浅析工业园区需水量预测方法

陈永娟

（甘肃省张掖市甘兰水利水电建筑设计院，甘肃 张掖 734000）

1 概述

高台县位于河西走廊中部，是我国西北严重缺水地区之一。随着经济社会的快速发展和城市化水平的不断提高，水资源供需矛盾日趋加剧，缺水已成为该县经济社会可持续发展的“瓶颈”。高台县南华工业园位于高台县南华镇镇区东南，规划面积34 km2，目前园区已入驻中化高台番茄制品有限责任公司等53户企业，形成了以农副产品加工、装备制造、化工等为主的产业体系。2015年园区实现工业总产值9.97亿元，工业增加值4.27亿元，现状园区工业用水为地下水，用水量240万m3，万元工业增加值用水量56.2 m3。随着高台县工业化的快速发展，工业需水量越来越大，工业供水水源日趋紧张，工业需水量预测对实现区域水资源的可持续利用和经济社会的可持续发展具有重要意义。

2 工业需水量预测方法

工业需水量预测方法主要有趋势预测法、灰色预测法、分块预测法、相关法、单位面积指标法、定额法、用水重复利用率提高法等，这些方法各具特色，各有一定使用条件，趋势法与相关法适用于具有一定工业基础的城市或具有一定基础的行业，分块预测法适用于需水量有突变或工业用水组成极不均衡的情形[1]。根据高台县工业发展情况，本文主要采用单位面积指标法、定额法和用水重复利用率提高法预测高台县南华工业园区规划年（2025年）工业需水量。

2.1 单位面积指标法

现行国家标准根据工业污染程度划分工业用地类别，并在《城市给水工程规划规范》（GB 50282-2016）中制订了单位工业用地用水量指标，根据不同性质单位用地水量指标估算规划区工业用水量[2]。计算公式如下：

式中：W为工业年用水量，万 m3/a；Q为最高日用水量，m3/d；Fi不同用地类型面积，km2；qi不同用地类型用水量指标，万 m3/(km2·d)；k为日变化系数，取 1.5。

南华工业园区建设用地33.08 km2，其中公共管理与公共服务用地0.03 km2、商业服务业设施用地0.702 km2、二类工业用地10.92 km2、三类工业用地9.55 km2、物流仓储用地2.71 km2、交通设施用地5.42 km2、公用设施用地0.45 km2、绿地及广场用地3.28 km2。根据不同类别用地面积和单位面积用水量指标计算得园区最高日用水量为8.57万m3/d，年用水量2086万m3。成果见表1。

表1 工业园区单位面积指标法工业需水量计算成果表

2.2 定额法

本文工业需水定额采用单位工业产品用水量指标。根据工业发展目标，确定未来水平年各工业产品年产量，充分考虑行业生产工艺、节水、技术改造、污水回用等情况，类比同行业先进水平，预测单位产品需水定额，进而确定园区工业需水量[3]。

计算公式如下：

式中：W为工业需水量，万m3；Qi为第i种工业产品规模，t；Pi为第i种工业产品单位用水量，m3/t。

根据《甘肃高台工业园区发展规划（2015-2020）》，南华工业园区规划工业企业包含煤制气循环经济项目、特色农畜产品精深加工循环项目以及建筑建材循环项目三大类，按照企业规模和相应产品取水定额计算得园区2025年工业用水量为425万m3，成果见表2。

表2 工业园区定额法工业需水量计算成果表

2.3 重复利用率提高法

一般情况下，区域工业结构不发生根本变化时，万元工业增加值用水主要取决于重复利用率[1]。采用重复利用率提高法计算工业需水量公式如下：

式中：Q2为预测年万元工业增加值用水量，m3/万元；Q1为现状年万元工业增加值用水量，m3/万元；k为综合影响因子（包括科技进步、产品结构等因素）[4]，一般取值在0.01～0.05；n为预测年数；m2为预测年工业用水重复利用率，%；m1为现状年工业用水重复利用率，%；W为预测年工业需水量，万m3；IVA为预测年工业增加值，亿元。

现状年南华工业园区万元工业增加值用水量56.2 m3，工业用水重复利用率90.3%。根据《甘肃高台工业园区发展规划（2015-2020）》，园区规划水平年工业用水重复利用率为93%，计算得园区规划年万元工业增加值用水量为30 m3，与最严格水资源管理31 m3的红线指标基本一致。根据高台县工业发展规划，工业增加值增长率为12%，预测规划年园区工业增加值为13.26亿元，据此计算得园区2025年工业用水量为397万m3。

3 成果分析

经比较分析，单位面积指标法预测成果偏大，定额法和重复利用率提高法预测成果基本接近。各方法预测园区工业需水量成果对照情况见表3。

表3 各方法预测园区工业需水量成果对照表

工业用水与城市性质、工业化历程、产业规模、产业结构、工艺技术水平和节水措施等因素密切相关，工业用地用水量随着主体工业生产规模、技术先进程度的不同差别很大，《城市给水工程规划规范》制订的单位工业用地用水量为全国通用性指标，覆盖范围大，不同城市该指标指导性不同，特别是对于工业园区，现行指标明显偏大，导致预测的工业园区用水量偏大。

定额法以单位工业产品用水量为定额指标，考虑了行业和产品规模、生产工艺和生产设备、用水管理水平以及水资源条件等影响因素，产品产量通过对各工业企业逐一统计得到，用水定额通过分析现状用水、行业先进水平等综合确定，很好地反映了工业布局的区域和行业特性，结果可靠性较高[3]。

重复利用率提高法基于区域工业结构基本不变的情形，考虑了生产设备更新、工艺流程改进等因素，增加修正系数，预测比较合理。南华工业园区工业结构趋于稳定，万元增加值用水主要取决于重复利用率，故重复利用率提高法成果也合理。

4 结论

（1）本文通过三种方法预测高台县南华工业园区工业需水量，经比较分析选取定额法预测成果，即2025年南华工业园区工业用水量为425万m3。

（2）单位面积指标法一般在城市总体规划时不确定因素较多、基础数据不充分、工业产品工艺流程、生产规模、技术水平、水的重复利用率等未知的情形下，粗略预估区域工业需水量，具有简便高效快捷的优点，但由于考虑因素较少，预估成果一般偏大，可靠性不高。

（3）定额法较好地考虑了区域工业布局、用水现状及先进水平，具有较好的统计基础，并充分反应不同行业的差别，可靠性较高，主要适用于产品产量明确的工业园区用水量预测。

（4）重复利用率提高法适用于区域工业结构基本不变的情形，考虑了单位用水量与用水重复利用率两者的内在联系，加入了生产设备更新、工艺流程改进等产生的修正系数，预测成果也比较合理。