劉秋麗

(山西省水利水電科學(xué)研究院，山西 太原 030002)

2018年山西省水資源總量為121.93億m3，在31個(gè)省份中位居倒數(shù)第5，屬于全國嚴(yán)重缺水省份之一。受地理和氣候因素的影響，山西省水資源分布及其開發(fā)利用不均，水資源供需矛盾突出。水資源匱乏致使部分地區(qū)存在地下水超采、水污染、水生態(tài)破壞的現(xiàn)象，嚴(yán)重制約了山西省經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展[1]。為解決山西省水資源短缺、用水效率不高的問題，《國家節(jié)水行動(dòng)山西實(shí)施方案》中要求把節(jié)水作為方向性、戰(zhàn)略性的大事來抓。通過對(duì)山西省近年來的用水指標(biāo)變化進(jìn)行分析以及對(duì)農(nóng)業(yè)、工業(yè)、城鄉(xiāng)生活進(jìn)行節(jié)水潛力計(jì)算，促進(jìn)水資源的合理利用，為山西省經(jīng)濟(jì)和生態(tài)文明的可持續(xù)發(fā)展提供基礎(chǔ)保障。

1 山西省現(xiàn)狀用水水平

1.1 用水現(xiàn)狀

由2018年《山西省水資源公報(bào)》可知，2018年總用水量為74.30億m3，其中農(nóng)田灌溉用水量占比最大，為54.80%；其次是城鎮(zhèn)工業(yè)用水占比18.87%；居民生活用水占比14.79%；三者占總用水量的88.46%，因此，挖掘這3個(gè)行業(yè)的節(jié)水潛力具有重大意義。山西省各行業(yè)用水量見表1。

表1 山西省各行業(yè)用水量

1.2 用水效率

由表2可以看出，2018年山西省人均綜合用水量不足全國人均綜合用水量的1/2；萬元GDP用水量、萬元工業(yè)增加值用水量均低于全國平均水平，但與北京、天津等城市相比還有很大提升空間；農(nóng)田灌溉畝均用水量為全國耕地實(shí)際灌溉畝均用水量的1/2；農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)尚未達(dá)到全國平均水平，節(jié)水潛力較大；城鎮(zhèn)、農(nóng)村人均生活用水量距全國平均水平尚有較大差距。

表2 2018年各指標(biāo)用水量

2 用水指標(biāo)變化分析

采用2010—2018年《山西省水資源公報(bào)》數(shù)據(jù)，對(duì)山西省近年來的農(nóng)田灌溉、工業(yè)萬元GDP、居民生活用水指標(biāo)變化趨勢(shì)進(jìn)行分析。

2.1 農(nóng)田灌溉用水指標(biāo)變化分析

山西省2010年、2015年農(nóng)田灌溉用水量指標(biāo)分別為2925m3/hm2、2790m3/hm2， 2018年則降至2745m3/hm2，分別下降了6.15%、1.61%。近年來山西省不斷加大農(nóng)業(yè)灌溉工程的投資力度[2]，隨著灌溉水有效利用系數(shù)的提高，2010—2018山西省農(nóng)田灌溉用水指標(biāo)總體呈下降趨勢(shì)(見圖1)。2018年全省節(jié)水灌溉面積已達(dá)到當(dāng)年實(shí)灌面積的61.24%，高效節(jié)水灌溉面積達(dá)到當(dāng)年實(shí)灌面積的45.45%。2018年山西省農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)為0.543，與2010年的0.500相比提高了0.043，與2015年的0.530相比提高了0.013，農(nóng)田灌溉水利用系數(shù)得到很大提升，這充分肯定了山西省近年來在農(nóng)業(yè)節(jié)水方面的建設(shè)成效，但與國家平均水平相比還有很大提升空間。

圖1 農(nóng)田灌溉用水指標(biāo)變化趨勢(shì)

2.2 工業(yè)用水指標(biāo)變化分析

2014年水利部、國家發(fā)展改革委等十部門聯(lián)合印發(fā)的《實(shí)行最嚴(yán)格水資源管理制度考核工作實(shí)施方案》中把萬元工業(yè)增加值用水量作為政府考核目標(biāo)之一，2017年出臺(tái)的《“十三五”實(shí)行最嚴(yán)格水資源管理制度考核工作實(shí)施方案》中把萬元GDP用水量降幅和萬元工業(yè)增加值用水量降幅列入政府目標(biāo)考核范圍。山西省近年來實(shí)施了間接冷卻水循環(huán)復(fù)用，改造了換熱散熱裝置、節(jié)水工藝技術(shù)、供水管網(wǎng)等，同時(shí)完善了工業(yè)用水計(jì)量、工業(yè)節(jié)水示范項(xiàng)目建設(shè)等一系列措施，修訂和補(bǔ)充了工業(yè)用水定額，嚴(yán)格審核工業(yè)用水，促進(jìn)工業(yè)節(jié)水減排。2018年的萬元GDP用水量、萬元工業(yè)增加值用水量比2010年分別減少了26.0m3、11.6m3,下降了37.14%、29.00%，年均下降4.13%、3.22%；比2015年分別下降了15.60%、9.70%，下降趨勢(shì)十分明顯，工業(yè)節(jié)水取得顯著成效。

圖2 萬元GDP用水量及萬元工業(yè)增加值用水量變化趨勢(shì)

2.3 居民生活用水指標(biāo)變化分析

由圖3可以看出，城鎮(zhèn)和農(nóng)村居民生活用水指標(biāo)呈不斷上升趨勢(shì)，城鎮(zhèn)居民生活用水指標(biāo)相比農(nóng)村居民生活用水指標(biāo)增加幅度小。2018年山西省城鎮(zhèn)、農(nóng)村居民人均生活用水定額分別為95L/(人·d)、61L/(人·d)，相比2010年分別提高了26.67%、33.19%。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人民生活水平的提高，城鄉(xiāng)供水設(shè)施的逐步完善，供用水保證率的進(jìn)一步提高，山西省城鄉(xiāng)生活用水指標(biāo)均有一定程度的提高。

圖3 居民生活用水指標(biāo)變化趨勢(shì)

3 節(jié)水潛力分析

3.1 農(nóng)田灌溉節(jié)水潛力

農(nóng)田灌溉用水量在經(jīng)濟(jì)社會(huì)用水總量中占比最大，農(nóng)田灌溉用水效率不高，節(jié)水潛力很大。農(nóng)藝方面主要是調(diào)整作物種植結(jié)構(gòu)；工程方面措施主要是發(fā)展精細(xì)灌溉，實(shí)施井灌區(qū)高效節(jié)水，大中型灌區(qū)節(jié)水配套及改造等工程建設(shè)；管理方面措施主要是實(shí)施最嚴(yán)格水資源管理制度、農(nóng)業(yè)水價(jià)綜合改革等。從農(nóng)藝、工程、管理3個(gè)方面計(jì)算農(nóng)田灌溉的綜合節(jié)水潛力[3]。

用水量=灌溉面積×灌溉定額

(1)

節(jié)水潛力=用水量2018年-用水量2025年

(2)

2018年山西省農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)為0.543，耕地實(shí)際灌溉面積為1480830hm2，農(nóng)田灌溉毛定額為2749m3/hm2。依據(jù)《山西省水利改革發(fā)展“十四五”規(guī)劃思路報(bào)告》及歷年的灌溉用水量及節(jié)水灌溉面積發(fā)展趨勢(shì)，若2025年農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)提高至0.570，農(nóng)田灌溉毛定額下降至2475m3/hm2，則2025年農(nóng)田灌溉用水約有4.07億m3的節(jié)水潛力。農(nóng)田灌溉節(jié)水潛力計(jì)算結(jié)果見表3。

表3 山西省農(nóng)田灌溉節(jié)水潛力

3.2 工業(yè)節(jié)水潛力

城鎮(zhèn)工業(yè)用水雖僅占各部門用水總量的18.87%，但工業(yè)用水排放量大，萬元工業(yè)增加值用水量及工業(yè)用水重復(fù)利用率與發(fā)達(dá)國家相比還有很大提升空間。從工程、工藝、管理方面推進(jìn)節(jié)水型企業(yè)、園區(qū)建設(shè)，推動(dòng)高耗水企業(yè)節(jié)水增效，積極推行工業(yè)用水的循環(huán)梯級(jí)利用，以此達(dá)到節(jié)約用水的目的。按式(3)計(jì)算工業(yè)用水節(jié)水潛力[4]。

(3)

式中：Wq為工業(yè)節(jié)水潛力，億m3；Z0為現(xiàn)狀年的工業(yè)增加值，億元；Q0、Qt分別為現(xiàn)狀年和規(guī)劃年的萬元工業(yè)增加值用水量，m3；μ1、μ2分別為現(xiàn)狀年和規(guī)劃年的工業(yè)用水重復(fù)利用率。

根據(jù)《山西省水利改革發(fā)展“十四五”規(guī)劃思路報(bào)告》，若2025年萬元工業(yè)增加值用水量下降到24.30m3，工業(yè)用水重復(fù)利用率提高到90%，則2018—2025年約有6.36億m3的工業(yè)節(jié)水潛力。計(jì)算結(jié)果見表4。

表4 山西省工業(yè)節(jié)水潛力

3.3 城鄉(xiāng)居民生活用水節(jié)水潛力分析

居民生活用水量占各部門總用水量的14.79%。居民生活用水定額隨著人民生活水平、用水保證率的提高而提高，但居民對(duì)節(jié)水認(rèn)識(shí)不深刻、用水隨意性大，因此通過節(jié)水宣傳、節(jié)水器具普及、供水管網(wǎng)改造升級(jí)等措施，具有一定的節(jié)水潛力。

3.3.1 城鎮(zhèn)居民生活節(jié)水潛力分析

城市生活節(jié)水通過繼續(xù)提高節(jié)水器具普及率，降低管網(wǎng)漏損率等工程、工藝措施來實(shí)現(xiàn)，利用式(4)計(jì)算生活節(jié)水潛力[4]。

Wjs=W0-W0(1-η0)/(1-ηt)

+RJz(Pt-P0)×365/1000

(4)

式中：Wjs為節(jié)水潛力，億m3；W0為現(xiàn)狀年自來水廠提供的生活用水量，萬m3；η0、ηt分別為現(xiàn)狀年、規(guī)劃年的供水管網(wǎng)漏損率；R為現(xiàn)狀年城鎮(zhèn)人口，萬人；Jz為每人采用節(jié)水型器具的日可節(jié)約水量，在城鎮(zhèn)生活用水中使用節(jié)水型器具可節(jié)水30%～40%，取28.5L；P0、Pt分別為現(xiàn)狀年、規(guī)劃年的節(jié)水型器具普及率。

根據(jù)山西省節(jié)水水平和節(jié)水措施現(xiàn)狀，并結(jié)合用水指標(biāo)的變化趨勢(shì)，在基本保持現(xiàn)有節(jié)水投入力度的基礎(chǔ)上，若2025年山西省供水管網(wǎng)漏失率為9%，城鎮(zhèn)生活節(jié)水型器具普及率達(dá)到100%，則2018—2025年城鎮(zhèn)生活節(jié)水潛力為0.32億m3。計(jì)算結(jié)果見表5。

表5 山西省城鎮(zhèn)居民生活節(jié)水潛力

3.3.2 農(nóng)村居民生活節(jié)水潛力分析

根據(jù)《中共山西省委關(guān)于制定國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十三個(gè)五年規(guī)劃的建議》，以2018年為現(xiàn)狀年，人口增長率按5‰、城鎮(zhèn)化率按65%計(jì)算，2025年山西省總?cè)丝趯⑦_(dá)到3833.89萬，農(nóng)村人口將達(dá)到1341.86萬。

2018年山西省村鎮(zhèn)自來水普及率為92.4%，農(nóng)村集中式供水人口比例為95.8%，農(nóng)村居民人均生活用水指標(biāo)為61L/(人·d)。根據(jù)《山西省水利改革發(fā)展“十四五”規(guī)劃思路報(bào)告》，繼續(xù)提升農(nóng)村飲水安全保障，繼續(xù)鞏固提升500萬人的飲水安全，農(nóng)村自來水普及率穩(wěn)定在92%以上，村鎮(zhèn)集中供水普及率達(dá)到95%以上，鄉(xiāng)鎮(zhèn)供水覆蓋率達(dá)到鄉(xiāng)鎮(zhèn)總數(shù)的95%以上。若 2025年農(nóng)村居民生活用水指標(biāo)達(dá)到65L/(人·d)，則2025年農(nóng)村居民生活需水量將達(dá)到3.18億m3。

農(nóng)村居民生活節(jié)水采取加快推進(jìn)農(nóng)村生活供水設(shè)施及配套管網(wǎng)建設(shè)與改造，推廣使用節(jié)水器具，安裝入戶用水計(jì)量設(shè)施，農(nóng)村改“用水包費(fèi)制”為水計(jì)量收費(fèi)等工程、工藝措施。若可挖掘5%的節(jié)水潛力，節(jié)水潛力將達(dá)到0.16億m3。

4 結(jié) 論

通過對(duì)山西省2011—2018年的用水指標(biāo)進(jìn)行分析可知，農(nóng)田灌溉用水指標(biāo)、工業(yè)萬元GDP用水指標(biāo)均呈下降趨勢(shì)；隨著居民生活水平的不斷提高，居民生活用水指標(biāo)呈不斷上升趨勢(shì)。但用水效率低于發(fā)達(dá)國家平均水平，提升空間很大，具有極大的節(jié)水潛力。結(jié)合山西省用水現(xiàn)狀，以2018年為基準(zhǔn)年，2025年為規(guī)劃水平年，對(duì)2025年山西省農(nóng)田灌溉、工業(yè)、城鄉(xiāng)生活節(jié)水潛力分別進(jìn)行估算，2025年山西省總節(jié)水潛力約為10.91億m3，其中，農(nóng)田灌溉節(jié)水潛力為4.07億m3，工業(yè)節(jié)水潛力為6.36億m3，居民生活用水節(jié)水潛力為 0.48億m3。結(jié)論對(duì)山西省今后水資源開發(fā)利用和保護(hù)以及全面建設(shè)節(jié)水型社會(huì)具有一定的參考價(jià)值。