石羊河流域行业取耗水总量控制指标研究

张永明，殷雪梅，王嘉翔，雷 莉

（1.中国农业大学 水利与建筑工程学院，北京 100083；2.甘肃省水利厅，甘肃 兰州 730000）

石羊河流域行业取耗水总量控制指标研究

张永明1，2，殷雪梅2，王嘉翔2，雷 莉2

（1.中国农业大学 水利与建筑工程学院，北京 100083；2.甘肃省水利厅，甘肃 兰州 730000）

石羊河流域水资源短缺，生态环境脆弱，水资源是制约当地社会经济发展和生态环境改善的主要因素。按照实行最严格水资源管理制度的要求，在调查分析的基础上，对石羊河流域2015、2020和2030不同水平年的水资源进行了供需平衡分析，确定了流域不同水平年各行政区行业取、耗水总量控制指标，以及取水许可控制指标。研究结果对于强化流域水资源管理，提高流域水资源综合效益，促进流域水资源可持续利用和经济社会的可持续发展都具有重要的现实意义。

取耗水；需水量；总量控制；石羊河流域

1 研究背景

水是基础性的自然资源和战略性的经济资源，是生态环境的控制性要素。西北干旱半干旱地区，水资源短缺，生态环境脆弱，水资源是制约当地社会经济发展和生态环境改善的主要控制因素。近年来，随着流域内经济社会发展，人口的迅速膨胀，水资源开发利用规模不断扩大，水资源的供需矛盾日益突出，引起了一系列的生态环境问题。

石羊河流域深居大陆腹地，属大陆性温带干旱气候，太阳辐射强，日照充足，温差大，降水少，蒸发强烈，空气干燥。流域自南向北大致划分为3个气候区，即南部祁连山高寒半干旱半湿润区、中部走廊平原温凉干旱区、北部温暖干旱区。这3个气候区海拔在 1300～5000 m之间，年蒸发量（700～1200 mm）远远大于年降水量（300～600 mm）［1］，且潜在蒸散发量在未来有增加的趋势［2］，这将可能造成境内耗水增加，水资源严重短缺。多年来，由于中游平原区土地开发利用不断增加，超出了水资源承载能力，同时由于区域内社会经济的发展主要依靠地下水超采来维持，特别是下游民勤地区地下水位持续下降，水质严重恶化，植被衰退，土地沙化，生态环境受到严重威胁［3-4］。资源型缺水和水质型缺水是石羊河流域现在和未来水资源管理首要解决的问题，也是研究和制定流域行业取耗水总量控制指标的现实基础。行业取耗水总量控制指标是实行最严格水资源管理制度用水总量控制指标的主要构成基础，是反映以流域或区域为管理单元时水分损失的核心指标，实行流域最严格的水资源管理制度必须科学制定行业取耗水总量控制指标［5-6］。因此，开展石羊河流域行业取耗水总量控制指标的研究，以进一步强化流域用水总量控制指标管理，对实现石羊河流域水资源可持续利用和经济社会可持续发展具有重要意义。

本文依据石羊河流域不同水平年水资源供需平衡计算成果，对流域不同水平年各行业水资源进行配置，分析预测不同水平年各行业取水总量控制指标、水资源消耗量控制指标及取水许可控制指标，这对于强化流域水资源管理，提高流域水资源综合效益，促进流域水资源可持续利用和经济社会的可持续发展都具有重要的现实意义。

2 数据来源及研究方法

2.1 数据来源为进行石羊河流域水资源系统分析，本文在调查了流域内近40年来的来水、供水和用水情况的基础上，结合《甘肃省石羊河流域重点治理规划》［4］，获得了流域内水资源动态数据。其中降水、径流和地下水水位数据来源于甘肃省水文水资源勘测局，区域内农业、工业和生活用水数据来自于武威、金昌两市水利统计资料，农田、植被面积数据来源于武威、金昌两市统计年鉴。

2.2 研究方法本文涉及流域内工业、城市生活、农业灌溉和农村生活等行业的供水、用水、耗水量的计算和预测。为确保各项水资源数据的准确可靠，采用传统的水资源分析评价方法对各行业、各区域进行水资源量计算和供需分析。

石羊河流域的可供水量可分为地表水和地下水，地表水的计算项目按工程分类又可分为蓄水工程、引水工程、提水工程和外流域调水，地下水的计算可分为浅层地下水、深层承压水和基岩裂隙水。通过实地调查，按照石羊河流域重点治理规划确定的工程建设项目［7-8］，合理拟定工程供水能力和不同水平年供水量。同时，考虑现状水工程不同水平年供水能力的衰减，经多次反复比较分析，预测得出流域2015年、2020年和2030年3个不同水平年的可供水量。需水量分为河道内用水和河道外用水两大类，在石羊河流域暂不考虑河道内用水，河道外用水包括城市用水和农业用水。城市用水又分工业用水、生活用水和环境用水。按照常规水资源分类和计算方法，逐项对工业、生活和农业不同水平年需水量进行预测，得出石羊河流域水资源总需水量。

考虑行业取耗水总量指标的重要性，在制定方案时遵循以下原则：（1）以国家实行最严格水资源管理制度的要求为依据，武威市和金昌市“十二五”期间及2015年、2020年、2030年用水总量控制指标基本保持与全省、全国同期用水总量控制指标相协调一致；（2）以流域现状用水总量及用水水平为基础，在加大节水型社会建设力度前提下，2015年、2020年和2030年用水总量控制指标要基本能支撑流域2015年、2020年和2030年国民经济社会发展对水资源的需求；（3）实行总量控制、定额管理。总量控制指标确定遵循流域内分水协议和历史用水制度。各行业定额符合国家关于生活用水定额适当增加、2015年工业用水定额下降 30%以上的原则，农业用水定额结合流域气候条件，能基本满足作物生长需要；（4）调整用水结构，依据《甘肃省石羊河流域重点治理规划》［4］，为保障工业用水，通过增加农业节水投资，减少农业用水，以水权转换的方式，逐步提高流域水资源的利用效率和效益。

3 结果与讨论

3.1 水资源供需分析依据2015年、2020年和2030年不同水平年的可供水量和需水量的预测成果（具体不同部门供需水预测计算方法略）可知：2015年水平年流域需水总量23.15亿m3，可供水量为22.53亿m3，缺水量为0.62亿m3，缺水程度为2.68%；2020年水平年流域需水总量21.41亿m3，可供水量为21.18亿m3，缺水量为0.23亿m3，缺水程度为2.15%；2030年水平年流域需水总量23.72亿m3，可供水量为23.58亿m3，缺水量为0.14亿m3，缺水程度为0.59%。未来伴随着水资源管理的加强和供水系统的完善，流域不同水平年缺水量逐渐减少，缺水程度逐渐降低。到2030年，尽管石羊河流域通过压缩农田灌溉面积、推行节水技术、完善供水工程体系、发挥供水工程效益等措施，但仍有水资源缺口存在。要保证规划期内流域发展目标的实现，在水资源管理中，科学确定取耗水总量控制指标并严格执行是关键。

3.2 行业取耗水总量控制分析在新的水循环条件下，针对石羊河流域自然环境特点和经济生活发展状况，水资源配置原则是：充分满足城乡生活用水，保障稳定人工绿洲的基本生态用水，满足重点工业用水及一般工业的生产用水，公平保障农民生存的农业基本用水，协调分配生态用水、农业用水、环境用水及其他用水。依据流域不同水平年水资源供需平衡计算成果，将可供水量作为区域水资源配置量，再按行业需水量比重和行业重要性，应用德尔菲法进行权重确定，在此基础上进行水资源控制总量配置，亦即流域各行业的取水总量控制指标。经分析，考虑南水北调西线一期工程实施后，2030年实现向石羊河流域增加调水量3亿m3，且主要用于工业和城市生活新增用水，预测2015年、2020年和2030年流域取水总量控制指标分别为22.53、21.18和23.58亿m3。流域内各行业取水总量指标预测结果见表1。

表1 不同水平年流域各行政区行业取水总量控制指标预测 （单位：亿m3）

在流域水资源管理中，主要管理指标为取水量，即从依法管理的水体中取用的新鲜水量。在用水过程中，所取的水量中有部分通过蒸发或进入产品，通过水汽输送或产品销售，流出本流域（区域），另一部分水量则在用水过程中又回到流域水体（水质可能发生变化），如补充地下水、进入河流等。蒸发或进入产品的水量即为耗水量。因此，在水资源管理中严格控制耗水量，意味着有效控制了水量的纯损失，提高了水资源重复利用。依据石羊河流域各行业发展规划，考虑工农业用水技术进步、人民生活水平的提高和严格的水资源管理制度及石羊河流域水资源现实，确定不同水平年工业万元产值耗水量、居民人均用水定额、农田灌溉定额和绿洲生态耗水等指标和社会经济发展规模，预测不同水平年水资源耗水率（量），结合流域行业取水总量控制指标，分析预测流域不同水平年各行业水资源消耗量。经测算，流域2015年、2020年和2030年总耗水指标分别为 15.86、14.61和15.69亿m3。流域各行政区不同水平年各行业耗水量及总耗水量见表2。

表2 不同水平年流域各行政区行业耗水量控制指标预测 （单位：亿m3）

在取水和耗水分析的基础上，流域内不同行政区域不同年份的水资源消耗比如图1所示。图1表明，在预测期内，流域水资源利用率在明显提高，但金昌市水资源利用率高于武威市，这与金昌市工业用水比重较大有关，而武威市农业灌溉则是用水大户，农村生活用水比重也明显大于金昌市。此外，用水总量控制主要通过完善用水法规，促进用水公平和社区民主参与，通过社会用水系统的自我约束，解决社会经济用水与生态系统用水之间的矛盾，最终实现区域经济、社会和生态和谐发展。

图1 石羊河流域不同年份水资源消耗比

3.3 流域许可取水总量控制分析

3.3.1 流域取水许可的界定 流域取水许可是流域水资源管理中确保实现取水总量控制的关键措施，取水许可总量是水资源管理中真正可进行操作的管理指标。我国《水法》规定：“国家对水资源依法实行取水许可制度和有偿使用制度。但是，农村集体经济组织及其成员使用本集体经济组织的水塘、水库中的水除外”、“农村集体经济组织的水塘和由农村集体经济组织修建管理的水库中的水，归各该农村集体经济组织使用”。在取水许可管理当中，属于农村集体经济组织所属的小型供水工程供水，这部分供水量可称之为集体水资源；相对应的由其他供水设施供水，并办理取水许可手续，发放取水许可证的供水量称之为公共水资源。集体水资源与公共水资源之和，对应流域取水总量，其中公共水资源对应取水许可总量。

3.3.2 行业取水许可总量控制指标预测 依据流域取水总量控制指标，在调查分析基础上，提出不办理取水许可手续的集体水资源，在流域取水总量控制指标中扣除集体水资源，得到金昌市和武威市的取水许可总量控制指标。

表3 不同水平年流域各行政区行业取水许可总量控制指标预测 （单位：亿m3）

通过现场调查，统计得出集体水资源占灌区取水总量的比例在5%～10%。经分析研究，确定2015年金昌市和武威市农业灌溉和农村生活集体水资源占行业取水总量分别为8%和10%，工业和城镇生活取水全部为公共水资源。在预测期内，随着流域重点治理工作的推进，关井压田措施逐步落实，农业灌溉面积将减少，农村供水工程进一步普及，集体水资源占行业取水总量的比例也将呈下降趋势，预测2020年金昌市和武威市农业灌溉和农村生活集体水资源占行业取水总量分别为5%和6%，工业和城镇生活取水全部为公共水资源。到2030年，流域取水许可证制度全部完善，农村供水工程基本普及、牲畜养殖逐渐规模化，流域行业取水许可总量和行业取水总量将完全一致。

2015年、2020年和2030年不同水平年流域取水许可总量控制指标分别为 20.73、20.2和23.58亿m3。流域各行业取水许可总量控制指标见表3。

4 结论

石羊河流域水资源短缺，生态环境脆弱仍是制约当地社会经济发展和生态环境改善的主要因素。本文分析了行业取耗水总量控制指标与流域取用水总量控制指标的关系，明确了行业取耗水总量控制指标在流域水资源管理中的意义。此外，以优化配置流域水资源为目的，开展了流域2015年、2020年和2030年3个不同水平年水资源供需平衡预测分析，结果表明，在规划的工程措施和水资源管理条件下，未来流域水资源仍不能满足区域发展需要，实行最严格的水资源管理制度将是流域管理的必然选择。在流域水资源总量控制指标中，分析计算得出2015年、2020年、2030年流域取水总量控制指标分别为22.53、21.18和23.58亿m3。用水总量控制要通过完善管理体系，促进社会用水系统的自我约束，来解决社会经济用水与生态系统用水之间的矛盾。分析得出流域取水许可总量控制指标为20.73、20.2和23.58亿m3。以此加强流域不同水平年的取水许可管理工作，实施区域取水许可限批政策，落实最严格水资源管理制度，促进流域水资源可持续利用和经济社会的可持续发展。

［1］ 马国军，刘军娣，林栋，等 .石羊河流域水资源利用现状及生态环境效应［J］.中国沙漠，2008，28（3）：592-597.

［2］ 牛纪苹，粟晓玲.石羊河流域参考作物蒸发蒸腾量对气候变化的响应模拟及预测［J］.水利学报，2014，45（3）：286-295.

［3］ 胡建勋，甄汁国.石羊河流域地下水水位下降原因及对策研究［J］.人民长江，2009，40（1）：31-33.

［4］ 甘肃省水利厅.甘肃省石羊河流域重点治理规划［R］.兰州：甘肃省发展和改革委员会，2007.

［5］ 甘肃省人民政府.甘肃省取水许可和水资源费征收管理办法［R］.兰州：甘肃省人民政府，2010.

［6］ 水利部.关于做好水量分配工作的通知［EB/QL］.水资源管理网，2011-7-12.

［7］ 张同泽，刘翰朝 .石羊河流域武威区域水资源供需平衡分析［J］.干旱地区农业研究，2004，22（3）：139-143.

［8］ 张琳.区域水资源需水量预测及可持续利用评价［D］.南京：河海大学，2008.

The total control of taking water in the industries of Shiyang River Basin

ZHANG Yong-ming1，2，YIN Xue-mei2，WANG Jia-xiang2， LEI Li2
（1.China Agricultural University，Beijing 100083，China；2.Water Conservancy of Gansu Province，Lanzhou 730000，China）

Shiyang river basin is located in arid and semi-arid regions of the northwest China.It lacks wa⁃ter resources and ecological environment is fragile.The water resources have become the important restrict⁃ing factor in the development of the local economy and the improvement of the ecosystem environment.Im⁃plemented in accordance with the most stringent water management system requirements，on the basis of the survey analysis，supply and demand balance analysis of water resources were carried out to determine the total water control targets at the different level year of the various administrative sectors，as well as wa⁃ter permit control targets.The results can provide theory basis for improving the comprehensive benefits of water resources，promoting sustainable utilization of water resources and sustainable development of econom⁃ic society in Shiyang River Basin.

take water；water requirement；total control；Shiyang River Basin

P331 文献表示码：A

10.13244/j.cnki.jiwhr.2014.03.010

1672-3031（2014）03-0282-05

（责任编辑：王冰伟）

2013-10-28

张永明（1970-），男，甘肃高台人，博士，教授级高级工程师，主要从事水资源规划、水资源管理和水环境保护等研究。E-mail：yongmingZhang123@163.com