丽江市古城区水资源供需分析

牛明慧，程 龙，2，苟耀峰，卢锟明，张高锋

(1. 中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司，西安 710065;2. 黄河流域生态保护和高质量发展研究中心，西安 710065)

0 前 言

水资源是区域社会经济发展不可或缺的重要资源，也是可持续发展的战略资源[1]。随着人类活动影响和社会经济不断发展，城乡生活、工业、建筑业、生态环境、农业等用水迅速增加，水资源供需矛盾更加突出，水资源短缺成为社会经济可持续发展的制约因素[2-4]。水资源需求预测、可供水量复核、供需分析等研究变得尤为重要，可为地区科学合理的制定水资源配置方案提供有力支撑，对实现水资源可持续开发利用具有重要战略意义[5-7]。

古城区位于云南省丽江市中部，境内山峦叠嶂，群峰簇聚，地势西北高、东南低。区域内水资源以地表水为主，主要由河流及降水补给，年内年际分布不均，且水资源调配能力薄弱，旱涝灾害频发。此外，区域内水资源利用效率不高，加剧了水资源供需矛盾。本文对古城区水资源开发利用现状进行分析，并结合未来经济社会发展要求，进行水资源供需预测及平衡分析，以期为古城区未来水资源综合开发利用保护和水源合理配置提供科学依据。

1 研究区概况

古城区地理位置介于东经100°10′～0°28′，北纬26°35′～27°10′之间，总面积1 255.4 km2[8]。地处滇西横断山纵谷区东北部，海拔在2 360.00～3 000.00 m，属低纬度高原季风气候区，年平均气温12.6 ℃，年降水量750～1 200 mm，5—10月为雨季，降水量占全年的94%，11月至次年4月为旱季，降水量占全年的6%。2019年末，常住人口22.18万人，其中城镇人口17.78万，农村人口4.4万，城镇化率80.14%；旅游人口3 515.2万人次；地区生产总值172.5亿元，其中第三产业127.8亿元，是当地的支柱产业；耕地面积7 760 hm2，以旱地为主，有效灌溉面积4 267 hm2，主要种植作物为玉米、小麦、烤烟、豆类、蔬菜等。古城区北靠玉龙雪山，境内有世界文化遗产丽江古城等世界知名景点，旅游业较发达，是丽江市政治、经济、文化交流中心。

2 古城区水资源及其开发利用现状

古城区多年平均水资源量5.59亿m3，其中地下水资源量约1.60亿m3，产水系数0.38，产水模数41.72万m3/(km2·a)。按2019年人口计算，人均占有水量2 520 m3/人，低于全国平均值，仅为丽江市人均水资源量的42%。

截至2019年底，古城区已建1座中型水库，即团山水库；2座小(1)型水库，即清溪水库和中济水库；7座小(2)型水库，2 524个小塘坝或小水窖，此外还有28处引水工程、33处提水工程。水利工程设计供水能力12 551万m3，其中蓄水工程2 112万m3，占16.8%；引水工程9 200万m3，占73.3%；提水工程605万m3，占4.8%；水井工程150万m3，占1.2%；其他水源357万m3，占2.8%。

2019年古城区总供水量1.195亿m3，其中地表水1.144亿m3，地下水0.015亿m3，其他水源供水量0.0357亿m3，人均水资源开发量仅为538 m3；总用水量1.195亿m3，其中生产用水0.8585亿m3，生活用水0.075 5亿m3，生态环境用水0.261 2亿m3；耗水量0.815 8亿m3，综合耗水率66.3%。

3 古城区水资源开发利用存在的问题

(1) 水资源时空分布不均

古城区水资源以地表水为主，主要由漾弓江、黑白水河、文化河和龙山河及降水补给，河流天然径流量春季占9.78%，夏季占64.9%，秋季占24.25%，冬季占1.06%。水量多集中在7—10月，约占全年的75%～85%，年际变化系数更是达高达6.58。而用水对象为农业、工业、生活、景观和绿化等，农业用水集中在4—6月，其他用水过程相对均匀，造成地表水来水量和用水量在时空分布上不匹配。区域内水资源年内年际变化大，又缺少蓄水工程，形成用时无降雨、降雨大时蓄不住局面，汛期常发生洪涝灾害，存在工程性缺水问题。

(2) 用水效率有待提高

古城区现状水资源利用存在浪费现象。农业大水漫灌仍然存在，现状灌溉水利用系数为0.5157，低于全国平均水平0.559；现状节水灌溉面积占有效灌溉面积的30%，占比较低。工业用水新设备和节水新技术研发和推广力度不够，工业用水重复利用率不足85%，低于云南省节水行动实施方案中要求的91%。服务业方面，旅游业是本区的支柱型产业，相应住宿、餐饮、卫生等需水量较大，宾馆和餐馆等节水设施配套不齐全，存在浪费现象。

(3) 水资源供需矛盾日益凸显

现状年古城区P=95%代表年河道外需水量10 462万m3，供水量8 797万m3，缺水量1 665万m3，缺水率15.9%，属于中度缺水。随着古城区社会经济发展，越来越多大型工业、企业逐步落户于工业园区，且古城区是全国有名的旅游城市，旅游人口较多，水资源紧缺严重制约着工业、旅游业用水，限制着工业、旅游业的发展和生态环境的改善。随着时间推移，经济快速发展，生活水平逐步提高，水资源需求进一步增加，水资源供需矛盾逐步加剧。

4 水资源供需预测及平衡分析

4.1 古城区用水趋势分析

古城区正处于进一步加快开发开放，实现科学发展、和谐发展、率先发展的关键时期，对水资源保护与开发利用工作提出了新的、更高的要求。合理开发利用水资源，必须以科学发展观为指导，坚持人与自然和谐共处，防洪抗旱与开源节流并举，水环境保护与生态修复并重，统筹城乡水利发展和生产、生活、生态用水需求，着力解决水资源的制度建设。

古城区按照丽江市的总体部署，建设了高新技术产业经济园区和国际空港经济园区。随着新型工业化进程不断深入，各种资源需求量不断提高，尤其是水资源需求量的增加，使区域水资源短缺问题进一步凸显，影响了社会经济发展、改善生态的步伐。

随着古城区人口增加、人民生活水平提高和旅游业的发展，生活需水量将呈现逐年增加趋势；随着高效节水灌溉面积增加、农业节水水平提高和农业结构的调整，农业需水量将呈现逐年降低的趋势；随着工业规模扩大，工业需水量将呈现逐年增加趋势；随着生态环境改善的需要，生态环境需水量将呈现逐年增加趋势。总体来看，虽然农业需水因节水措施的实施有所减少，但其他行业用水需求仍将不断增加，总用水需求将呈增长的趋势。因此，亟需进行古城区水资源供需平衡分析，为加快水资源合理开发利用提供科学支撑。

4.2 古城区需水量预测

本次研究需水量主要采用定额法和趋势法进行预测，按下式计算：

W(总，n)=∑W(i, n)

(1)

W(i, n)=P(i, n)×Di

(2)

P(i, n)=P(i, 0)(1+ai)n

(3)

公式(1)～(3)中：W(总，n)为预测的区域需水总量，万m3；W(i, n)为i用水行业预测的需水量，万m3；P(i, n)为i用水行业预测的社会经济指标；P(i, 0)为i用水行业现状社会经济指标；ai为i用水行业指标年均增长率，%；n为预测年限。

社会经济指标综合分析历年各指标变化、发展趋势等进行预测，用水定额结合现状用水实际、用水趋势和行业用水标准确定。用水行业包括城镇生活、农村生活、工业、建筑业、第三产业、河道外生态和农业。

(1) 城镇生活需水

城镇生活需水包括常住人口需水和旅游人口需水，采用趋势法和定额法预测。经计算，2035年常住人口26.84万人，城镇化率85%，城镇人口22.82万人，用水定额110 L/(人·d)；旅游人口6 583.9万人次，折算为常住人口为27.06万人，用水定额105 L/(人·d)。考虑管网漏损和水厂自用后，城镇生活需水量2 385万m3。

(2) 农村生活需水

农村生活需水包括农村居民生活需水和牲畜需水，采用趋势法和定额法计算。经计算，2035年农村人口4.03万人，用水定额70 L/(人·d)；大牲畜1.37万头，定额50 L/(人·d)；小牲畜11.22万头，定额20 L/(人·d)。考虑漏损后需水量262万m3。

(3) 工业需水

工业需水预测比较复杂，涉及区域工业发展布局、产业结构调整、生产技术改进等诸多因素。常用的工业需水预测方法有：趋势法、定额法、分行业预测法、综合用地指标法及系统动力学法等[5]。本次研究工业需水包括一般工业需水和工业园区需水。一般工业需水采用趋势法和定额法计算，工业园区需水采用综合用地指标法预测。经预测，2035年一般工业增加值为13.3亿元，用水定额为30 m3/万元，需水量668万m3；3片工业园区需水量为2 666万m3。2035年工业需水总量为3 334万m3。

(4) 建筑业需水

建筑业需水采用趋势法和定额法预测。经预测，2035年建筑业增加值为35.9亿元，用水定额12 m3/万元，考虑损失后需水量501万m3。

(5) 第三产业需水

第三产业需水采用趋势法和定额法预测。根据古城区国民经济发展规划，结合产业结构调整，2035年三次产业占比为3.0∶23.1∶73.9。2035年第三产业增加值405.6亿元，用水定额12 m3/万元，考虑损失后需水量5 942万m3。

(6) 河道外生态环境需水

河道外生态环境需水主要包括城镇绿化和环卫用水，本次研究采用人均定额法预测。随着城镇化率提高和旅游业发展，生态环境用水要求越来越高，2035年公共环境用水定额为55 L/(人·d)，结合城镇人口预测成果，河道外生态需水量1 111万m3。

(7) 农业需水

农业需水采用定额法预测。根据农业发展规划及行业用水定额标准，确定2035年灌溉面积、种植结构、灌溉制度、灌溉定额、灌溉水利用系数等，采用农业综合灌溉定额与灌溉面积的乘积预测不同频率的农业需水量。经计算，2035年农业多年平均需水量2 094万m3，P=75%代表年需水量2 355万m3，P=95%代表年需水量2 667万m3。

(8) 需水总量

经各行业需水预测，2035年多年平均需水量15 630万m3，P=75%代表年需水量15 891万m3，P=95%代表年需水量16 203万m3。各用水行业需水量预测结果见表1。

表1 古城区河道外需水量预测成果 /万m3

4.3 古城区可供水量预测

供水预测是区域水资源供需平衡分析的前提与依据，以现有供水设施为基础，不同保证率情况下，考虑需水要求，对规划水平年水源工程可供水量的预先测定[9-10]。

(1) 基准年可供水量

以2019年古城区供水设施调查为基准，可供水量计算时中型水库采用典型年法调节计算，小型水库和塘坝采用复蓄系数法计算，引提水工程根据引提水流量计算，地下水根据区域可开采量及近年利用情况综合分析计算，其他水源根据现状工程规模及利用情况计算。经计算，古城区现状多年平均可供水量9 289万m3，其中地表水水源8 782万m3，地下水水源150万m3，其他水源357万m3。现状年河道外可供水量见表2。

表2 古城区现状年河道外可供水量 /万m3

(2) 规划新增可供水量

规划新增可供水量主要依据《丽江市水资源综合规划》《丽江坝区水资源综合规划》《丽江市古城区地下水利用与保护规划》[11-13]规划的工程及要求确定，随着地表水源工程增加，多年平均可供水量增加3 413万m3；为保护地下水资源，逐渐减少地下水开采量，压减地下水50万m3；通过加大非常规水资源利用，其他水源可供水量增加270万m3。古城区河道外新增可供水量见表3。

表3 古城区河道外新增可供水量 /万m3

(3) 2035年可供水量

规划年2035年可供水量为现状可供水量扣除挤占河道内生态环境用水后加新增水源工程可供水量。多年平均可供水量12 922万m3，其中地表水12 195万m3，地下水100万m3，其他水源627万m3。古城区2035年河道外可供水量见表4。

表4 古城区2035年河道外可供水量 /万m3

4.4 水资源供需平衡分析

水资源供需平衡分析应遵循“先节水后调水、流域和区域相结合、综合利用和保护相结合”的原则，通过各种措施提高生活、生产和生态水量的有效利用程度，对区域水资源合理开发利用具有重要意义[14-16]。

古城区各行业需水预测时，已充分考虑节水措施，结合区域社会经济发展、产业布局、使用新工艺和新设备、推广节水器具等诸多因素，拟定工业、农业、建筑业等节水用水定额，并通过实施管网改造降低供水管网漏损，提高水资源利用效率。工业用水定额由现状年的50 m3/万元降低为30 m3/万元。农业多年平均、P=75%、P=95%综合用水定额由现状年的219、246、281 m3/亩降低为210、236、267 m3/亩，高效节水灌溉面积占比由31%提高到60%，灌溉水利用系数由0.52提高到0.7。建筑业用水定额由20 m3/万元降低为12 m3/万元。城市供水管网漏损由现状年的19%降低为9%，农村供水管网漏损由25%降低为15%。

按照资源统管、区域协调、城乡统配、突出重点的水资源配置方针，遵循近水近用、高水高用、优水优用、高效利用的配置原则，先生活、后生产、促工业、保农业的配置关系，结合区域社会经济产业布局和水源工程布设格局，优先使用地表水和其他水源，最后使用地下水。地表水和地下水仍按原既定供水任务向各自受水对象供水，其他水源向河道外生态供水，不足部分由地表水或地下水补充。现状及规划水源工程农业供水设计保证率不低于75%，其他用水行业供水设计保证率不低于95%。

根据古城区各用水行业需水预测及供水预测，并考虑水资源配置原则，对现状年和规划年水资源进行供需平衡分析。现状2019年河道外用水在特殊干旱年(P=95%)缺水量1 665万m3，生活、工业、建筑业等供水保证率不低于95%，主要表现为农业缺水。2035年P=95%时缺水量3 003万m3，生活、建筑业、第三产业等供水保证率不低于95%，缺水对象主要为工业和农业。古城区不同水平年水资源供需平衡分析见表5。

表5 古城区河道外水资源供需分析

5 结论及建议

5.1 结 论

(1) 古城区水资源时空分布不均，年内年际变化较大，因缺少调蓄工程，水资源调配能力薄弱，地表水资源开发利用难度较大，工程性缺水问题突出。

(2) 古城区现状各行业用水仍存在水资源浪费现象，节水器具普及率有待提高，节水新技术研发和推广力度有待加强，水资源利用效率有待提升。

(3) 随着古城区经济社会的快速发展，各行业需水表现为生活需水、工业需水、建筑业需水、第三产业需水、河道外生态环境需水将呈逐年增加趋势，农业需水因农业节水工程的不断实施将呈逐年降低趋势，而需水总量仍将逐年增加。

(4) 古城区现状年多年平均、P=75%、P=95%缺水量分别为404、1 001、1 665万m3，缺水率分别为4%、10%、16%，枯水年缺水情况比较严重，缺水对象主要为农业。2035年，多年平均、P=75%、P=95%缺水量分别为2 707、2 621、3 003万m3，缺水率分别为17%、16%、19%，缺水比较严重，缺水对象主要为工业和农业。

5.2 建 议

(1) 2035年古城区缺水较严重，按照以需定供，除优先改造现有供水工程及设施增加现有工程供水能力外，应加快塘坝、涝池等五小水利工程建设，实施金沙江调水工程建设，以满足古城区社会经济发展用水需求，促进区域社会经济持续快速发展。

(2) 古城区需加强节水型社会建设，结合实际发展和用水需求，制定水资源节约和保护地方政策及管理办法;加强节水宣传提高居民节水意识和保护水资源责任感。推广使用节水器具、节水新工艺和新设备等，增加再生水利用量，减少新鲜水资源使用量;通过采取以上措施来提高水资源利用效率和效益，实现古城区水资源可持续健康发展。