延安地区水资源供需平衡及对策研究

杨 彦,周 潮

(1.陕西省延安市政养护处,陕西 延安 716000;2.淮阴工学院 建筑工程学院,江苏 淮安 223001)

0 引言

水资源是基础自然资源,是生态环境的控制因素和战略资源,是区域综合实力的有机组成部分。我国水资源区域分配不均匀,人均量较低。同时随着社会经济发展以及工业化、城市化进程加快,工农业及生活用水量急剧增加,水资源出现了供不应求的现象,严重影响了经济社会可持续发展。特别是从 20世纪 90年代以来,一些地区污水不加处理且过量排放,不仅破坏了生态与环境,而且进一步加剧了水资源短缺矛盾。因此,在社会经济各部门间进行水资源平衡,是加强水管理和制定社会发展规划的主要参考依据,是科学配置区域水资源开发利用的前提,是社会经济各部门可持性发展的保障,对我国处于工业化和城市化加速发展阶段而言,具有重要的理论和现实意义。

1 研究对象及水资源现状分析

1.1 研究对象

延安地区是陕北能源化工基地重要组成部分,也是陕西省和我国经济发展速度最快的区域之一。能源开发和深加工,带动了延安地区经济高速增长,对水资源需求量也随之增加。随着工业的发展及城镇体系的逐步完善,污染日益严重,区域资源环境尤其水资源环境将承受更大的压力。而延安地区属于干旱半干旱区和黄土高原沟壑区及丘陵沟壑区,生态环境脆弱,降水量少,蒸发量大,水资源相当缺乏。同时,目前延安地区还存在水利设施落后、水资源开发利用方式不合理等等因素,又进一步加剧了水资源的短缺问题。因此,以工业化、城镇化高速发展和区域水资源蕴含不高的延安地区作为研究对象,合理平衡区域水资源量,是保障延安地区经济社会各部门持续发展的前提,是加快陕北国家级能源化工基地建设和实施保障,也为相同类型地区水资源供需平衡提供借鉴。

1.2 水资源现状

陕北地区地表水主要由地表径流和地下水补给为主的基流量组成。区域内河流均属于黄河水系,大多数河流呈自西向东和西北 -东南流向。其中延安市地表径流较多,包括洛河、延河、清涧河、仁望河及汾川河等主要河流;形成了区域“干流深切,支沟密河流水系分布特色。虽然延安地区河流众多,但各河常流量小、含沙量高、输沙量大,区域多年平均地表水径流量 13.35亿 m3,全市多年平均入境总水量为1.72亿 m3。

延安地区黄土高原水文地质具有上覆松散岩类孔隙水与下伏碎屑岩类裂隙孔隙水双层迭置特点,补给条件差,排泄条件好,不利于地下水的储存。除风沙滩区、较宽阔的河谷川道及完整的黄土塬属稍富水区外,一般地层含水量很小,水质较复杂,主要靠天然降水及下渗水、凝结水补给,南部主要依靠天然降水,受季节变化影响较大。区域多年平均地下水资源量为 4.244亿 m3。

经估测地表水、地下水之间的重复量 4.24亿 m3左右,在充分考虑地表水和地下水重复计算量的基础上,估算延安地区水资源总量约为 13.35亿 m3,实际就是各河川径流量的总和。

2 预测原则及方法选择

选择合理的预测方法,是准确预测区域社会经济发展水资源需求量的前提;预测的结果可直接做为区域水资源的开发和利用、水资源环境保护、区域水资源供求平衡及城乡统筹规划等科学依据。但由于区域所处的地理环境、区域社会经济发展水平不同及区域发展政策差异等因素,决定了不同类型地区的水资源需求量预测方法存在一定的差异。因此,国内学者以不同区域为研究[1]-[5],利用了灰色马尔科夫模型[6]、GM(1,1)模型[7]、BP神经网络[8]、温斯特指数平滑法[9]、多层递阶法[10]等方法对不同区域水资源需求量进行了预测,为区域社经济社会可持续发展和各部门水资源需求量平衡提供了科学依据。本文针对延安地区的特殊的地理环境和国家能源化工基地开发建设具体情况,采用一次线性回归方程、GM(1,1)模型和指标预测方法,对延安地区经济社会各部门发展需水进行预测,为区域水资源平衡提供依据。

3 水资源平衡分析

3.1 指标选择

根据延安地区经济社会现状和未来发展趋势,将区域水资源需求量分成由农业、城市产业(二、三产)、和城乡居民生活用水量三个部分,并对这三个部门的需水量进行预测,基本上能体现延安地区将来用水发展趋势,以利于延安地区的水资源平衡分析。所以本文通过分类用水定额法、人均综合用水量法,基于现状年用水量状况对陕北地区 2020年水资源需求做出综合预测。如农业需水量通过综合分析拟定的农田灌溉用水定额,工业需水量按行业万元产值用水量预测,生活需水量通过预测不同水平年的人口数量与平均定额来计算需水量。

2015和 2020年农田毛灌溉定额以现状灌溉定额为基础,在 P=90%、75%、50%一种情况下进行预测。

3.2 需求量预测

3.2.1 水资源总需求量预测

根据延安地区现状人口、社会经济水平综合数据,以2009年有关部门公布的用水情况,根据延安地区水田灌溉定额和居民生活用水定额,利用一次线性回归方程和 GM(1,1)模型预测区域 2020人口数量和工业万元产值,结合相关指标定额,对区域水资源需求量进行预测。2015年和 2020年,为满足经济社会生产发展和城乡居民生活需要,延安地区所需水资源分别为:33 792万 m3和 39 618万 m3,其中农业用水采用 P=75%的预测量,能较好的反应区域农业生产状况。

3.2.2 供水能力分析

根据可供水量预测的原则和方法,在现有水源工程和考虑规划水源工程的基础上,结合延安区域生态环境保护要求,采用线型模型预测各水平年 50%代表年情况下延安区域水资源开发利用工程可供水量。

表1 2015、2020年延安地区需水量 万 m 3

表2 延安地区不同水平年各类工程 50%供水保证率供水量 万m3

3.2.3 供需平衡分析

根据上述延安地区经济发展需要和城乡居民生活水平不断的提高,预测出在不同年份所要的水资源量;同时根据区域水资源蕴含量和水利工程规划建设,预测出不同年份区域水资源开发量,对二者进行比较(如下表 3),可得出延安地区在 2011、2015年和 2020年,在城市居民生活、城市产业(二、三产部门)、和农业生产四个部门都存在供水不足的趋势,累计缺水量分别为:5 977万 m3、5 341万 m3和8535万 m3,将不利于区域经济社会持续发展。

表3 延安地区不同水平年水资源供需平衡表 万 m3

4 实施对策与措施

延安地区的水资源蕴含量较低,且生态环境脆弱,随着区域的发展,其水资源需求量将超过区域水资源可开采量。如果无节制的开采水资源,必将会导致生态环境恶化和其他社会问题。因此,在大力发展和建设陕北能源化工基地时和促进区域经济社会发展时,应采取措施既要满足区域水资源需水量的要求,又能保证区域生态环境不会受到破坏,促进区域经济又快又好的发展。

4.1 确定重点节水区域

解决延安地区水资源“瓶颈”问题,必须坚持节水型社会的理念。根据节水型社会建设的要求,对供需水矛盾突出和水生态、水环境形势严峻的志丹、吴起、安塞、宝塔、延川、延长和南部黄陵等煤矿石油开采区,子长化工园区、交口河工业园区、杨舒化工园区、延安市中心规划区为重点节水区域。以提高水的利用效率和效益为核心,以企业为主体,加大以节水为重点的产业结构调整和技术改造力度,强化工业节水管理;在维持现有灌溉面积的前提下,加大产业调整力度,减少水稻等高耗水作物的种植面积;通过推动节水型小区建设,加快城市供水管网改造,全面推行城市生活节水;加强污水处理再生利用、建筑中水处理再生利用和居住小区生活污水处理再利用,穿突出非常水资源的利用;按照陕西省水功能区划,核定河流纳污能力,实行排污总量控制。养活对水资源的污染。

4.2 建设节水型社会制度

完善相应法律法规,加大依法治水、管水力度,通过全面征收水资源费、鼓励节约用水、严格控制开采地下水、保护水环境、保护性开发地下水和调整水价等内容的法律及措施制定和实施,逐步调整水价,引导供水企业进入市场,对推动社会经济和生态环境的健康快速发展有着极其重大的作用。

4.3 水源地保护

随着延安地区工农业的快速发展、人口的增加,人畜用水和工业用水矛盾也越来越尖锐;同时部分地下水受到不同程度的污染,可作为水源地的水资源日益减少。因此,应加强水源地的保护与利用。通过提倡生态农业科学种田,按规划有序开发旅游业、餐饮业、工业及房地产业,按水资源及环境承载力控制总量,同步建立行之有效的污水治理及其他环保措施,严格控制污水排放总量。

在水源地周边加强绿化、加强水质检验、遏制任何形式的污染、加强水源地的管理工作,做到群防群治,保证城乡居民的生产生活用水。此外,也要加强对地下水资源的勘探、开发利用,对于跨流域调水工作也应当加以重视。

4.4 加强节水监督

提高新建改建扩建企业的节水准入标准,对全市范围内一定规模以上的建设项目取用水实行严格的水资源论证制度。全面推进计划用水,按照统筹兼顾、综合平衡的原则,向取用水户下达用水计划,保障合理用水,抑制不合理用水需求。农业用水实施总量控制和定额管理,各级政府要制定各类农业用水定额,并实行有效的监督和管理;因地制宜的推广各种农业节水灌溉节水措施,实行科学灌溉制度,通过节约用水增产、增效、增收。工业节水设施验收不合格的、新建建筑物未安装节水型器具或浪费严重器具没有更换为节水型器具的,水行政主管部门不予发放取水许可证,供水企业不予供水。安装节水器具,严格实行国家强制标准,未经认证的节水器具,一律不得使用。洗浴业、水上娱乐业必须在安装节水设施后方可营业。洗车业必须安装并使用循环用水设施,禁止一次性使用清水。

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