人口；JZ是采用節(jié)水型器具和改變生活習(xí)慣的單位節(jié)水量（取28L/（d·人））；Pt和Po分別是現(xiàn)狀年和規(guī)劃年節(jié)水器具普及率。

3 實(shí)例研究

本次計(jì)算選取以2020 年和2025 年分別作為現(xiàn)狀年和規(guī)劃水平年。主要圍繞農(nóng)業(yè)節(jié)水增效、工業(yè)節(jié)水減排和城鎮(zhèn)節(jié)水降損等重點(diǎn)行業(yè)領(lǐng)域節(jié)約用水[6]。通過(guò)現(xiàn)狀用水水平分析與行業(yè)節(jié)水潛力測(cè)算,分析評(píng)價(jià)各行業(yè)節(jié)水潛力及合理確定延安市未來(lái)節(jié)水工作發(fā)展重點(diǎn)。

3.1 現(xiàn)狀用水水平

延安市現(xiàn)狀年2020 年總用水量為2.70 億m3,其中：農(nóng)業(yè)用水量較大為1.03 億m3,占總用水量的38%；其次為工業(yè)用水,用水量為0.77 億m3,占比28%；城鎮(zhèn)綜合用水量為0.55 億m3,占比為20%；農(nóng)村居民生活用水量為0.27 億m3,占比10%；河道外生態(tài)環(huán)境用水量較小為0.09 億m3,僅占總用水量的3%。

統(tǒng)計(jì)分析現(xiàn)狀年2020 年延安市各縣（區(qū)）用水量,結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 現(xiàn)狀年延安市各縣（區(qū)）用水量統(tǒng)計(jì)表 單位：萬(wàn)m3

為表明延安市現(xiàn)狀用水效率,選取延安市各區(qū)縣的用水指標(biāo)與陜北地區(qū)、陜西省對(duì)比,結(jié)果見(jiàn)表2。延安市萬(wàn)元GDP用水量為16.6 m3/萬(wàn)元,綜合用水水平高于陜北地區(qū)與全省平均水平,主要原因是以能源化工企業(yè)為主的延安市工業(yè)產(chǎn)業(yè)規(guī)模化程度高、工業(yè)生產(chǎn)用水水平較高；此外,農(nóng)業(yè)灌溉水利用系數(shù)為0.566,農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉效率雖低于全省平均水平,但仍高于陜北地區(qū)農(nóng)業(yè)用水水平,主要由于延安市高效節(jié)水推廣較早,高效節(jié)水灌溉相較于傳統(tǒng)灌溉面積占比較大,然而,實(shí)際畝均灌溉水量?jī)H為143.4 m3/畝,遠(yuǎn)低于全省及陜北地區(qū)水平,主要由于某些灌區(qū)作物灌溉不充分所致；城市供水中城市管網(wǎng)漏損以及節(jié)水器具普及率均高于陜北地區(qū)水平,由于近年來(lái)節(jié)水型社會(huì)建設(shè)不斷深入,市民節(jié)水意識(shí)增強(qiáng)、各類節(jié)水器具普及程度較高。

表2 現(xiàn)狀年延安市各縣（區(qū)）用水效率統(tǒng)計(jì)表

3.2 節(jié)水潛力測(cè)算

秉承水資源剛性約束原則,參照延安市水安全保障“十四五”規(guī)劃中所確定的不同行業(yè)規(guī)劃水平年用水目標(biāo),根據(jù)各行業(yè)節(jié)水潛力計(jì)算方法,統(tǒng)計(jì)分析延安市各縣（區(qū)）總節(jié)水潛力,結(jié)果見(jiàn)圖1。

圖1 延安市各縣（區(qū)）總節(jié)水潛力對(duì)比圖

由圖1可見(jiàn),延安市各縣（區(qū)）總節(jié)水潛力對(duì)比中富縣節(jié)水潛力最大為329 萬(wàn)m3,主要由于富縣農(nóng)業(yè)灌溉面積較大,且農(nóng)業(yè)用水于富縣生產(chǎn)、生活用水量中占比大,農(nóng)業(yè)節(jié)水產(chǎn)生的節(jié)水量更多；與之相反,黃龍縣節(jié)水潛力最低僅為10.8萬(wàn)m3,一方面,黃龍縣灌溉面積較少（不足一萬(wàn)畝）,農(nóng)業(yè)節(jié)水潛力低,另一方面,黃龍縣工業(yè)主要發(fā)展綠色太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè),相較于其他縣區(qū)工業(yè)用水水平較高,規(guī)劃水平年工業(yè)節(jié)水水平提高有限。

為確定各縣（區(qū)）節(jié)水方向,針對(duì)性地開(kāi)展節(jié)水工作,進(jìn)一步分析各縣（區(qū)）行業(yè)節(jié)水結(jié)構(gòu)。由此,繪制各縣（區(qū)）三大行業(yè)節(jié)水潛力結(jié)構(gòu)圖,見(jiàn)圖2。

圖2 延安市各縣（區(qū)）總節(jié)水潛力對(duì)比圖

由圖2可見(jiàn),延安市各縣（區(qū)）在農(nóng)業(yè)、工業(yè)、生活等行業(yè)的節(jié)水潛力結(jié)構(gòu)各有不同。首先,各縣（區(qū)）總體呈現(xiàn)出農(nóng)業(yè)潛力占比較大的特點(diǎn)；而各縣（區(qū)）社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平及產(chǎn)業(yè)組成有所差異,導(dǎo)致其工業(yè)與生活節(jié)水潛力差異較為明顯,例如,吳起、洛川縣工業(yè)節(jié)水潛力相較于生活節(jié)水潛力比重較大,特別是洛川縣工業(yè)節(jié)水潛力甚至超過(guò)農(nóng)業(yè)為潛力最大行業(yè)；與之相反,子長(zhǎng)、黃龍生活節(jié)水所占比例大,主要由于兩縣主要發(fā)展太陽(yáng)能等綠色低耗水產(chǎn)業(yè),工業(yè)用水水平高,工業(yè)節(jié)水潛力較低。

對(duì)比分析延安市三大行業(yè)節(jié)水潛力總量,其中,生活節(jié)水潛力為217.5 萬(wàn)m3、工業(yè)節(jié)水潛力為411.3 萬(wàn)m3、農(nóng)業(yè)節(jié)水潛力為1538.8 萬(wàn)m3,農(nóng)業(yè)節(jié)水潛力占比高達(dá)70.9%,其次分別為工業(yè)節(jié)水與生活節(jié)水,農(nóng)業(yè)節(jié)水應(yīng)定位為未來(lái)一個(gè)時(shí)期延安市節(jié)水工作的重點(diǎn)行業(yè)。

4 結(jié)論與建議

通過(guò)對(duì)延安市各縣（區(qū)）不同行業(yè)節(jié)水潛力與其結(jié)構(gòu)占比分析計(jì)算,延安市大部分縣（區(qū)）農(nóng)業(yè)節(jié)水潛力較大。對(duì)比分析延安市三大行業(yè)節(jié)水潛力,農(nóng)業(yè)節(jié)水占絕對(duì)主導(dǎo)地位,表明新時(shí)期農(nóng)業(yè)是延安節(jié)水重點(diǎn)行業(yè)。因此,作為我省黃河流域高質(zhì)量發(fā)展的重要城市,延安市應(yīng)主抓農(nóng)業(yè)節(jié)水,以農(nóng)業(yè)節(jié)水增效為突破,引領(lǐng)延安市節(jié)水工作推進(jìn),應(yīng)積極完善主要灌區(qū)節(jié)水改造、大力推廣高效節(jié)水灌溉模式、主動(dòng)調(diào)整高耗水作物種植結(jié)構(gòu)；與此同時(shí),工業(yè)節(jié)水減排、城鎮(zhèn)節(jié)水減損等也應(yīng)穩(wěn)步推進(jìn),逐步建立涉及各行業(yè)的全社會(huì)節(jié)水模式,面向水資源剛性約束的新發(fā)展階段,助力延安節(jié)水型城市建設(shè)。