太原市水资源承载力现状分析和对策研究

赵 芳

（太原市水资源管理保护中心，山西 太原 030002）

0 引言

太原作为典型的资源型城市，长期承载着重要的经济社会活动，水资源的供需矛盾已成为太原市经济社会可持续发展、居民生活水平提高和生态环境改善的长期制约因素。为促进水资源科学开发、节约利用、高效配置、有效保护，太原市人民政府发布《关于实行最严格水资源管理制度的实施意见》（以下简称《意见》），推动经济社会与水资源承载能力协调发展。2018 年3 月，以资源型城市转型升级为主题，经国务院正式批复，同意太原市建设国家可持续发展议程创新示范区[1]，太原必须加强水环境治理力度，才能有力推动经济转型升级和生态文明建设，促进经济结构调整和发展方式转变。

分析探讨太原市水资源承载能力的意义主要有三个方面：一是要根据太原市水资源开发利用现状，客观地分析产业结构布局和发展规模，进而更加科学地采取相适应的社会经济发展模式[2]；二是要根据水资源承载能力的可变性，积极探索如何提高水资源的承载能力，在可持续发展的基础上支撑更大的经济和人口规模，创造优良的城市人居环境[3]；三是处理好水资源承载能力与宏观经济社会活动之间的关系，有效改善城市水问题，全面建设国家节水型城市，实现水资源与社会、经济、环境之间的和谐发展[4]。

1 太原市水资源承载能力评价指标

在太原市水资源承载能力[5]研究中，将水资源承载能力与水环境承载能力综合考量，不只考虑水资源量的承载能力，而且考虑水资源质的承载能力。为衔接最严格水资源管理“三条红线”指标，选取用水总量、地下水开采量、水功能区水质达标率控制、水功能区主要污染物入河限排量4 项指标作为太原市水资源承载能力评价的主要指标[6]。

1.1 用水总量指标

根据《意见》，太原市用水总量控制目标如下：2020 年用水总量控制在8.06 亿m3以内，2030 年用水总量控制在10.47 亿m3以内。

1.2 地下水开采量指标

根据《太原市水资源综合规划报告》[7]中水资源二次评价的成果，太原市地下水可开采量为36 752 万m3，其中，平原区地下水可开采量为18 941 万m3。

1.3 水功能区水质达标率控制指标

根据《意见》，太原市水功能区水质达标率控制目标是：到2020 年，太原市主要江河湖库水功能区水质明显改善，重要江河湖泊水功能区水质达标率提高到71%以上，城镇供水水源地水质全面达标。到2030年，太原市江河湖库水功能区基本实现达标，重要水功能区水质达标率达到86%以上，集中式地下水饮用水水源地水质全面达标[1]。

1.4 水功能区主要污染物入河限排量指标

根据《山西省水功能区纳污能力核定和分阶段限制排污总量控制方案》中，有关太原市重要水功能区分阶段限制排污总量指标，2020 年太原市水功能区污染物限排量，主要污染物COD 年限排量为31 494.2 t，氨氮年限排量为3 979.5 t。2030 年太原市水功能区污染物限排量，主要污染物COD 年限排量为15 079.8 t，氨氮年限排量为729.6 t。详见表1。

表1 太原市重要水功能区COD 和氨氮分阶段限排量

2 太原市水资源承载负荷核算

2.1 用水总量

根据《2020 年太原市水资源公报》数据显示，2020 年太原市总用水量80 561.21 万m3，其中农田灌溉用水量14 157.9 万m3，占总用水量的17.57%；城镇工业用水量24 755.44 万m3，占总用水量的30.73%；居民生活用水量24 870 万m3，占总用水量的30.87%；林牧渔蓄用水量1 203.87 万m3，占总用水量的1.49%；生态环境用水量9 120.05 万m3，占总用水量的11.32%；城镇公共用水量6 453.95 万m3，占总用水量的8.01%。

2.2 地下水开采量

2020 年太原市地下水开采量22 491.85 万m3，占总用水量的27.92%。在地下水开采量中，平原区开采量为10 031.37 万m3，占地下水开采量的44.6%；山丘区12 460.48 万m3，占地下水开采量的55.4%。

2.3 水功能区水质达标率

根据《2020 年太原市水资源公报》可知，2020 年太原市汾河干流9 个水功能区进行全覆盖监测，其中2 个排污控制区无水质目标，因此不做达标评价。参与达标评价的7 个水功能区中，符合最严格水资源管理制度考核要求的有5 个，水功能区水质达标率为71.4%。

2.4 水功能区主要污染物入河量

根据有关调查统计数据，2020 年太原市污水排放总量22 994.24 万m3。其中工业废水2 403.03 万m3，第三产业和城镇居民生活污水20 591.21 万m3。全年污水处理量21 384.64 万m3，污水处理率93%。2020年太原市水功能区主要污染物现状排放量，COD 为12 834.85t、氨氮为1 901 t。

3 太原市水资源承载能力现状评价

对太原市水资源承载能力评价采用单因素分析法，通过对比各要素指标评价标准，客观判断其承载状况。根据《全国水资源承载能力监测预警机制技术大纲》[8]（以下简称《大纲》）中水资源承载状况分析评价标准见表2。

3.1 水量要素评价

本次评价以2020 年为现状年，太原市年用水总量W＝80 561.21 万m3，年用水总量指标W0为8.06 亿m3，W/W0为0.999 5。根据表2 中的水资源承载状况分析评价标准，水资源承载状况评价为用水总量处于临界状态。

2020 年太原市平原区地下水开采量G为10 031.37万m3，由于现有的地下水开采量统计数据没有分出深层承压水开采量，基本上全部归入浅层地下水。浅层地下水多年平均可开采量指标G0为18 941 m3，G/G0为0.53。根据表2 的评价标准，太原市平原区地下水承载状况整体为不超载。2020 年太原市山丘区地下水开采量为12 460.48 万m3，其多年平均可开采量指标为17 811 万m3，因此，太原市山丘区地下水整体未超采。

表2 水资源承载状况分析评价标准[9]

通过上述水量要素单指标评价结果，表明太原市用水总量为临界状态，平原区地下水量为不超载。根据全国水资源承载能力评价技术要求的规定，太原市水量要素整体判定为处于临界状态。

3.2 水质要素评价

太原市2020年主要水功能区水质达标率Q为71.4%，水功能区水质达标率控制指标Q0为71%，Q/Q0为1.01，根据表2 的评价标准，水资源承载状况评价为水质状态不超载。

2020 年太原市水功能区主要污染物现状排放量P，COD 为12 834.85 t、氨氮为1 901 t；污染物限排量P0，COD 为31 494.2 t、氨氮为3 979.5 t。因此，COD 的P/P0为0.41，氨氮P/P0为0.48，根据表2 的评价标准，为不超载。

按照上述水质要素单指标评价结果，太原市水质指标评价是不超载。

3.3 综合评价

根据《大纲》水资源承载能力综合评价判别标准，当水量、水质任一指标为严重超载、超载或临界状态时，则水资源承载能力综合评价为严重超载、超载或临界状态；当水量、水质两指标均不超载时，则水资源承载能力综合评价为不超载。

根据上述综合评价标准，太原市水量要素整体判定为临界状态，水质要素整体判定为不超载。因此，太原市水资源承载现状综合评价为临界状态。详见表3。

表3 水资源承载状况评价情况

4 太原市水资源承载状况成因分析

4.1 水资源禀赋条件

根据《太原市水资源综合规划报告》中水资源评价的成果和《2020 年太原市水资源公报》数据显示，1956—2000 年的多年平均水资源总量为5.34 亿m3，多年平均水资源可利用量4.31 亿m3。2020 年全市水资源总量为61 341 万m3，人均水资源量115.6 m3/人，全国人均水资源量2 239.8 m3/人，全市人均水资源量为全国人均水资源量的5.16%，是我国水资源极为匮乏的城市之一。因此，太原市水资源禀赋条件是极度匮乏的，且时空分布不均，缺水问题严重。

4.2 社会发展状况

根据《2020 年太原统计提要》数据显示，2020 年太原市常住人口约为530.41 万人。太原市实现地区生产总值（GDP）4 153.25 亿元，人均GDP 为7.83 万元。太原市2020 年人均用水量为151.88 m3/人，万元GDP（当年价格）用水量19.40 m3/万元。因此，太原市区域人口众多，城镇化水平高，工业化程度发达，污染物排放也日益加剧，区域的经济社会发展和用水规模对太原市水资源供给造成了巨大压力。

4.3 水资源开发利用情况

太原市2020 年全市总供水量80 561.21 万m3。其中，地表水源供水量42 347.67 万m3，占总供水量的52.57%；地下水源供水量22 491.85 万m3，占总供水量的27.92%；其他水源供水量15 721.69 万m3，占总供水量的19.51%。2020 年全市耗水总量56 725 万m3，平均耗水率70.4%。太原市多年来一直处于地下水过度开采，用水量远超其水资源承载能力[9]；地表水开发利用程度也超过其相应的多年平均资源量。

4.4 水生态损害情况

由山西省人民政府确认的太原市地下水超采区有3 个，即太原市城郊中型孔隙浅层地下水超采区、兰村泉域大型岩溶水超采区和晋祠泉域大型岩溶水超采区，3 个超采区总面积3 348 km2，涉及全市10 个县区，占全市总面积的48.42%。2020 年太原市中深层孔隙水降落漏斗基本可分为阳曲漏斗区、北营漏斗区和小店漏斗区，3 个漏斗区总面积23.6 km2。虽然地下水超采程度在减缓，但由于历史欠账太多，超采区面积依然很大、超采中心水位埋深较大，最大埋深达到73.56 m。因此，太原市的经济社会活动对水生态造成了严重的损害。

5 太原市水资源调控对策建议

根据上述太原市水资源承载状况成因分析，提出以下与太原市经济社会发展相适应、相协调的对策建议。

5.1 合理控制经济社会发展规模，减少用水量与污染负荷

太原市是一座以能源、冶金、机械、化工为支柱的重工业城市，产业结构显现出“三、二、一”的布局特征[10]。目前，太原市资源型产业依赖较大，新旧产业接续不力，产业层次不高，区域产业结构和规模与水资源承载能力不相适应，需要合理控制太原市经济社会发展规模，调整产业结构，减少经济社会用水[11]。淘汰落后产能，发展低污染、无污染、节水和资源综合利用项目。

5.2 统筹调配多种水源，合理提高水资源承载能力

目前，太原市的供水，地下水占27.73%，地表水占54.63%，污水处理回用量占17.64%。在地表水供水中，引黄水量占总供水的13.18%，占地表水供水的24.13%。现状太原市本地地表水已基本充分利用，在地下水非超采区适度开采地下水，合理增加引黄水量，加大非常规水利用，尤其是加大污水处理回用量，充分利用矿坑水和雨洪资源。同时，提高水循环利用水平和效率，可促进提高太原市水资源承载能力。

5.3 强化水资源保护，减少入河污染物排放

汾河太原段和各主要排污渠污染严重，应强化水资源保护，深化水污染防治。推进良好水体和集中式饮用水源地保护，加大城市生活污水处理力度，严禁向汾河河道新增生活污水排污口和排污量。加强农村生活污水防治，加快推进焦化、钢铁、煤炭等重点行业废水深度处理，促进污水再生利用。开展地下水污染防治与修复，完成汾河水库生态环境保护和汾河太原段综合治理工程建设。

5.4 推进水生态修复与保护，恢复河湖生态功能

强化“绿水青山就是金山银山”的意识，以河长制为抓手，坚持自然修复与人工修复相结合，统筹规划实行山、水、林、田、湖综合治理，提高太原市生态环境承载能力，持续改善水生态环境。在河流源头、岩溶泉域重点保护区和饮用水水源保护区，实施科学造林、种草，实行封山育林，提高植被覆盖率，涵养水源。严格控制地下水开采，开展地下水超采区综合治理和地下水修复。加强农村环境治理，减少水土流失。加强河道及边岸生态修复，修复河道生态系统。开展调水引水，增加生态基流，保障河道生态需水量。加快建设海绵城市，促进城市水系统良性循环。

5.5 健全水资源管理制度，建立水资源承载能力监测预警机制

加强监控能力建设，建立水资源承载能力监测预警体系，合理设定水资源消耗上限。进一步完善水资源监测预警网络建设，充分利用国家水资源监控能力等信息平台，强化水资源和水环境实时监测，实行数据资源共享、可视化协同会商和信息发布。加强重要水体、河流源头区、水源地、水源涵养区的水位和水质监测与预报预警。加快应急反应机制建设，提升快速反应监测能力，实现突发水污染事件和应急供水统一指挥，多级联动。