供水工程供水能力統計研究

徐見爽

（上海市供水管理事務中心，上海 200081）

供水能力是反映一個國家或地區水資源開發程度和開發水平的重要概念，是直接體現水利服務民生、支撐經濟社會發展能力的關鍵指標[1]。“十一五”至“十四五”期間，《水利改革發展規劃》將水利工程“新增年供水能力”作為一項重要指標納入統計。2018 年，《水利綜合統計調查制度》（國統制〔2018〕7 號）首次將“水利工程供水能力”作為一項重要調查內容納入填報系統當中。然而長期以來，由于內涵復雜、測算煩瑣、缺少規范的統計方法等原因，導致供水能力在實際統計中仍有爭議，容易出現統計誤差，不能真實地反映客觀情況，給相關決策帶來不利影響。因此，明晰供水能力相關概念，加強和完善供水能力統計工作對于供水發展規劃的制定和進一步提高水資源管理水平有著積極意義。

1 供水能力相關概念及問題

在水利統計應用中，常常會把供水能力與可供水量二者混為一談。可供水量指不同水平年、不同保證率或不同頻率某一來水過程，通過蓄、引、提各項工程供水能力的控制，能夠滿足國民經濟各部門的用水需求的供水量[2]。供水能力指在一組特定條件下，具有一定供水保證率的最大供水量，與來水條件、工程狀況、用水需求和運行調度方式有關[3]。從概念上看，供水能力與可供水量的相同之處在于由來水條件、工程狀況、用水需求等要素共同決定；區別在于供水能力是給定保證率下的，滿足保障程度的最大供水量，強調供水的穩定性和安全性，一般不隨著來水條件和需水量變化而發生改變。

供水能力按照不同原則，可以有以下幾種劃分方法。

1.1 現狀供水能力和設計供水能力

以工程運行階段進行劃分，供水能力分為現狀供水能力和設計供水能力。設計供水能力一般指的是工程設計建成后理想工作狀態下的供水能力，新建達標工程的供水能力即為其設計供水能力 。已建且運行時間較長的工程，由于受來水條件、工程運行管護和使用年限等因素影響，實際測算到的供水能力往往小于設計供水能力[4]。同時也存在另一種情況，隨著工程建設規模進一步擴大或者對設備進行維護更替，供水能力也隨之增大。

一般情況下，現狀供水能力要小于設計供水能力且更能反映工程當前實際。但在日常統計中，基層統計人員或者缺少數據支撐或者不掌握統計方法，往往會按照工程設計文件中的設計供水能力去填報現狀供水能力，導致數據結果偏高。

1.2 單項工程供水能力、系統工程供水能力、區域供水能力

以工程組成進行劃分，供水能力分為單項工程供水能力、系統工程供水能力、區域供水能力。系統工程是復雜的大型工程,具有建設工期長、單項工程眾多的特點。一個完整的系統供水工程由水源供給到用水戶，需要經過取水工程、輸水工程、凈水工程和配水工程等依次連接組成的串聯工程系統[1]，其供水能力由水源工程、水廠及管網等共同決定。

單項工程指的是組成以上取水、輸水、凈水、配水等環節的子工程。例如依據取水水源不同，單項取水工程分為河湖取水泵站工程、水庫取水泵站工程、機電井工程等。

區域供水能力指區域內所有供水工程組成的供水系統，在給定來水條件、用水水平和工程運行狀況下，按照一定規則進行水量調配所能提供的最大供水量[4]。區域供水能力的統計對于供水規劃的制定尤為重要。

在實際統計中，對于單項工程、系統工程、區域工程等不同類型供水能力的統計還存在混淆。例如依據系統工程的串聯特性，其供水能力取決于取水、輸水、凈水和配水等串聯子工程上供水能力的最小值，計算時，以各環節中最薄弱的環節為主確定供水能力，否則會導致最終的統計結果偏高。

還有一類誤區是在計算區域供水能力時，將區域內全部供水工程的能力簡單疊加起來。需要注意的是，如果工程之間相互獨立，該區域的供水能力即是區域內所有工程的供水能力之和；如果工程之間相互存在水利聯系，直接累計就會造成數據誤差。例如有些工程既可以承擔獨立供水任務，也可以發揮現有骨干工程的配套作用，這里就存在能力重疊的問題[5]。在實際統計中，一般由各供水工程所屬單位分別計算和填報各自工程的供水能力，再由上級統計部門進行匯總，如果忽視水利聯系這一因素，則會導致統計的區域供水能力比實際值高。

2 供水能力統計方法

在對供水能力進行統計時，應當遵循調查本意，如實填報。如果是新建達標單項工程，其供水能力可依據設計文件進行填報。當工程及設施滿足設計要求、運行正常時，也填寫設計供水能力。當運行多年的供水工程因用水需求、天然來水以及工程條件的不同導致擴容改造或降低產能時，要結合工程實際重新測算后填報。例如當引水渠道淤積，導致過流斷面縮小時，則根據斷面比例計算現狀能力。如果泵站機組設備損壞，則根據現狀能正常運行的機組臺數及效率估算現狀最大取水流量計算得到供水能力，這里要注意只統計在用機泵的能力，備用機泵能力不在統計范圍內。

系統工程以其串聯子工程上供水能力的最小值確定整個系統的供水能力。以原水供水系統為例，系統一般由水庫以及包括取水泵站、輸水泵站在內的一系列輸配水系統組成，系統供水能力受到該串聯線路上最“薄弱”的環節的能力影響。例如上海東風西沙原水系統遠期供水能力為40.0 萬m3/d，但受制于輸配水系統,目前供水能力僅為24.5 萬m3/d[6]。

如果調查的是區域供水能力，則統計的是本區域建成且僅供本區域使用的供水工程的供水能力，并進一步考慮工程之間是否存在水利聯系。如果存在水利聯系，需要在逐級匯總過程中進行供水能力的平衡和復核，扣除重復計算量。例如以新建水庫替代或置換引提水工程的，應相應核減替代水量。如果區域內涉及水庫、灌區、引水工程、泵站工程等多個對象的能力統計，則在統計引水工程、泵站工程時，只計算從河湖等一級水源引提水的工程，從水庫、灌區渠道進行引提水的工程不能計入在內，避免重復計算。此外需注意的是，一般區域年度供水能力應大于或等于區域年末供水量，如果統計中出現邏輯差異，則需要進一步核準。

在實際統計時，可以采取實際供水量簡化計算。該方法在水利工程統計中應用較多，尤其適合運行時間較長的工程。受多種因素影響，長期運行的工程實際供水能力往往小于設計供水能力，而供水能力數據又很難做到實時測算，因此可以將近5 年實際供水量數據以及從現狀水平年到最大供水量出現年份之間的工程變化情況收集起來作為參考，綜合考慮以上情況后確定工程的實際供水能力。一般可采用其達標運行期的實際最大供水量來進行修正。

綜上可以看出，影響供水能力統計的因素較多，必須明晰口徑，針對調查對象提出合理的分析，采取相應的統計方法，才能使報表填報更加真實、準確。

3 供水能力統計實例

3.1 上海市公共供水原水工程供水能力統計實例

為保障供水安全和高質量發展，20 世紀90 年代，上海市提出了“兩江并舉、多源聯動”的原水供應規劃。“兩江”指的是長江和黃浦江。其中取用長江水源的有長江口陳行原水系統、長江口青草沙原水系統和長江口東風西沙原水系統。陳行原水系統由陳行水庫和輸配水系統組成，二期工程于1996 年竣工，2008 年三期改造后輸水泵站能力得到提升，設計供水能力為206.0萬m3/d。青草沙原水系統于2007 年開工建設，2011 年6 月建成通水，設計供水能力為719 萬m3/d，2014 年擴增供水能力達到731.0 萬m3/d。東風西沙原水系統由東風西沙水庫及輸配水系統組成，2014 年1 月正式通水，現狀供水能力為24.5 萬m3/d。

然而直到2016 年之前，閔行、奉賢、金山、青浦、松江西南5 區仍然分散在黃浦江干支流取水，一旦發生突發事件，無法確保原水供應安全。2016 年底，黃浦江上游金澤原水系統正式投入使用，由金澤水庫、黃浦江上游原水連通管以及各區支線工程構成，原水供水能力為351.0 萬m3/d，新的原水供應格局初步形成。2017 年，由于松江、金山、青浦尚未全部完成通水切換，因此在統計當年公共供水原水工程供水能力時，以上3 區能力依然統計在內，合計1448.5 萬m3/d。2018 年，西南5 區全部實現了由金澤水庫供水，全市公共供水原水工程供水能力合計1312.5 萬m3/d。此外，上海市尚有黃浦江上游松浦大橋飲用水水源地，其供水能力為500.0 萬m3/d，但因其僅作為備用水源使用，因此在對上海市在用原水工程供水能力進行統計時，并不將其列入統計范圍內。

經過30 年的規劃建設，上海構筑起了與城市發展相適應的現代化原水供應體系，實現了取水口從內河向長江口、黃浦江上游的集中和轉移，公共供水取水方式由水廠就地分散取水向水庫集中式取水轉變，基本形成了“兩江并舉、集中取水、水庫供水、一網調度”的供水新格局。2020 年陳行原水系統第一輸水泵站新增擴建泵房設備，系統總供水能力上調至228.0 萬m3/d。截至2021 年，上海市公共供水工程原水總供水能力為1334.5萬m3/d（見表1），合計年供水能力達到48.7 億m3，2021年全年原水供應量為31.4 億m3，供水能力約為實際供水量的1.5 倍，能夠滿足公共供水現狀用水需要。

表1 上海市在用公共供水原水工程供水能力變化情況

根據《上海市供水規劃（2019—2035 年）》的要求，為實現供水水源“百年大計”，將不斷完善黃浦江上游水源地金澤水庫，長江青草沙、陳行和東風西沙水庫等4 個水庫型水源地功能，加強原水系統的互聯互通，屆時，全市水源地規劃遠期供水規模為1300.0萬～1400.0 萬m3/d。

3.2 上海市企業自建取水泵站工程統計實例

截至2021 年，上海市企業自建取水泵站有300 余座，其中大量中小型自建泵站工程運行時間較長，工程設計文件已不能代表工程實際運行狀態，因此需要根據具體情況進行分析。

依據管轄權不同，上海市企業自建取水泵站分市級和區級兩級管理。對于運行時間較長的市級泵站工程，在分析供水能力時，可采取實際供水量簡化計算，參考近5 年實際供水量，綜合考慮工程實際，以最大年供水量確定其工程供水能力。市級新建泵站工程則按照規劃設計文件上的設計供水能力確定其工程供水能力。無論是新建還是運行期較長的市級泵站工程，都需要定期重新進行測算，以確定其實際供水能力。

鑒于區級取水泵站工程數量多、規模小，在全市供水能力中占比不到1%，且不具備歷年詳細工程資料，因此簡化計算，以區域近5 年上報的實際總供水量為依據，采用最大年供水量作為該區域供水能力。

通過測算，2021 年上海市企業自建取水泵站供水能力為68.7 億m3/a，企業自建取水泵站實際供水量為58.8 億m3，供水能力與供水量數值關系合理。

4 加強供水能力統計工作的建議

4.1 規范供水能力統計標準和方法

由于涉及條件復雜、影響因素眾多，目前的統計報表上對于供水能力的統計仍然缺乏規范的標準，需要進一步分析其應用需求，研究統計口徑，形成系統化的統計方法，從而為行業決策提供高質量的數據支撐。

a.規范指標名稱及釋義。為統一口徑，提高統計的標準性，報表制定者要對指標名稱和定義作出明確規定，使填報者能夠直觀理解其含義，避免因對指標理解產生偏差而影響統計結果。例如僅從“供水能力”這一指標考量，無法明確應填設計供水能力還是現狀供水能力。原則上，現狀供水能力更能代表一項工程在持久運行狀態下的實際供水能力，當填報要求中沒有明確填報的是哪種供水能力時，應填報現狀供水能力。

b.科學確定統計方法。例如填報區域供水能力時，要考慮工程之間是否存在水利聯系，避免落入將所有工程能力疊加的誤區。若采用近年最大供水量作為實際供水能力，則多應用在運行多年、供水能力大幅降低的供水工程上。

4.2 加強供水能力數據質量控制

各級水務管理部門和工程所屬單位應按照要求做好供水能力的填報、匯總、審核工作。

a.建立自下而上的逐級填報、統計、分析、審核制度。供水工程的供水能力應由工程所屬單位按照工程設計文件或者測算的現狀供水能力填報，并報上一級水務管理部門進行審核。區域供水能力應由區域水務管理部門根據下一級的填報數據統一匯總分析調算后進行填報,并報上級統計部門。上級部門需對匯總后的供水能力加強審核，一旦發現問題應立即退回，重新進行核實再填報，以確保數據的正確性和可靠性。

b.加強溝通協調。部門與部門之間、各級部門之間應加強溝通聯系，基層統計部門上報前要與相關業務部門進行協調，取得工程的詳細資料以方便數據填報。

c.對供水能力與其他指標之間的關系進行合理性校驗。獲得供水能力統計結果后，應將其與供水量數據進行比較分析。一般供水能力應大于供水量，但若供水能力遠遠高于實際供水量，則應對供水能力的統計方法及過程進行復核，查證是否存在重復統計的情況，以獲取更加準確、真實的數據。

4.3 完善供水工程臺賬收集

加強基礎統計，建立規范的基礎統計臺賬制度，不僅可以快速、準確地統計工程各項參數，還能動態掌握工程設備的運行變化情況，使臺賬信息真實反映當前實際，為做好供水能力統計填報打好基礎。

工程所屬單位要按照工程名錄建立好統計臺賬及相關輔助臺賬，及時對工程基礎信息進行增減、補充或更正，以保證水利基礎統計數據來源的真實性和可靠性。工程的關鍵信息可采用電子數據形式，以Excel報表或者數據系統為載體，通過工程名稱、所屬單位、管理級別、建設時間、使用狀態、設施參數、設計供水能力、現狀供水能力、年供水量等要素記載，對工程內容形成唯一的身份編碼，為供水能力的填報提供更翔實的依據，也便于以后對工程信息進行查詢、溯源和監管。臺賬完成后應由上級單位進行審核匯總，并安排專職統計人員定期對臺賬內容進行更新擴充和維護，以確保統計臺賬的準確性、完整性和連續性。

5 結 語

目前我國水資源供需矛盾依然凸顯，為了加強水資源管理，保障城市用水需求，對供水能力統計也提出了更高要求，在此過程中顯現出的一些問題非常值得分析和思考。本文從統計視角出發，從明確統計標準和方法、加強統計審核等方面對供水能力統計工作提出了完善和規范的建議，有益于提升供水能力數據質量，從而為優化水資源配置、制定科學合理的水資源中長期發展規劃提供更加真實客觀的依據。