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陜西省關(guān)中地區(qū)水資源開發(fā)利用現(xiàn)狀及節(jié)水潛力分析

2019-07-26 06:21:42馬清瑞曹林順
陜西水利 2019年6期
關(guān)鍵詞:關(guān)中地區(qū)損率潛力

黨 輝,劉 剛,馬清瑞,曹林順

(陜西省引漢濟渭工程建設有限公司,陜西 西安 710010)

關(guān)中地區(qū)位于陜西省中部,是國家關(guān)—天經(jīng)濟帶的中心,也是陜西省工業(yè)集中區(qū)和糧食主產(chǎn)區(qū)。隨著區(qū)內(nèi)經(jīng)濟的高速發(fā)展,人口的急劇增加,對水資源的過渡開發(fā),引起了一系列的生態(tài)環(huán)境問題,嚴重制約著區(qū)域社會經(jīng)濟和環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。本文針對水資源開發(fā)利用現(xiàn)狀進行調(diào)查分析,對節(jié)水潛力和途徑進行計算和探析。

1 概況

關(guān)中地區(qū)位于陜西省中部,包括西安、寶雞、咸陽、渭南、銅川、楊凌五市一區(qū),總面積55623 km2,地形總體上南北高、中部低,西高東低,為一個由西向東的地塹式構(gòu)造盆地,渭河自西向東穿過盆地中部,兩側(cè)是經(jīng)黃土沉積和渭河干支流沖積而成的“關(guān)中平原”,屬典型的大陸性季風氣候,暖溫帶半濕潤氣候區(qū)。冬季寒冷干燥;春季氣溫不穩(wěn),降雨較少;夏季炎熱多暴雨,常出現(xiàn)伏旱;秋季涼爽較濕潤,時有連陰雨[1~3]。渭河兩岸依次分布的地貌類型是河漫灘~階地~黃土臺塬~山前沖洪積扇~山地。截止2015年末,關(guān)中地區(qū)總?cè)丝?375萬人,其中城鎮(zhèn)人口1359萬人,城市化率57.22%;生產(chǎn)總值11573億元,占全省63.69%,人均GDP4.87萬元;工業(yè)增加值4145億元,第三產(chǎn)業(yè)增加值5188億元。總耕地2512萬畝,占全省51.8%;有效灌溉面積1333萬畝,占全省71.85%。

2 水資源及開發(fā)利用現(xiàn)狀

2.1 水資源量

2015年關(guān)中地區(qū)水資源總量為66.08億m3,其中地表水為51.05億m3,地下水為41.74億m3,地表水和地下水兩者的重復計算量為26.71億m3。水資源總量比2014年的53.25億m3,減少了0.93億m3,產(chǎn)水系數(shù)為0.19,產(chǎn)水模數(shù)為11.94萬m3/km2。詳見表1。

表1 2015年關(guān)中地區(qū)水資源量統(tǒng)計表

2.2 開發(fā)利用現(xiàn)狀

截至2015年底,關(guān)中地區(qū)已建成水庫414座,總庫容21.54億m3,興利庫容12.93億m3;其中大型水庫4座、中型水庫23座、小型水庫387座;引水工程1138處,設計年供水能力20.17億m3,其中寶雞峽、涇惠渠和洛惠渠三大引水工程,擔負著渭北500余萬畝農(nóng)田的灌溉任務[1];提水工程5872處,其中交口抽渭、東雷抽黃和港口抽黃三大抽水工程擔負著關(guān)中東部280萬畝農(nóng)田灌溉任務;配套機電井約有12.40萬眼,設計年供水能力26.58億m3。已建成污水處理廠約50座,污水處理能力300萬t/d,中水處理規(guī)模80萬t/d。集雨工程42.5萬座,總?cè)莘e約 4190 萬 m3。

2.3 供水及用水現(xiàn)狀

2015年關(guān)中地區(qū)總供水量為54.18億m3,比2014年增加了0.93億m3,其中地表水供水量為26.81億m3,占總供水量的49.48%,地下水供水量為25.68億m3,占總供水量的47.39%,見表2。供水主要用于農(nóng)田灌溉、林牧漁畜、工業(yè)、城鎮(zhèn)公共、居民生活和生態(tài)環(huán)境用水等6方面,其中農(nóng)田灌溉用水26.12億m3,用水最多,其次為工業(yè)用水9.42億m3,居民生活用水8.91億m3。剩余的林牧漁畜、城鎮(zhèn)公共、生態(tài)環(huán)境用水合計9.73億m3,占總用水量的17.96%。

表2 2015年關(guān)中地區(qū)供水量統(tǒng)計表 單位:億m3

表3 關(guān)中地區(qū)2015年用水情況統(tǒng)計表 單位:億m3

3 節(jié)水潛力分析

關(guān)中地區(qū)所在渭河流域內(nèi)人口眾多、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)達,水資源開發(fā)利用程度高。根據(jù)陜西省水資源公報,關(guān)中地區(qū)各地市多年平均總用水量占關(guān)中地區(qū)水資源總量的70%,超過國際公認的河流過度開發(fā)的預警線40%,由于長期過度開發(fā)利用水資源,產(chǎn)生了一系列的環(huán)境問題,制約著關(guān)中地區(qū)社會、經(jīng)濟、環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展[4]。為了解決關(guān)中地區(qū)的缺水的事實,國家、地方各級都規(guī)劃建設了一系列重大的水資源配置工程,如正在建設的引漢濟渭、已建成投入運行的引紅濟石、引湑濟黑、引乾濟石等調(diào)水工程,至2025年外調(diào)水可達16.9億m3,極大地緩解關(guān)中地區(qū)水資源短缺,但仍存在7.27億m3的用水缺口。根據(jù)習總書記“節(jié)水優(yōu)先、空間均衡、系統(tǒng)治理、兩手發(fā)力”的治水思路,關(guān)中地區(qū)各行各業(yè)節(jié)約用水顯得異常重要。由表3可知,關(guān)中地區(qū)的農(nóng)田灌溉用水,工業(yè)、城鎮(zhèn)公共和居民生活用水合計46.53億m3,占總用水量的85.86%。因此,對農(nóng)田灌溉、工業(yè)、城鎮(zhèn)公共和居民生活等方面的節(jié)水潛力進行分析挖掘是關(guān)中地區(qū)節(jié)水的關(guān)鍵。

3.1 農(nóng)田灌溉節(jié)水潛力分析

農(nóng)田灌溉節(jié)水主要考慮灌溉水利用系數(shù)提高因素,農(nóng)業(yè)節(jié)水潛力計算公式如下:

其中:W1為農(nóng)業(yè)節(jié)水潛力,萬m3;Ai0為現(xiàn)狀水平年第i種作物的有效面積,萬畝;Qi0為現(xiàn)狀水平年第i種作物的凈灌溉需水定額,m3/畝;μ0為現(xiàn)狀水平年灌溉水利用系數(shù);μt為規(guī)劃水平年灌溉水利用系數(shù)。

2015年關(guān)中地區(qū)農(nóng)田有效灌溉面積約1333萬畝,節(jié)水灌溉面積約1043萬畝,占有效灌溉面積的70%,高效節(jié)水面積約419萬畝,占有效灌溉面積的28%,灌溉水利用系數(shù)為0.592。根據(jù)《陜西省實行最嚴格水資源管理制度考核辦法》以及各市的水資源消耗量的要求,規(guī)劃2025年節(jié)灌率達到85%,高效節(jié)水灌溉面積達到592萬畝,平均灌溉水利用系數(shù)達到0.61。經(jīng)計算,2025年農(nóng)田灌溉可節(jié)水1.27億m3。

3.2 工業(yè)節(jié)水

工業(yè)節(jié)水潛力測算考慮工業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整優(yōu)化、節(jié)水技術(shù)改造、降低需水定額等條件下的綜合節(jié)水潛力,涵蓋了工程節(jié)水、工藝節(jié)水和管理節(jié)水,計算公式如下:

式中:W2為工業(yè)節(jié)水潛力,萬m3;Z0為現(xiàn)狀水平年工業(yè)增加值,億元;Q0為現(xiàn)狀水平年萬元工業(yè)增加值用水量,m3/萬元;Qt為規(guī)劃水平年萬元工業(yè)增加值用水量,m3/萬元。

經(jīng)調(diào)查,2015年關(guān)中地區(qū)工業(yè)用水重復利用率平均為77%,萬元工業(yè)增加值用水量平均為29.7 m3/萬元。根據(jù)陜西省最嚴格水資源管理制度要求和“十三五”節(jié)水型社會建設規(guī)劃要求,2025年關(guān)中地區(qū)萬元工業(yè)增加值用水量相比2015年降幅達到18%,萬元工業(yè)增加值用水定額控制在24 m3/萬元。經(jīng)計算工業(yè)用水年節(jié)水潛力2.14億m3。

3.3 城鎮(zhèn)生活節(jié)水

城鎮(zhèn)生活節(jié)水潛力測算主要考慮降低管網(wǎng)漏損率。管網(wǎng)漏損率降低帶來的節(jié)水潛力計算公式如下:

式中:W3為管網(wǎng)漏損率降低節(jié)水潛力,萬m3;W0為現(xiàn)狀水平年自來水廠供出的城鎮(zhèn)居民生活用水量,萬m3;η0為現(xiàn)狀水平年供水管網(wǎng)漏損率,%;ηt為規(guī)劃水平年供水管網(wǎng)漏損率,%。

根據(jù)關(guān)中地區(qū)相關(guān)資料以及相關(guān)縣城供水水廠的實際調(diào)查,關(guān)中地區(qū)現(xiàn)狀城市供水管網(wǎng)漏損率在8%~15%,平均12%。至規(guī)劃2025年,城鎮(zhèn)供水管網(wǎng)漏損率控制在10%以內(nèi)。經(jīng)計算,2025年城鎮(zhèn)居民生活節(jié)水潛力在1578萬m3。

3.4 城鎮(zhèn)公共用水節(jié)水

城鎮(zhèn)公共潛力節(jié)水主要為提高城市的污水處理回用率,以替代城鎮(zhèn)公共(如景觀、綠化、市政雜用等對水質(zhì)較低)用水的從自然環(huán)境的取水量,從而達到節(jié)水的目的。提高城市的污水處理回用率帶來的節(jié)水潛力計算公式如下:

式中:W4為城鎮(zhèn)公共用水節(jié)水潛力,萬m3;W污為現(xiàn)狀水平年工業(yè)增加值;η現(xiàn)為現(xiàn)狀污水處理廠再生水回用率;η規(guī)為規(guī)劃污水處理廠再生水回用率。

經(jīng)調(diào)查,2015年關(guān)中地區(qū)的污水排放量9.3億m3、污水處理廠再生水回用率15%。2020年關(guān)中、陜北的再生水回用率達到20%。假設2025年關(guān)中地區(qū)的污水排放量仍為9.3億m3,再生水回用率為20%,經(jīng)計算,2025年城鎮(zhèn)公共用水的節(jié)水潛力達 5400 萬 m3。

4 結(jié)論及建議

4.1 結(jié)論

由上述分析可看出,關(guān)中地區(qū)農(nóng)田灌溉用水,工業(yè)、城鎮(zhèn)公共和居民生活用水合計46.53億m3,占總用水量的85.86%。通過提高灌溉系數(shù)、工業(yè)用水的重復利用率和污水的再生水的利用率,降低城市管網(wǎng)漏損率,農(nóng)田灌溉、工業(yè)、城鎮(zhèn)公共、居民生活方面規(guī)劃年可實現(xiàn)節(jié)水4.11億m3,占規(guī)劃年(2025年)總?cè)彼康?7%,存在較大節(jié)水空間和節(jié)水潛力,其中農(nóng)業(yè)和工業(yè)節(jié)水潛力巨大(3.41億m3)。因此,節(jié)水工作對緩解關(guān)中地區(qū)水資源短缺的局面作用十分重要。

4.2 建議

關(guān)中地區(qū)是陜西省社會經(jīng)濟發(fā)展的引擎,發(fā)展的好與壞、快與慢直接影響著陜西和關(guān)—天經(jīng)濟帶的發(fā)展。為了有效解決關(guān)中地區(qū)的水資源短缺,以及由于水資源的過渡開發(fā)而引起的地下水嚴重超采、水污染防治形勢嚴峻、水生態(tài)環(huán)境嚴重惡化等一系列的環(huán)境問題,促進關(guān)中地區(qū)社會經(jīng)濟和環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展,有以下幾點建議:

(1)實行最嚴格水資源管理制度。以“三條紅線”為準繩嚴格執(zhí)法,嚴控地下水的開發(fā)利用??茖W制定渭河流域的水資源調(diào)度方案,統(tǒng)一調(diào)度;并建立關(guān)中地區(qū)內(nèi)水利、環(huán)保、自然資源等行政管理部門的定期會商制度。

(2)大力推進建設節(jié)水型社會。提高關(guān)中地區(qū)農(nóng)業(yè)灌溉系數(shù)、工業(yè)用水的重復利用率,進一步降低城市管網(wǎng)漏損率、大力推廣節(jié)水型水龍頭、便器系統(tǒng)、淋浴設施。完善再生水利用設施,對城市綠化、道路清掃、生態(tài)景觀等領(lǐng)域優(yōu)先使用再生水,逐步提高再生水利用率。

(3)加快引漢濟渭工程建設進度。引漢濟渭調(diào)水工程建設現(xiàn)已進入高峰期,與其配套的輸配水工程尚未開工建設。需全省進一步統(tǒng)一思想、全力推進,確保引漢濟渭調(diào)水、輸配水工程同步建成,盡快發(fā)揮效益。

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