江苏响水县水资源优化配置对策探析

王春华

（江苏省盐城市响水县水资源费征收所，江苏 盐城 224600）

0 引言

水资源配置旨在一定的区域范围内，遵循公平、高效和可持续发展等原则，合理抑制需求、有效增加供水、积极保护水资源的基础上，通过工程和非工程措施，对区内水资源进行的统筹调配，以满足人口、资源、环境与经济协调发展对水资源在时间、空间、数量和质量上的要求，使有限的水资源获得最大的利用效益和永续利用。配置过程中，充分考虑水资源条件和开发利用现状，以及经济社会发展趋势对水资源的要求与影响，确定水资源配置总体策略，协调水资源布局与经济社会发展模式，提出各分区（片）水资源开发重点与利用方式、产业发展与土地利用调整方向，社会管理要求和具体的配置格局。水资源配置采取多种有效措施对水资源进行调配，调配的方式主要有地表、地下水联合运用；客水与当地水资源联合调度；蓄、引、提水多水源统筹安排；污水资源化、中水回用等多种水源相结合等。因此，研究响水县水资源优化，提出水资源配置模型。

1 响水县水资源现状

响水县位于江苏省东北部沿海地区，地处淮河下游。东临黄海，北枕灌河，西连灌南、涟水，南抵中山河与滨海县毗邻。全县现状P=50%、P=75%和P=95%年型当地水资源可利用总量（不包括外调引水）分别为21833万m3、16256万m3和9655万m3，水功能区平均达标率68.8%，工业用水定额和单位GDP用水量均高于全省平均水平。响水县人均综合用水654 m3/人，万元地区生产总值用水量121 m3/万元，农田灌溉亩均用水量为353 m3/亩，万元工业增加值用水量17.1 m3/万元。响水县当地水资源总量丰、枯年型差异较大。具体见表1。

表1 响水县当地水资源总量计算成果表（单位：万m3）

可以看出，目前响水县的水资源有如下特点：①地表水水资源呈现时空分布不均，缺乏干型配水工程。②水资源供需矛盾突出，必须采取有力措施挖掘节水潜力减小规划水平年去税率。③污水处理不充分，中水会用率严重不足。④水污染问题突出。

2 水资源配置原则

（1）可持续发展原则。水资源可持续利用强调水资源～生态环境～社会经济复合系统协调发展。发展才是硬道理，公平配置一定要符合发展要求。可持续发展要协调上下游、左右岸、行业间的利害冲突，兼顾各方的利益，注重当前利益与长远利益的结合，尤其要注重生态环境效益。

（2）生态平衡原则。在生态系统运行中，水以不同形式运动，为各种生物的生存繁衍提供物质、能量及环境，水资源开发利用，不能危及生态系统动态平衡。

（3）公平性原则。水资源是人类及一切生物赖以生存和发展的基础资源，构成自然生态系统的控制性因子，水资源配置要做到公平合理。

（4）用水高效性原则。水资源作为一个国家综合国力的有机组成部分，是不可替代的生产资料，受到市场经济规律的支配，要提高使用效益，要发挥市场配置资源的基础作用，使有限的水资源，尽可能多地创造社会财富。

（5）节水优先、治污为本原则。努力提高全行业节水意识，推广节水器具，发展节水工业和节水农业，努力降低工农业生产对水资源的不合理使用，有效治理水污染，减少水污染物的排放量，提高水污染治理效率，不断加大水污染整治力度，保证水质达标排放和满足水资源重复利用的要求。

（6）因地制宜、量水而行。因地制宜，量水而行，考虑区域水资源和工程供水能力的实际情况，切实加强水资源的合理利用，减少水资源的不合理调配损失，提高水资源的利用效率。

3 水资源配置模型

水资源配置的基本思路是以水资源供需分析为手段，以水资源分区（片）为单元，进行各规划水平年及其年型各行业的水资源供需分析；根据供需平衡缺口及规划目标实现程度，采取强化节水、增加当地蓄水和跨流域调水、加强污水处理回用、调整产业结构等措施，最终实现供水规划目标。水资源配置以水资源分区（片）作为计算单元，在区域之间、用水部门之间进行合理配置。

3.1 多目标规划模型

按照供水优先顺序和水量调度优先顺序，结合响水县水资源分布特点以及社会经济发展形势制定相关目标函数。

3.1.1 模型水资源配置目标

用水配置次序：在遵循各分区(片)尽量公平的前提下，水量丰沛时，按定额满足各分区（片）的各类经济活动用水。水量紧缺时应按以下次序供水：Ⅰ级优先满足居民生活基本用水；Ⅱ级优先满足电力、骨干航线等事关经济生活全局安全的行业用水；Ⅲ级优先满足最小生态环境用水；Ⅳ级满足其他生产用水，优先考虑国计民生、经济效益好的工业和农业用水；最后安排兼顾其他用水。其模型形式表示为式（1）：

式中：F1为非传统水源的利用量，万m3；i为计算单元；个；I为计算单元总数；j为用水部门类别，个；J为用水部门总数；t为计算时段，月；T为计算时段总数；Skijt为非传统水源对第i个计算单元中第j类用水部门在第t时段的供水量，万m3；k为水源类别[1]。

3.1.2 模型约束条件

（1）人均经济收入约束。

人均经济收入表示为式（2）：

式中：M为该区域总人口；T0为该区域最低收入标准。

（2）供水能力约束

水源i向所有用水户的供水量总和应小于其可供水量，表示为式（3）：

式中：Wi为表示水源i的可供水量，不同水源的可供水量分别由现有的供水工程和规划的供水工程来确定。

（3）用水系统供需变化约束。即用户j从水源获得的水量应该介于该用户需水量的上下限之间[2]，见式（4）：

式中：Hj，Lj为用户 j需水量的上、下限。

(4)变量约束条件。变量非负约束，见式（5）：

3.1.3 模型求解

以响水县行政区划为计算单元，包括通榆河西区、通榆河东区、废黄河高亢地区和沿海滩涂区等4个计算区域。计算单元主要用来满足不同用水区域和部门的水源配置问题。按照供水优先顺序和水量调度原则[3]，确定优先考虑地表水供给，在地表水源匮缺时考虑增加地下水和非传统水源的供给，从可持续利用角度，要积极开辟新的引水水源，优先满足居民生活用水，合理安排其他生产用水。在缺水量上通过配置，以基于现状可供水量节水方案为基础，确保供水规划目标的实现。平衡各用水部门之间的供水量，同时使其缺水量均化，模型见式（6）：

式中：F3为缺水率，%；Dj为第 j类用水部门的需水量，万 m3；Sjk为第 j类用水部门的供水量，万 m3；αj为第 j类用水部门相对其他用水部门优先得到供给水源的重要程度系数，%。

4 水资源配置方案

响水县各规划水平年经济社会水资源需求总量配置，均按实现供水规划目标所对应的需水总量进行配置。本次配置所采用的供水规划目标：在生活、工业、建筑三产和河道外生态用水优先满足的基础上，2015年，农业灌溉保证率80%；2020年和2030年，农业灌溉保证率90%。

4.1 以现状可供水量为基础的配置

响水县经济社会需水总量的配置以现状可供水量为基础，旨在通过节水方案的实施，对规划水平年按现状可供水量与规划供水目标下节水方案需水量进行供需平衡计算，分析配置后的缺水形势。响水县不同保证率下基于以现状可供水量为基础的配置成果见表2，表3和表4。

表2 以现状可供水量为基础的配置（规划供水保证率年型P=50%）

表3 以现状可供水量为基础的配置(规划供水保证率年型P=75%)

表4 以现状可供水量为基础的配置(规划供水保证率年型P=90%)

5 结论

（1）基于以现状可供水量为基础的配置表明，P=50%年型，除沿海滩涂区缺水外，其它3个区已基本达到供需平衡；P=75%年型，沿海滩涂区2020年和2030年重度缺水，其它3个区缺水率基本在10%～20%左右，轻-中度缺水。

（2）规划供水保证率年型2015年农业需水按P=80%、2020年和2030年按P=90%，下同)，沿海滩涂区严重缺水，其它区中-重度缺水。

（3）配置结果表明，即使在节水方案条件下，规划水平年缺水形势仍较为严峻，在推进节水型社会建设的同时，需通过治污挖潜、增加当地蓄水增加供水量，适当利用雨水和海水等非常规水源，以缓解干旱年型的缺水形势。