贾竑骥
(山西省水利厅,山西 太原 030002)
实行最严格的水资源管理制度,建设节水型社会,以水资源的可持续利用支撑经济社会的可持续发展,是新世纪水利工作面临的一个重大课题。清徐县八年节水型社会建设的实践为我们提供了可供借鉴的经验和做法。从2003年起,我们选定太原市清徐县为全省县域节水型社会建设试点,以区域水资源可持续利用支撑经济社会可持续发展为目标,按照“以供定需”的水资源管理思路和“保证生活用水、调控工业用水、稳定农业用水、维系生态用水”的水资源配置原则,以初始水权分配为核心的宏观总量控制和微观定额管理体系、用水计量控制监测体系和节水工程体系三大体系建设为重点,以信息管理系统、配套政策法规为保障,进行“县域节水型社会建设实践与关键技术研究”。该项目在2005年12月通过水利部和山西省科技厅组织的验收和鉴定,专家一致认为:该研究成果具有较高的理论价值和先进的技术水平、适用性强,总体上达到国际先进水平。获得2006年度山西省科学技术奖科技进步类二等奖。并取得了显著的经济效益和社会效益,2010年全县县域经济发展水平综合评价排名全省第三位。
清徐县是山西省水资源供需矛盾非常突出的县之一。全县总人口31万人,总耕地面积2.911万hm2(43.66万亩),水浇地面积2.455万hm2(36.83万亩),其中,纯井灌区0.65万hm2(9.75万亩)、井河双灌0.485万hm2(7.27万亩)、纯河灌1.287万hm2(19.31万亩)、小泉小水0.033万hm2(0.5万亩)。是太原市蔬菜、果品等农业产品的重要供应地。具有相当规模的工业及发展中的三产服务业。是山西省经济十强县之一。经济的快速发展对水的需求日益增长,供需矛盾日益尖锐。
清徐县的现状可控水资源量:2003年,全县多年平均可控水资源量为8 395万m3,其中:地下水利用量4 414万m3,地面水3 981万m3(其中污水2 150万m3),分别占到水资源利用总量的51.6%和48.4%。在现状可控制的水资源总量中,过境水3 750万m3,占到45%,当地水4 645万m3,占到55%。其中:工业用水564万m3,生活用水828万m3,生态用水194万m3,农业用水 6 809 万 m3。
最大可控水资源量:根据清徐县水利工程现状、水资源分布和未来可能的开发利用情况分析,清徐县未来最大可控水资源总量12 084.3万m3,其中:地下水5 393.7万m3,地面水6 690.6万m3(其中污水2 373.6 万 m3)。
现状用水需求:根据清徐县工业、农业生产结构现状,技术水平和节水工程建设情况分析,清徐县现状年对水资源的需求总量为12 931万m3。其中:工业用水564万m3,生活用水832万m3,生态用水194万m3,农业灌溉用水量11 341万m3。
未来用水需求:为满足社会、经济发展和生态保护的要求,全县2010水资源需求总量为14122万m3。其中:工业用水2 578万m3,生活用水1 338万m3,生态用水194万m3,农业灌溉用水量10 012万m3。
一是水资源供需矛盾十分尖锐。现状用水的满足程度为64.9%,年缺水量为4 536万m3,2010年缺水量为5 727万m3。二是天然降雨量呈减少态势。三是外来客水供水量日趋减小。汾河一坝渠首至二坝渠首的年径流量平均每年减小800万m3。潇河90年代的平均来水量仅是50年代的1/4。四是水环境日趋恶化。表现为泉水的断流和地下水位普遍快速下降。流量为1.248 m3/s的平泉于2003年10月完全断流。清徐县边山断裂带以下地区地下水位的年平均下降速度为1.65 m。全县的地下水累积超采量为14 453万m3,年平均超采量为1 807万m3。汾河沿岸的地下水已受到不同程度的污染。
在对清徐县水资源和水环境承载力进行充分研究的基础上,针对清徐县水资源供需矛盾,提出以下清徐县水资源可持续利用对策,一是开源,二是节水。
具体措施:一是在山丘区,大力发展集雨工程;在边山区,利用山区雨洪进行灌溉。二是加大洪水资源的利用力度,主要通过引用汾河、潇河洪水灌溉,补充区域地下水资源。三是加快城市污水处理厂的建设速度,充分利用处理后的当地城市污水进行灌溉。拟恢复、改造和兴建的水资源利用骨干工程有:清泉东湖、清泉西湖引水工程、汾河二坝引洪灌溉工程、敦化大闸引洪灌溉工程、城市污水利用工程和岩溶水开发利用工程等。在完成上述各项水资源工程的前提下,其水资源的供给量可增加3 689万m3,用水需求的满足程度可达到85%。
几年来,清徐县在山区建设空心坝75座,加大山区地表径流的拦截量,增加当地径流对地下水的补给量,年增加水资源量8万m3;在边山河道内建设拦砂坝15座,滞留河道洪水,利用山区雨洪资源,补充地下水;兴建清泉东湖和清泉西湖引水工程引进和拦蓄过境雨洪资源及中水、调蓄汾河库水,年可调节供水4 000万m3;新建2 000万m3污水处理厂1座,充分利用当地污水进行灌溉;同时洗煤、焦化行业全部实行了水的循环利用,实现污水零排放。通过以上工程措施,到2010年全县可控水资源量达到12 100多万m3,基本实现了增加水资源供给量3 689万m3的预定目标。
通过工程节水措施、农艺节水措施、管理节水措施和非充分灌溉措施,实现清徐县农业用水总量的零增长或负增长;通过工业工艺节水、中水回用等措施减少工业净耗水量。即通过全面建设节水型社会,减少用水需求2 000万m3,基本实现清徐县未来水资源的供需平衡。
一是初始水权分配体系建设。在对全县可控水资源的数量、类型和时空分布进行全面分析评价的基础上,以可控资源量为基数进行水权的初始分配,对各用水户实行用水总量控制。即采用四级分配办法:一级分配:县水行政主管部门对全县的可控水资源在工业、农业、生活、生态四大用水部门之间进行分配;二级分配:县水行政主管部门将一级分配的部门水量在所属的9个乡镇和3个县直属供水户间进行分配;三级分配:各乡镇将二级分配所分水量落实到所属各个村委会。分配内容包括用水总量、各类水源的数量以及各种用途水的数量;四级分配:各个村委会将所分配到的水量分别落实到本村所属的各单位取水工程和各用水户。到2010年,对全县350个用水企业核定了最大供水量,颁发了用水许可证;对全县192个行政村核定了各类水源及各类供水工程的用水量,明确其初始水权;重点对全县80个井灌区行政村1 442眼农用水井,逐井核定其每年允许开采量,按灌溉面积将水量分解到每个用水农户,向用水户颁发水权证共计54 000个。
二是用水定额管理指标体系建设。针对清徐县主导产业构成、工程现状、工艺和用水管理水平,提出了清徐县各行业用水定额管理指标体系。包括工业用水定额管理远近期指标;人畜用水定额指标;灌溉定额与灌水定额指标;输配水水量损失指标;灌水水量损失技术指标;综合评价技术指标;清徐县地面灌溉优化灌溉技术参数。
一是用水计量控制体系建设。要实现用水的“总量控制和定额管理”,必须对各取水单位工程和用水户的取用水量进行计量和控制。全县共研制安装目前国内最先进的IC卡用水计量控制器1 822台,其中工业用水井370台,农业用水井1 422台,农用抽水站30台,实现了对全县各种用水的全面计量和控制。2006年开始,我们又研发出用水计量控制第四代产品——用水计量自动监控系统,实现了对各取水点、各用水户用水信息的自动获取,可准确、及时掌握、监测用水户的用水状况。该技术产品被列入2008年第六届国际水利先进技术(产品)推介会,向全国推广。到2010年基本完成了对全县用水计量控制系统全面升级改造。
二是地下水位自动检测系统建设。全县安装地下水位自动监测装置60套,可在60 min内完成对全县地下水位的监测。其功能和目的:随时掌握全县地下水环境状态,为区域水环境的保护提供技术依据;结合区域降雨、灌溉等资料分析全县及各分区地下水的盈亏量;以监测到的年地下水盈亏量和预测的水文年制定下年度的地下水开采计划;指导地面水的配置;保护水源地。
一是农业节水工程建设。清徐县农业灌溉用水占到总用水量的80%以上,是用水大户,其节水灌溉工程体系建设尤为重要。根据清徐县水资源分布、农业种植结构布局、土地条件、农民用水习惯等实际情况,采取工程措施、农艺措施和管理措施相结合的集成技术,制定了清徐县分区农业高效用水模式。到2010年,全县的节水灌溉面积达到1.6万hm2(24万亩),其中1.133万hm2(17万亩)井灌区和井渠结合灌溉区全面实现达标节水灌溉,包括低压管道灌溉0.889万hm2(13.34万亩),喷灌0.087万hm2(1.3万亩),微喷0.108万hm2(1.62万亩),涌泉灌0.011万hm2(0.17万亩),滴灌0.038万hm2(0.57万亩)。先后建成了大运、东于、徐沟、西谷、大常等5个各具特色的高标准示范节水园区,面积0.15万hm2(22 326亩)。完成河灌区渠道防渗面积0.47万hm2(7万亩)。
二是工业节水工程建设。清徐县是山西省的经济强县,工业经济发达,主要产业有焦化、铸造、金属镁冶炼、食品加工等,全县工业企业有350家,其中固定资产规模500万元以上的企业64家,全县工业总需水量达到2 578万m3。这几年在节水工程建设中,按照“以供定需”的原则控制工业用水规模、禁止高耗水企业的新建和扩建;加快淘汰高耗水、低效益的工艺、技术和设备,推进工艺流程节水;抓好传统高耗水行业的技术改造;建设各企业的废水回收、处理和中水利用系统,提高回用率,减少净取水量;关停自备井,引用地面水,实行总量控制、集中供水、全面计量、超量加价,有效地促进了企业节水,基本实现了工业企业污水零排放。
三是城市与农村生活用水节水工程建设。主要措施有:改造年久失修的供水管网系统,减少输配水过程中的水量损失;强制推广节水型器具,减少用水过程中的水量浪费和损失;发展集中连片的农村集中供水工程,提高水资源的有效利用率,确保供水安全。
三大体系的作用与相互关系:初始水权分配体系是按“以供定需”的水资源管理思路进行水资源合理配置的具体体现,是节水型社会建设的核心。节水工程体系建设是水资源高效、持续利用,支撑社会经济可持续发展的基础。用水计量控制监测体系是落实“宏观总量控制和微观定额管理”,激发用水户自觉节水、主动进行节水工程建设的控制手段,是实行最严格的水资源管理制度的保证措施。
为满足节水型社会建设对信息采集、储存、分析、传输、处理的需求和适应水利信息化管理的形势,建设了清徐县数字化水利管理网络系统。数字化水利管理网络系统由1个总站(水务局)和11个子站(各乡镇、县城、工业集中点)构成,并实现了地理信息系统在节水型社会建设管理中的应用。主要功能有:编制年度用水计划;接受各乡镇用水单位的用水量信息;汇总全县的旬、季、年用水量,并作为历史数据进行永久性的保存;根据各乡镇用水户的用水过程、水文年份、客水动态,调节和发布分配水量的变动信息;进行全县地下水位动态监测与分析、地下水盈亏总量和地下水可开采量的动态分析;对全县工业用井和农业灌溉机井的运行状况进行动态监测。
在节水型社会示范建设项目实施过程中,就节水型社会的相关配套政策法规建设做了大量工作,出台了《清徐县水资源初始配置方案》《清徐县用水定额指标》《清徐县水权交易市场建设与管理的指导意见》《清徐县水价管理办法》《清徐县企业取用水管理实施办法》和《清徐县节约用水管理办法》六部政策法规,并已行文执行。这些政策法规的出台,为确保节水型社会的实施提供了有力保障。
节水效果:清徐县节水型社会建设各项措施从2004年逐步开始运行,效果十分明显。据统计,清徐县所有农灌机井在实行用水总量控制到井、水权到户、使用IC卡计量控制系统后,2005年全县农业灌溉地下水开采总量4 482万m3、每公顷平均3 960 m3,(亩均264 m3),相应比2004年的5 942万m3、每公顷5 250 m3(亩均350 m3)减少1 460万m3、每公顷减少1 290 m3(亩均减少 86 m3);2006 年用水量 4 242 万m3、每公顷3 750 m3(亩均250 m3),比2004年减少1 700万m3,每公顷减少1 500 m3(亩均减少100 m3);2007年用水量3 692万m3,每公顷3 255 m3(亩均217 m3),比2004年减少2 250万m3,每公顷减少1 995 m3(亩均减少 133 m3);2008年用水量 3 598万m3,每公顷3 165 m3(亩均211 m3),比2004年减少2 344万m3,每公顷减少2 085 m3(亩均减少139 m3);2009年用水量3 549万m3,每公顷3 120 m3(亩均208 m3),比2004年减少2 393万m3,每公顷减少2 130 m3(亩均减少 142 m3);2010年用水量 3 610万m3,每公顷3 180 m3(亩均212 m3),比2004年减少2 332万m3,减少39%,每公顷减少2 070 m3(亩均减少138 m3)。从2008年起,清徐县农田灌溉地下水用水量稳定在3 600万m3左右,比2004年减少2 342万m3,比清徐县最高灌溉地下水用水年份2002年的6 800万m3减少3 200万m3。
全县工业取水量:2005年1 988万m3,2006年2 326.88 万 m3,2007 年 2 415.3 万 m3,2008 年 1 449 万m3,2009 年 1 043.39 万 m3,2010 年 1 140.57 万 m3,比最高年2007年减少1 274.73万m3,减少53%。
水环境保护效果:项目的实施,使清徐县每年地下水开采减少2 342万m3,与原来平均年超采1 807万m3相比,多535万m3。实现了全县地下水位的止降返升,2010年与2004年相比,地下水水位上升了3~5m。
经济效果:项目的实施,有力地支撑着清徐县域经济的可持续发展,全县GDP从2005年的57.78亿元、到2007年的72.9亿元、再到2010年的92.21亿元,逐年增加;全县农业总产值从2005年的14.16亿元增加到2010年的21亿元;全县工业增加值从2005年的36.22亿元、到2007年的49.08亿元、再到2010年的55.27亿元,快速发展。而万元GDP耗水量,从 2005 年的 137.8 m3、到 2007 年的 109.7 m3、再降到2010年的65.03 m3;万元工业增加值耗水量,从2005年的54.88 m3、到2007年的49.2 m3、再降到2010年的19.33 m3。两项指标都达到国内节水领先水平。
社会效果:项目的实施,全面提高了水资源的利用效率,在一定程度上缓解了日趋紧张的水、电资源供需矛盾;提高了各级领导和群众的水资源短缺忧患意识,增强了用水户节水的自觉性;解决了征收水费难的问题,实现了群众明白用水,干部清白管理,减少了用水纠纷,改善了干群关系,促进了农村的和谐社会建设。
示范引导效果:清徐县节水型社会建设的成功实践,为我国北方缺水地域的广大农业县市实施最严格的水资源管理制度、建设节水型工业和节水型农业,以水资源的可持续利用、支撑经济社会的可持续发展,做出了有益的探索,引起了国内外专家、水利部和省政府领导的关注。先后有40多批各地领导专家前往考察交流。国际粮农组织的水资源管理官员两次前来考察。澳大利亚国家水资源管理中心官员和墨尔本大学的专家考察后,把清徐县的做法作为了教学案例。南非驻华使馆外交官和水资源管理官员考察后,给予了很高的评价。省政府连续三届主要领导视察、调研并对推广清徐县的做法提出要求。2011年3月水利部在山西召开全国农村水利工作会议,部领导和各省市水利厅领导考察清徐县后,对清徐的经验给予了高度评价。正如2008年6月29日,全国人大常委、财经委员会副主任、水利部原部长汪恕诚在清徐考察时给予的评价:“清徐县节水型社会建设已经是世界水平,这样的管理系统在西方国家才能看到。在一个普通的农村里,能看到这么现代化的一套信息系统、一套管理理念,几乎是不可能的。由此可见,中国的水资源管理大有希望。”