王磊

（山西省水資源研究所，山西 太原 030001）

基于用水總量控制目標(biāo)不同重現(xiàn)期干旱年供需水分析

王磊

（山西省水資源研究所，山西 太原 030001）

以山西省2020年用水總量控制目標(biāo)為平水年供水預(yù)測(cè)的依據(jù)，對(duì)平水年全省各水源可供水量及各行業(yè)需水量進(jìn)行了預(yù)測(cè)；按不同重現(xiàn)期干旱年，分別預(yù)測(cè)了各水源可供水量及各行業(yè)需水量，并分別計(jì)算了正常需水與采取措施合理壓縮需水條件下的缺水率。

干旱；供需分析；缺水率；大水網(wǎng)

1 供水體系建設(shè)情況

山西省歷經(jīng)60多年水利建設(shè)，特別是“十一五”期間竣工的35項(xiàng)應(yīng)急水源工程及“十二五”啟動(dòng)的山西大水網(wǎng)工程建設(shè)，標(biāo)志著全省水資源開發(fā)利用由“水瓶頸”向“水支撐”轉(zhuǎn)變。山西大水網(wǎng)已建、在建和規(guī)劃的主要工程共有82處，總供水能力63.3億m3。

2 供水量正常方案分析

以國(guó)務(wù)院辦公廳國(guó)辦發(fā)［2013］2號(hào)關(guān)于印發(fā)《實(shí)行最嚴(yán)格水資源管理制度考核辦法》下達(dá)的山西省用水總量控制目標(biāo)作為本次供水預(yù)測(cè)的依據(jù)（2015年76.40億m3，2020年93.00億m3，2030年99.00億m3）。統(tǒng)籌利用各類水源，遵循優(yōu)先使用地表水，在國(guó)家允許指標(biāo)內(nèi)積極利用黃河水，合理開發(fā)地下水并實(shí)現(xiàn)采補(bǔ)平衡，按照應(yīng)急水源工程和大水網(wǎng)工程可供水量及地下水關(guān)井壓采目標(biāo)，對(duì)全省不同水平年用水總量控制目標(biāo)按地表水（黃河（干流）水、本地地表水）、地下水進(jìn)行分解。

本次采用2020年水平年用水總量控制目標(biāo)方案作為本次不同干旱重現(xiàn)期供水量預(yù)測(cè)的正常方案?；谌∮盟偭靠刂颇繕?biāo)，全省2020年供水量為93億m3，其中黃河干流提引水量37.39億m3，本地地表水供水量30.61億m3，地下水開采量壓縮到25億m3。

3 需水量正常方案分析

人口增長(zhǎng)、城鎮(zhèn)化和經(jīng)濟(jì)發(fā)展是驅(qū)動(dòng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)用水增長(zhǎng)的主要因素。綜合考慮水資源條件、結(jié)合人口、三大產(chǎn)業(yè)、實(shí)際發(fā)展灌溉面積等經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展指標(biāo)和水需求態(tài)勢(shì)，以2020年全省用水總量控制目標(biāo)為約束，按照生活、工業(yè)、農(nóng)林牧、生態(tài)4個(gè)類別對(duì)全省進(jìn)行分解，形成本次不同干旱重現(xiàn)期需水量預(yù)測(cè)的正常方案。

在全省用水總量控制目標(biāo)下，全省需水量93億m3，其中生活需水量15.00億m3，工業(yè)需水量23.67億m3，農(nóng)林牧等需水量49.38億m3，生態(tài)需水量4.95億m3。

4 不同重現(xiàn)期干旱年水供需分析

4.1 供水量分析

本次干旱年可供水量分析以用水總量控制目標(biāo)為約束，并以應(yīng)急水源工程和大水網(wǎng)工程全部建成、穩(wěn)定達(dá)效為前提。通過(guò)優(yōu)化調(diào)控水資源，充分發(fā)揮供水體系“多源互補(bǔ)”、“保障供應(yīng)”，“豐枯調(diào)劑”、“穩(wěn)定可靠”的功能，降低供水系統(tǒng)脆弱性，提高供水體系應(yīng)對(duì)嚴(yán)重干旱年的適應(yīng)能力和恢復(fù)力。充分利用本地地表水，增加引提黃河水，涵養(yǎng)恢復(fù)地下水，加大非常規(guī)水利用，在發(fā)生嚴(yán)重干旱條件下，全省可供水量基本不低于2015年全省用水總量控制目標(biāo)76.4億m3左右水平，以最大限度滿足不同重現(xiàn)期干旱年社會(huì)經(jīng)濟(jì)基本需水水平。

基于供水量正常方案，計(jì)算確定20年一遇（P= 95%）、50年一遇（P=98%）、100年一遇（P=99%）重現(xiàn)期干旱年可供水量。

一是黃河水。受氣候變化的影響，在發(fā)生嚴(yán)重干旱條件下，黃河中上游干流來(lái)水量將減少，從而不能滿足國(guó)務(wù)院“87分水方案”分配給山西省的年耗用黃河水量43.1億m3的指標(biāo)，因此在P=95%干旱年份時(shí)黃河干流水利用量維持正常方案37.39億m3的水平，在P=98%、P=99%干旱年份情況下，黃河干流水利用指標(biāo)應(yīng)分別不少于28.18億m3、25.81億m3。

二是本地地表水。以全省現(xiàn)有地表水源工程實(shí)際供水和“十一五”、“十二五”建設(shè)的應(yīng)急水源工程、大水網(wǎng)工程等的供水規(guī)模和有關(guān)文件所確定的配置水量為依據(jù)，根據(jù)已有降水量、水資源量、工程供水能力與可供水量的關(guān)系，按照不同重現(xiàn)期干旱年的水資源量預(yù)測(cè)成果綜合分析計(jì)算，在P=95%干旱年份地表水可供水量?jī)H13.70億m3，相當(dāng)于正常方案平水年份的44.8%；在P=98%干旱年份可供水量?jī)H12.24億m3，相當(dāng)于平水年份的40.0%；在P=99%干旱年份可供水量?jī)H9.91億m3，相當(dāng)于平水年份的32.4%。

三是地下水。在一般年份充分發(fā)揮地表水替代作用，實(shí)行地下水關(guān)井壓采。按照中共《關(guān)于加快水利改革發(fā)展的實(shí)施意見(jiàn)》（晉發(fā)［2011］21號(hào)）的要求，全省地下水年開采量要壓縮到25億m3；在遇到特殊干旱及連續(xù)干旱年時(shí)充分發(fā)揮地下水戰(zhàn)略儲(chǔ)備作用，根據(jù)水情旱情進(jìn)行調(diào)整，水量調(diào)度時(shí)適時(shí)啟動(dòng)增加地下水開采量，在豐水年減少地下水開采量進(jìn)行補(bǔ)充。在P= 95%干旱年份地下水供水量維持在25億m3；在P=98%干旱年份地下水開采量增加到32.93億m3，即國(guó)務(wù)院2013年批復(fù)的《黃河流域綜合規(guī)劃（2012～2030年）》、《海河流域綜合規(guī)劃（2012～2030年）》所確定我省的2020年地下水開采量規(guī)模；在P=99%干旱年份地下水開采量提高到2015年開采規(guī)模，即36.40億m3。

四是非常規(guī)水。在干旱年份，由于生活生產(chǎn)限制供水、部分企業(yè)限產(chǎn)停產(chǎn)等原因，城鎮(zhèn)生活、生產(chǎn)用水量減少導(dǎo)致排水量也相應(yīng)減少，因此非常規(guī)水利用維持《黃河流域綜合規(guī)劃（2012～2030年）》和《海河流域綜合規(guī)劃（2012～2030年）》所確定全省4.19億m3的水量，僅相當(dāng)于2015年5.14億m3的81.5%。

綜上，在20年一遇設(shè)計(jì)干旱年情景下，全省可供水量為80.28億m3，相當(dāng)于平水年的86.3%；在50年一遇設(shè)計(jì)干旱年情景下，全省可供水量為78.09億m3，相當(dāng)于平水年的83.9%；在100年一遇設(shè)計(jì)干旱年情景下，全省可供水量為77.48億m3，相當(dāng)于平水年的83.3%。

4.2 需水量分析

當(dāng)發(fā)生嚴(yán)重干旱時(shí)，根據(jù)政府批準(zhǔn)的預(yù)警響應(yīng)機(jī)制，實(shí)行不同程度的用水限制和分配方案。在基于2020年用水總量控制目標(biāo)的平水年需水量基礎(chǔ)上，特大干旱年間，按照以供定需原則，以保障人民群眾基本生活和維持與全省國(guó)計(jì)民生或與國(guó)家安全關(guān)系重大的最低生產(chǎn)用水為目標(biāo)，實(shí)行先生活、后生產(chǎn)，先重點(diǎn)后一般，科學(xué)調(diào)度，優(yōu)化配置，最大限度地滿足城鄉(xiāng)生活、生產(chǎn)、生態(tài)用水需求，將嚴(yán)重干旱風(fēng)險(xiǎn)給經(jīng)濟(jì)社會(huì)造成的損失降到最低。

一是生活需水。全省生活需水量（包括城鎮(zhèn)生活和農(nóng)村生活）由平水年正常方案的15.00億m3壓縮到14.14億m3，削減幅度為5.7%，主要措施包括關(guān)閉壓縮部分城市服務(wù)業(yè)、賓館洗浴、洗車以及農(nóng)村鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)等用水，保障城鎮(zhèn)居民、農(nóng)村居民生活和重要黨政機(jī)關(guān)、公共場(chǎng)所、醫(yī)院、學(xué)校等的用水。

二是生產(chǎn)需水。全省工業(yè)需水量由平水年正常方案的23.67億m3壓縮到20.23億m3，削減幅度為14.5%，主要措施是限制甚至關(guān)閉停產(chǎn)耗水量大且經(jīng)濟(jì)社會(huì)關(guān)聯(lián)影響較小的企業(yè)生產(chǎn)，保障電力、燃?xì)?、食品加工等與人民生活密切相關(guān)的企業(yè)正常生產(chǎn)，維護(hù)社會(huì)穩(wěn)定。全省農(nóng)業(yè)需水量由平水年正常方案的49.38億m3壓縮到40.09億m3，削減幅度為18.8%，農(nóng)業(yè)灌溉重點(diǎn)保障菜地、果樹的用水、抗旱播種用水和保命水。

三是生態(tài)需水。主要為城市生態(tài)需水，全省工業(yè)需水量由平水年正常方案的4.95億m3壓縮到4.47億m3，削減幅度為9.7%，主要保障防止城市綠化景觀植物枯死的必要灌溉水量、道路廣場(chǎng)基本衛(wèi)生環(huán)境水量和維持生態(tài)基本健康的河湖補(bǔ)水。

綜上，基于2020年用水總量控制目標(biāo)的平水年需水量，對(duì)全省在嚴(yán)重干旱年條件下的基本需水進(jìn)行了分析預(yù)測(cè)，經(jīng)計(jì)算，需水量為78.93億m3，比正常方案的93億m3減少了14.07億m3，削減幅度為15.1%。

4.3 供需分析

4.3.1 正常需水方案下的水資源供需分析

在基于用水總量控制目標(biāo)的2020年正常需水方案條件下，即便是考慮2020年山西大水網(wǎng)工程及縣域配套全面建成并發(fā)揮供水能力，全省供水體系已趨完善的情況下，若遭受20年一遇、50年一遇、100年一遇設(shè)計(jì)干旱，全省水資源需求將面臨較大缺口，20年一遇（P=95%）干旱年，全省缺水12.72億m3，缺水率為13.7%；50年一遇（P=98%）干旱年，全省缺水15.46億m3，缺水率為16.6%；100年一遇（P=99%）干旱年，全省缺水16.69億m3，缺水率為18.0%。

4.3.2 壓縮需水方案下的水資源供需分析

對(duì)正常需水進(jìn)行合理壓縮，維持經(jīng)濟(jì)社會(huì)在嚴(yán)重干旱條件下的基本用水需求，在遭受20年一遇、50年一遇、100年一遇設(shè)計(jì)干旱，全省水資源需求缺口大幅度降低，20年一遇（P=95%）干旱年，全省缺水0.41億m3，缺水率為0.51%；50年一遇（P=98%）干旱年，全省缺水1.5億m3，缺水率為1.9%；100年一遇（P=99%）干旱年，全省缺水2.62億m3，缺水率為3.32%。

5 結(jié)語(yǔ)

平水年份供需水量按我省2020年用水總量控制目標(biāo)93億m3考慮。在不同重現(xiàn)期干旱年，全省可供水量不同程度減少。如果仍按平水年時(shí)需水的情況下，缺水率將較大；如果通過(guò)啟動(dòng)應(yīng)急預(yù)案及采取用水限制等措施合理壓縮需水量，缺水率將降低。另外，與《山西省特大干旱年應(yīng)急水源規(guī)劃》中未建設(shè)應(yīng)急水源工程和山西大水網(wǎng)情景下的計(jì)算結(jié)果（在50年一遇干旱年全省缺水率44.8%，100年一遇干旱年全省缺水率48.5%。）對(duì)比，全省缺水率大幅降低。由此可見(jiàn)，應(yīng)急水源工程和山西大水網(wǎng)工程改變了全省水資源配置格局，通過(guò)實(shí)施引黃工程，在國(guó)家控制指標(biāo)內(nèi)，充分利用黃河干流水“豐枯調(diào)劑”，發(fā)揮地下水戰(zhàn)略儲(chǔ)備的“杠桿”作用，發(fā)揮山西大水網(wǎng)對(duì)供水系統(tǒng)的“穩(wěn)定器”作用，降低了氣候變化隨機(jī)的波動(dòng)性和水資源的脆弱性，提高了全省水資源安全水平和應(yīng)對(duì)氣候變化的適應(yīng)能力。

P333.1

C

1004-7042（2017）08-0010-02

注：此項(xiàng)目為山西省國(guó)際科技合作計(jì)劃項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)：2015081006）

王磊（1983-），男，2014年畢業(yè)于太原理工大學(xué)水利工程專業(yè)，工程師。

2017-06-15；

2017-07-24