麗江市古城區水資源供需分析

牛明慧，程 龍，2，茍耀峰，盧錕明，張高鋒

(1. 中國電建集團西北勘測設計研究院有限公司，西安 710065;2. 黃河流域生態保護和高質量發展研究中心，西安 710065)

0 前 言

水資源是區域社會經濟發展不可或缺的重要資源，也是可持續發展的戰略資源[1]。隨著人類活動影響和社會經濟不斷發展，城鄉生活、工業、建筑業、生態環境、農業等用水迅速增加，水資源供需矛盾更加突出，水資源短缺成為社會經濟可持續發展的制約因素[2-4]。水資源需求預測、可供水量復核、供需分析等研究變得尤為重要，可為地區科學合理的制定水資源配置方案提供有力支撐，對實現水資源可持續開發利用具有重要戰略意義[5-7]。

古城區位于云南省麗江市中部，境內山巒疊嶂，群峰簇聚，地勢西北高、東南低。區域內水資源以地表水為主，主要由河流及降水補給，年內年際分布不均，且水資源調配能力薄弱，旱澇災害頻發。此外，區域內水資源利用效率不高，加劇了水資源供需矛盾。本文對古城區水資源開發利用現狀進行分析，并結合未來經濟社會發展要求，進行水資源供需預測及平衡分析，以期為古城區未來水資源綜合開發利用保護和水源合理配置提供科學依據。

1 研究區概況

古城區地理位置介于東經100°10′～0°28′，北緯26°35′～27°10′之間，總面積1 255.4 km2[8]。地處滇西橫斷山縱谷區東北部，海拔在2 360.00～3 000.00 m，屬低緯度高原季風氣候區，年平均氣溫12.6 ℃，年降水量750～1 200 mm，5—10月為雨季，降水量占全年的94%，11月至次年4月為旱季，降水量占全年的6%。2019年末，常住人口22.18萬人，其中城鎮人口17.78萬，農村人口4.4萬，城鎮化率80.14%；旅游人口3 515.2萬人次；地區生產總值172.5億元，其中第三產業127.8億元，是當地的支柱產業；耕地面積7 760 hm2，以旱地為主，有效灌溉面積4 267 hm2，主要種植作物為玉米、小麥、烤煙、豆類、蔬菜等。古城區北靠玉龍雪山，境內有世界文化遺產麗江古城等世界知名景點，旅游業較發達，是麗江市政治、經濟、文化交流中心。

2 古城區水資源及其開發利用現狀

古城區多年平均水資源量5.59億m3，其中地下水資源量約1.60億m3，產水系數0.38，產水模數41.72萬m3/(km2·a)。按2019年人口計算，人均占有水量2 520 m3/人，低于全國平均值，僅為麗江市人均水資源量的42%。

截至2019年底，古城區已建1座中型水庫，即團山水庫；2座小(1)型水庫，即清溪水庫和中濟水庫；7座小(2)型水庫，2 524個小塘壩或小水窖，此外還有28處引水工程、33處提水工程。水利工程設計供水能力12 551萬m3，其中蓄水工程2 112萬m3，占16.8%；引水工程9 200萬m3，占73.3%；提水工程605萬m3，占4.8%；水井工程150萬m3，占1.2%；其他水源357萬m3，占2.8%。

2019年古城區總供水量1.195億m3，其中地表水1.144億m3，地下水0.015億m3，其他水源供水量0.0357億m3，人均水資源開發量僅為538 m3；總用水量1.195億m3，其中生產用水0.8585億m3，生活用水0.075 5億m3，生態環境用水0.261 2億m3；耗水量0.815 8億m3，綜合耗水率66.3%。

3 古城區水資源開發利用存在的問題

(1) 水資源時空分布不均

古城區水資源以地表水為主，主要由漾弓江、黑白水河、文化河和龍山河及降水補給，河流天然徑流量春季占9.78%，夏季占64.9%，秋季占24.25%，冬季占1.06%。水量多集中在7—10月，約占全年的75%～85%，年際變化系數更是達高達6.58。而用水對象為農業、工業、生活、景觀和綠化等，農業用水集中在4—6月，其他用水過程相對均勻，造成地表水來水量和用水量在時空分布上不匹配。區域內水資源年內年際變化大，又缺少蓄水工程，形成用時無降雨、降雨大時蓄不住局面，汛期常發生洪澇災害，存在工程性缺水問題。

(2) 用水效率有待提高

古城區現狀水資源利用存在浪費現象。農業大水漫灌仍然存在，現狀灌溉水利用系數為0.5157，低于全國平均水平0.559；現狀節水灌溉面積占有效灌溉面積的30%，占比較低。工業用水新設備和節水新技術研發和推廣力度不夠，工業用水重復利用率不足85%，低于云南省節水行動實施方案中要求的91%。服務業方面，旅游業是本區的支柱型產業，相應住宿、餐飲、衛生等需水量較大，賓館和餐館等節水設施配套不齊全，存在浪費現象。

(3) 水資源供需矛盾日益凸顯

現狀年古城區P=95%代表年河道外需水量10 462萬m3，供水量8 797萬m3，缺水量1 665萬m3，缺水率15.9%，屬于中度缺水。隨著古城區社會經濟發展，越來越多大型工業、企業逐步落戶于工業園區，且古城區是全國有名的旅游城市，旅游人口較多，水資源緊缺嚴重制約著工業、旅游業用水，限制著工業、旅游業的發展和生態環境的改善。隨著時間推移，經濟快速發展，生活水平逐步提高，水資源需求進一步增加，水資源供需矛盾逐步加劇。

4 水資源供需預測及平衡分析

4.1 古城區用水趨勢分析

古城區正處于進一步加快開發開放，實現科學發展、和諧發展、率先發展的關鍵時期，對水資源保護與開發利用工作提出了新的、更高的要求。合理開發利用水資源，必須以科學發展觀為指導，堅持人與自然和諧共處，防洪抗旱與開源節流并舉，水環境保護與生態修復并重，統籌城鄉水利發展和生產、生活、生態用水需求，著力解決水資源的制度建設。

古城區按照麗江市的總體部署，建設了高新技術產業經濟園區和國際空港經濟園區。隨著新型工業化進程不斷深入，各種資源需求量不斷提高，尤其是水資源需求量的增加，使區域水資源短缺問題進一步凸顯，影響了社會經濟發展、改善生態的步伐。

隨著古城區人口增加、人民生活水平提高和旅游業的發展，生活需水量將呈現逐年增加趨勢；隨著高效節水灌溉面積增加、農業節水水平提高和農業結構的調整，農業需水量將呈現逐年降低的趨勢；隨著工業規模擴大，工業需水量將呈現逐年增加趨勢；隨著生態環境改善的需要，生態環境需水量將呈現逐年增加趨勢?？傮w來看，雖然農業需水因節水措施的實施有所減少，但其他行業用水需求仍將不斷增加，總用水需求將呈增長的趨勢。因此，亟需進行古城區水資源供需平衡分析，為加快水資源合理開發利用提供科學支撐。

4.2 古城區需水量預測

本次研究需水量主要采用定額法和趨勢法進行預測，按下式計算：

W(總，n)=∑W(i, n)

(1)

W(i, n)=P(i, n)×Di

(2)

P(i, n)=P(i, 0)(1+ai)n

(3)

公式(1)～(3)中：W(總，n)為預測的區域需水總量，萬m3；W(i, n)為i用水行業預測的需水量，萬m3；P(i, n)為i用水行業預測的社會經濟指標；P(i, 0)為i用水行業現狀社會經濟指標；ai為i用水行業指標年均增長率，%；n為預測年限。

社會經濟指標綜合分析歷年各指標變化、發展趨勢等進行預測，用水定額結合現狀用水實際、用水趨勢和行業用水標準確定。用水行業包括城鎮生活、農村生活、工業、建筑業、第三產業、河道外生態和農業。

(1) 城鎮生活需水

城鎮生活需水包括常住人口需水和旅游人口需水，采用趨勢法和定額法預測。經計算，2035年常住人口26.84萬人，城鎮化率85%，城鎮人口22.82萬人，用水定額110 L/(人·d)；旅游人口6 583.9萬人次，折算為常住人口為27.06萬人，用水定額105 L/(人·d)?？紤]管網漏損和水廠自用后，城鎮生活需水量2 385萬m3。

(2) 農村生活需水

農村生活需水包括農村居民生活需水和牲畜需水，采用趨勢法和定額法計算。經計算，2035年農村人口4.03萬人，用水定額70 L/(人·d)；大牲畜1.37萬頭，定額50 L/(人·d)；小牲畜11.22萬頭，定額20 L/(人·d)。考慮漏損后需水量262萬m3。

(3) 工業需水

工業需水預測比較復雜，涉及區域工業發展布局、產業結構調整、生產技術改進等諸多因素。常用的工業需水預測方法有：趨勢法、定額法、分行業預測法、綜合用地指標法及系統動力學法等[5]。本次研究工業需水包括一般工業需水和工業園區需水。一般工業需水采用趨勢法和定額法計算，工業園區需水采用綜合用地指標法預測。經預測，2035年一般工業增加值為13.3億元，用水定額為30 m3/萬元，需水量668萬m3；3片工業園區需水量為2 666萬m3。2035年工業需水總量為3 334萬m3。

(4) 建筑業需水

建筑業需水采用趨勢法和定額法預測。經預測，2035年建筑業增加值為35.9億元，用水定額12 m3/萬元，考慮損失后需水量501萬m3。

(5) 第三產業需水

第三產業需水采用趨勢法和定額法預測。根據古城區國民經濟發展規劃，結合產業結構調整，2035年三次產業占比為3.0∶23.1∶73.9。2035年第三產業增加值405.6億元，用水定額12 m3/萬元，考慮損失后需水量5 942萬m3。

(6) 河道外生態環境需水

河道外生態環境需水主要包括城鎮綠化和環衛用水，本次研究采用人均定額法預測。隨著城鎮化率提高和旅游業發展，生態環境用水要求越來越高，2035年公共環境用水定額為55 L/(人·d)，結合城鎮人口預測成果，河道外生態需水量1 111萬m3。

(7) 農業需水

農業需水采用定額法預測。根據農業發展規劃及行業用水定額標準，確定2035年灌溉面積、種植結構、灌溉制度、灌溉定額、灌溉水利用系數等，采用農業綜合灌溉定額與灌溉面積的乘積預測不同頻率的農業需水量。經計算，2035年農業多年平均需水量2 094萬m3，P=75%代表年需水量2 355萬m3，P=95%代表年需水量2 667萬m3。

(8) 需水總量

經各行業需水預測，2035年多年平均需水量15 630萬m3，P=75%代表年需水量15 891萬m3，P=95%代表年需水量16 203萬m3。各用水行業需水量預測結果見表1。

表1 古城區河道外需水量預測成果 /萬m3

4.3 古城區可供水量預測

供水預測是區域水資源供需平衡分析的前提與依據，以現有供水設施為基礎，不同保證率情況下，考慮需水要求，對規劃水平年水源工程可供水量的預先測定[9-10]。

(1) 基準年可供水量

以2019年古城區供水設施調查為基準，可供水量計算時中型水庫采用典型年法調節計算，小型水庫和塘壩采用復蓄系數法計算，引提水工程根據引提水流量計算，地下水根據區域可開采量及近年利用情況綜合分析計算，其他水源根據現狀工程規模及利用情況計算。經計算，古城區現狀多年平均可供水量9 289萬m3，其中地表水水源8 782萬m3，地下水水源150萬m3，其他水源357萬m3?，F狀年河道外可供水量見表2。

表2 古城區現狀年河道外可供水量 /萬m3

(2) 規劃新增可供水量

規劃新增可供水量主要依據《麗江市水資源綜合規劃》《麗江壩區水資源綜合規劃》《麗江市古城區地下水利用與保護規劃》[11-13]規劃的工程及要求確定，隨著地表水源工程增加，多年平均可供水量增加3 413萬m3；為保護地下水資源，逐漸減少地下水開采量，壓減地下水50萬m3；通過加大非常規水資源利用，其他水源可供水量增加270萬m3。古城區河道外新增可供水量見表3。

表3 古城區河道外新增可供水量 /萬m3

(3) 2035年可供水量

規劃年2035年可供水量為現狀可供水量扣除擠占河道內生態環境用水后加新增水源工程可供水量。多年平均可供水量12 922萬m3，其中地表水12 195萬m3，地下水100萬m3，其他水源627萬m3。古城區2035年河道外可供水量見表4。

表4 古城區2035年河道外可供水量 /萬m3

4.4 水資源供需平衡分析

水資源供需平衡分析應遵循“先節水后調水、流域和區域相結合、綜合利用和保護相結合”的原則，通過各種措施提高生活、生產和生態水量的有效利用程度，對區域水資源合理開發利用具有重要意義[14-16]。

古城區各行業需水預測時，已充分考慮節水措施，結合區域社會經濟發展、產業布局、使用新工藝和新設備、推廣節水器具等諸多因素，擬定工業、農業、建筑業等節水用水定額，并通過實施管網改造降低供水管網漏損，提高水資源利用效率。工業用水定額由現狀年的50 m3/萬元降低為30 m3/萬元。農業多年平均、P=75%、P=95%綜合用水定額由現狀年的219、246、281 m3/畝降低為210、236、267 m3/畝，高效節水灌溉面積占比由31%提高到60%，灌溉水利用系數由0.52提高到0.7。建筑業用水定額由20 m3/萬元降低為12 m3/萬元。城市供水管網漏損由現狀年的19%降低為9%，農村供水管網漏損由25%降低為15%。

按照資源統管、區域協調、城鄉統配、突出重點的水資源配置方針，遵循近水近用、高水高用、優水優用、高效利用的配置原則，先生活、后生產、促工業、保農業的配置關系，結合區域社會經濟產業布局和水源工程布設格局，優先使用地表水和其他水源，最后使用地下水。地表水和地下水仍按原既定供水任務向各自受水對象供水，其他水源向河道外生態供水，不足部分由地表水或地下水補充。現狀及規劃水源工程農業供水設計保證率不低于75%，其他用水行業供水設計保證率不低于95%。

根據古城區各用水行業需水預測及供水預測，并考慮水資源配置原則，對現狀年和規劃年水資源進行供需平衡分析。現狀2019年河道外用水在特殊干旱年(P=95%)缺水量1 665萬m3，生活、工業、建筑業等供水保證率不低于95%，主要表現為農業缺水。2035年P=95%時缺水量3 003萬m3，生活、建筑業、第三產業等供水保證率不低于95%，缺水對象主要為工業和農業。古城區不同水平年水資源供需平衡分析見表5。

表5 古城區河道外水資源供需分析

5 結論及建議

5.1 結 論

(1) 古城區水資源時空分布不均，年內年際變化較大，因缺少調蓄工程，水資源調配能力薄弱，地表水資源開發利用難度較大，工程性缺水問題突出。

(2) 古城區現狀各行業用水仍存在水資源浪費現象，節水器具普及率有待提高，節水新技術研發和推廣力度有待加強，水資源利用效率有待提升。

(3) 隨著古城區經濟社會的快速發展，各行業需水表現為生活需水、工業需水、建筑業需水、第三產業需水、河道外生態環境需水將呈逐年增加趨勢，農業需水因農業節水工程的不斷實施將呈逐年降低趨勢，而需水總量仍將逐年增加。

(4) 古城區現狀年多年平均、P=75%、P=95%缺水量分別為404、1 001、1 665萬m3，缺水率分別為4%、10%、16%，枯水年缺水情況比較嚴重，缺水對象主要為農業。2035年，多年平均、P=75%、P=95%缺水量分別為2 707、2 621、3 003萬m3，缺水率分別為17%、16%、19%，缺水比較嚴重，缺水對象主要為工業和農業。

5.2 建 議

(1) 2035年古城區缺水較嚴重，按照以需定供，除優先改造現有供水工程及設施增加現有工程供水能力外，應加快塘壩、澇池等五小水利工程建設，實施金沙江調水工程建設，以滿足古城區社會經濟發展用水需求，促進區域社會經濟持續快速發展。

(2) 古城區需加強節水型社會建設，結合實際發展和用水需求，制定水資源節約和保護地方政策及管理辦法;加強節水宣傳提高居民節水意識和保護水資源責任感。推廣使用節水器具、節水新工藝和新設備等，增加再生水利用量，減少新鮮水資源使用量;通過采取以上措施來提高水資源利用效率和效益，實現古城區水資源可持續健康發展。