張永明，殷雪梅，王嘉翔，雷 莉

（1.中國農(nóng)業(yè)大學(xué) 水利與建筑工程學(xué)院，北京 100083；2.甘肅省水利廳，甘肅 蘭州 730000）

石羊河流域行業(yè)取耗水總量控制指標(biāo)研究

張永明1，2，殷雪梅2，王嘉翔2，雷 莉2

（1.中國農(nóng)業(yè)大學(xué) 水利與建筑工程學(xué)院，北京 100083；2.甘肅省水利廳，甘肅 蘭州 730000）

石羊河流域水資源短缺，生態(tài)環(huán)境脆弱，水資源是制約當(dāng)?shù)厣鐣?jīng)濟(jì)發(fā)展和生態(tài)環(huán)境改善的主要因素。按照實(shí)行最嚴(yán)格水資源管理制度的要求，在調(diào)查分析的基礎(chǔ)上，對石羊河流域2015、2020和2030不同水平年的水資源進(jìn)行了供需平衡分析，確定了流域不同水平年各行政區(qū)行業(yè)取、耗水總量控制指標(biāo)，以及取水許可控制指標(biāo)。研究結(jié)果對于強(qiáng)化流域水資源管理，提高流域水資源綜合效益，促進(jìn)流域水資源可持續(xù)利用和經(jīng)濟(jì)社會的可持續(xù)發(fā)展都具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

取耗水；需水量；總量控制；石羊河流域

1 研究背景

水是基礎(chǔ)性的自然資源和戰(zhàn)略性的經(jīng)濟(jì)資源，是生態(tài)環(huán)境的控制性要素。西北干旱半干旱地區(qū)，水資源短缺，生態(tài)環(huán)境脆弱，水資源是制約當(dāng)?shù)厣鐣?jīng)濟(jì)發(fā)展和生態(tài)環(huán)境改善的主要控制因素。近年來，隨著流域內(nèi)經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展，人口的迅速膨脹，水資源開發(fā)利用規(guī)模不斷擴(kuò)大，水資源的供需矛盾日益突出，引起了一系列的生態(tài)環(huán)境問題。

石羊河流域深居大陸腹地，屬大陸性溫帶干旱氣候，太陽輻射強(qiáng)，日照充足，溫差大，降水少，蒸發(fā)強(qiáng)烈，空氣干燥。流域自南向北大致劃分為3個氣候區(qū)，即南部祁連山高寒半干旱半濕潤區(qū)、中部走廊平原溫涼干旱區(qū)、北部溫暖干旱區(qū)。這3個氣候區(qū)海拔在 1300～5000 m之間，年蒸發(fā)量（700～1200 mm）遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于年降水量（300～600 mm）［1］，且潛在蒸散發(fā)量在未來有增加的趨勢［2］，這將可能造成境內(nèi)耗水增加，水資源嚴(yán)重短缺。多年來，由于中游平原區(qū)土地開發(fā)利用不斷增加，超出了水資源承載能力，同時由于區(qū)域內(nèi)社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展主要依靠地下水超采來維持，特別是下游民勤地區(qū)地下水位持續(xù)下降，水質(zhì)嚴(yán)重惡化，植被衰退，土地沙化，生態(tài)環(huán)境受到嚴(yán)重威脅［3-4］。資源型缺水和水質(zhì)型缺水是石羊河流域現(xiàn)在和未來水資源管理首要解決的問題，也是研究和制定流域行業(yè)取耗水總量控制指標(biāo)的現(xiàn)實(shí)基礎(chǔ)。行業(yè)取耗水總量控制指標(biāo)是實(shí)行最嚴(yán)格水資源管理制度用水總量控制指標(biāo)的主要構(gòu)成基礎(chǔ)，是反映以流域或區(qū)域?yàn)楣芾韱卧獣r水分損失的核心指標(biāo)，實(shí)行流域最嚴(yán)格的水資源管理制度必須科學(xué)制定行業(yè)取耗水總量控制指標(biāo)［5-6］。因此，開展石羊河流域行業(yè)取耗水總量控制指標(biāo)的研究，以進(jìn)一步強(qiáng)化流域用水總量控制指標(biāo)管理，對實(shí)現(xiàn)石羊河流域水資源可持續(xù)利用和經(jīng)濟(jì)社會可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

本文依據(jù)石羊河流域不同水平年水資源供需平衡計(jì)算成果，對流域不同水平年各行業(yè)水資源進(jìn)行配置，分析預(yù)測不同水平年各行業(yè)取水總量控制指標(biāo)、水資源消耗量控制指標(biāo)及取水許可控制指標(biāo)，這對于強(qiáng)化流域水資源管理，提高流域水資源綜合效益，促進(jìn)流域水資源可持續(xù)利用和經(jīng)濟(jì)社會的可持續(xù)發(fā)展都具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

2 數(shù)據(jù)來源及研究方法

2.1 數(shù)據(jù)來源為進(jìn)行石羊河流域水資源系統(tǒng)分析，本文在調(diào)查了流域內(nèi)近40年來的來水、供水和用水情況的基礎(chǔ)上，結(jié)合《甘肅省石羊河流域重點(diǎn)治理規(guī)劃》［4］，獲得了流域內(nèi)水資源動態(tài)數(shù)據(jù)。其中降水、徑流和地下水水位數(shù)據(jù)來源于甘肅省水文水資源勘測局，區(qū)域內(nèi)農(nóng)業(yè)、工業(yè)和生活用水?dāng)?shù)據(jù)來自于武威、金昌兩市水利統(tǒng)計(jì)資料，農(nóng)田、植被面積數(shù)據(jù)來源于武威、金昌兩市統(tǒng)計(jì)年鑒。

2.2 研究方法本文涉及流域內(nèi)工業(yè)、城市生活、農(nóng)業(yè)灌溉和農(nóng)村生活等行業(yè)的供水、用水、耗水量的計(jì)算和預(yù)測。為確保各項(xiàng)水資源數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確可靠，采用傳統(tǒng)的水資源分析評價(jià)方法對各行業(yè)、各區(qū)域進(jìn)行水資源量計(jì)算和供需分析。

石羊河流域的可供水量可分為地表水和地下水，地表水的計(jì)算項(xiàng)目按工程分類又可分為蓄水工程、引水工程、提水工程和外流域調(diào)水，地下水的計(jì)算可分為淺層地下水、深層承壓水和基巖裂隙水。通過實(shí)地調(diào)查，按照石羊河流域重點(diǎn)治理規(guī)劃確定的工程建設(shè)項(xiàng)目［7-8］，合理擬定工程供水能力和不同水平年供水量。同時，考慮現(xiàn)狀水工程不同水平年供水能力的衰減，經(jīng)多次反復(fù)比較分析，預(yù)測得出流域2015年、2020年和2030年3個不同水平年的可供水量。需水量分為河道內(nèi)用水和河道外用水兩大類，在石羊河流域暫不考慮河道內(nèi)用水，河道外用水包括城市用水和農(nóng)業(yè)用水。城市用水又分工業(yè)用水、生活用水和環(huán)境用水。按照常規(guī)水資源分類和計(jì)算方法，逐項(xiàng)對工業(yè)、生活和農(nóng)業(yè)不同水平年需水量進(jìn)行預(yù)測，得出石羊河流域水資源總需水量。

考慮行業(yè)取耗水總量指標(biāo)的重要性，在制定方案時遵循以下原則：（1）以國家實(shí)行最嚴(yán)格水資源管理制度的要求為依據(jù)，武威市和金昌市“十二五”期間及2015年、2020年、2030年用水總量控制指標(biāo)基本保持與全省、全國同期用水總量控制指標(biāo)相協(xié)調(diào)一致；（2）以流域現(xiàn)狀用水總量及用水水平為基礎(chǔ)，在加大節(jié)水型社會建設(shè)力度前提下，2015年、2020年和2030年用水總量控制指標(biāo)要基本能支撐流域2015年、2020年和2030年國民經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展對水資源的需求；（3）實(shí)行總量控制、定額管理?？偭靠刂浦笜?biāo)確定遵循流域內(nèi)分水協(xié)議和歷史用水制度。各行業(yè)定額符合國家關(guān)于生活用水定額適當(dāng)增加、2015年工業(yè)用水定額下降 30%以上的原則，農(nóng)業(yè)用水定額結(jié)合流域氣候條件，能基本滿足作物生長需要；（4）調(diào)整用水結(jié)構(gòu)，依據(jù)《甘肅省石羊河流域重點(diǎn)治理規(guī)劃》［4］，為保障工業(yè)用水，通過增加農(nóng)業(yè)節(jié)水投資，減少農(nóng)業(yè)用水，以水權(quán)轉(zhuǎn)換的方式，逐步提高流域水資源的利用效率和效益。

3 結(jié)果與討論

3.1 水資源供需分析依據(jù)2015年、2020年和2030年不同水平年的可供水量和需水量的預(yù)測成果（具體不同部門供需水預(yù)測計(jì)算方法略）可知：2015年水平年流域需水總量23.15億m3，可供水量為22.53億m3，缺水量為0.62億m3，缺水程度為2.68%；2020年水平年流域需水總量21.41億m3，可供水量為21.18億m3，缺水量為0.23億m3，缺水程度為2.15%；2030年水平年流域需水總量23.72億m3，可供水量為23.58億m3，缺水量為0.14億m3，缺水程度為0.59%。未來伴隨著水資源管理的加強(qiáng)和供水系統(tǒng)的完善，流域不同水平年缺水量逐漸減少，缺水程度逐漸降低。到2030年，盡管石羊河流域通過壓縮農(nóng)田灌溉面積、推行節(jié)水技術(shù)、完善供水工程體系、發(fā)揮供水工程效益等措施，但仍有水資源缺口存在。要保證規(guī)劃期內(nèi)流域發(fā)展目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，在水資源管理中，科學(xué)確定取耗水總量控制指標(biāo)并嚴(yán)格執(zhí)行是關(guān)鍵。

3.2 行業(yè)取耗水總量控制分析在新的水循環(huán)條件下，針對石羊河流域自然環(huán)境特點(diǎn)和經(jīng)濟(jì)生活發(fā)展?fàn)顩r，水資源配置原則是：充分滿足城鄉(xiāng)生活用水，保障穩(wěn)定人工綠洲的基本生態(tài)用水，滿足重點(diǎn)工業(yè)用水及一般工業(yè)的生產(chǎn)用水，公平保障農(nóng)民生存的農(nóng)業(yè)基本用水，協(xié)調(diào)分配生態(tài)用水、農(nóng)業(yè)用水、環(huán)境用水及其他用水。依據(jù)流域不同水平年水資源供需平衡計(jì)算成果，將可供水量作為區(qū)域水資源配置量，再按行業(yè)需水量比重和行業(yè)重要性，應(yīng)用德爾菲法進(jìn)行權(quán)重確定，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行水資源控制總量配置，亦即流域各行業(yè)的取水總量控制指標(biāo)。經(jīng)分析，考慮南水北調(diào)西線一期工程實(shí)施后，2030年實(shí)現(xiàn)向石羊河流域增加調(diào)水量3億m3，且主要用于工業(yè)和城市生活新增用水，預(yù)測2015年、2020年和2030年流域取水總量控制指標(biāo)分別為22.53、21.18和23.58億m3。流域內(nèi)各行業(yè)取水總量指標(biāo)預(yù)測結(jié)果見表1。

表1 不同水平年流域各行政區(qū)行業(yè)取水總量控制指標(biāo)預(yù)測 （單位：億m3）

在流域水資源管理中，主要管理指標(biāo)為取水量，即從依法管理的水體中取用的新鮮水量。在用水過程中，所取的水量中有部分通過蒸發(fā)或進(jìn)入產(chǎn)品，通過水汽輸送或產(chǎn)品銷售，流出本流域（區(qū)域），另一部分水量則在用水過程中又回到流域水體（水質(zhì)可能發(fā)生變化），如補(bǔ)充地下水、進(jìn)入河流等。蒸發(fā)或進(jìn)入產(chǎn)品的水量即為耗水量。因此，在水資源管理中嚴(yán)格控制耗水量，意味著有效控制了水量的純損失，提高了水資源重復(fù)利用。依據(jù)石羊河流域各行業(yè)發(fā)展規(guī)劃，考慮工農(nóng)業(yè)用水技術(shù)進(jìn)步、人民生活水平的提高和嚴(yán)格的水資源管理制度及石羊河流域水資源現(xiàn)實(shí)，確定不同水平年工業(yè)萬元產(chǎn)值耗水量、居民人均用水定額、農(nóng)田灌溉定額和綠洲生態(tài)耗水等指標(biāo)和社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)模，預(yù)測不同水平年水資源耗水率（量），結(jié)合流域行業(yè)取水總量控制指標(biāo)，分析預(yù)測流域不同水平年各行業(yè)水資源消耗量。經(jīng)測算，流域2015年、2020年和2030年總耗水指標(biāo)分別為 15.86、14.61和15.69億m3。流域各行政區(qū)不同水平年各行業(yè)耗水量及總耗水量見表2。

表2 不同水平年流域各行政區(qū)行業(yè)耗水量控制指標(biāo)預(yù)測 （單位：億m3）

在取水和耗水分析的基礎(chǔ)上，流域內(nèi)不同行政區(qū)域不同年份的水資源消耗比如圖1所示。圖1表明，在預(yù)測期內(nèi)，流域水資源利用率在明顯提高，但金昌市水資源利用率高于武威市，這與金昌市工業(yè)用水比重較大有關(guān)，而武威市農(nóng)業(yè)灌溉則是用水大戶，農(nóng)村生活用水比重也明顯大于金昌市。此外，用水總量控制主要通過完善用水法規(guī)，促進(jìn)用水公平和社區(qū)民主參與，通過社會用水系統(tǒng)的自我約束，解決社會經(jīng)濟(jì)用水與生態(tài)系統(tǒng)用水之間的矛盾，最終實(shí)現(xiàn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)、社會和生態(tài)和諧發(fā)展。

圖1 石羊河流域不同年份水資源消耗比

3.3 流域許可取水總量控制分析

3.3.1 流域取水許可的界定 流域取水許可是流域水資源管理中確保實(shí)現(xiàn)取水總量控制的關(guān)鍵措施，取水許可總量是水資源管理中真正可進(jìn)行操作的管理指標(biāo)。我國《水法》規(guī)定：“國家對水資源依法實(shí)行取水許可制度和有償使用制度。但是，農(nóng)村集體經(jīng)濟(jì)組織及其成員使用本集體經(jīng)濟(jì)組織的水塘、水庫中的水除外”、“農(nóng)村集體經(jīng)濟(jì)組織的水塘和由農(nóng)村集體經(jīng)濟(jì)組織修建管理的水庫中的水，歸各該農(nóng)村集體經(jīng)濟(jì)組織使用”。在取水許可管理當(dāng)中，屬于農(nóng)村集體經(jīng)濟(jì)組織所屬的小型供水工程供水，這部分供水量可稱之為集體水資源；相對應(yīng)的由其他供水設(shè)施供水，并辦理取水許可手續(xù)，發(fā)放取水許可證的供水量稱之為公共水資源。集體水資源與公共水資源之和，對應(yīng)流域取水總量，其中公共水資源對應(yīng)取水許可總量。

3.3.2 行業(yè)取水許可總量控制指標(biāo)預(yù)測 依據(jù)流域取水總量控制指標(biāo)，在調(diào)查分析基礎(chǔ)上，提出不辦理取水許可手續(xù)的集體水資源，在流域取水總量控制指標(biāo)中扣除集體水資源，得到金昌市和武威市的取水許可總量控制指標(biāo)。

表3 不同水平年流域各行政區(qū)行業(yè)取水許可總量控制指標(biāo)預(yù)測 （單位：億m3）

通過現(xiàn)場調(diào)查，統(tǒng)計(jì)得出集體水資源占灌區(qū)取水總量的比例在5%～10%。經(jīng)分析研究，確定2015年金昌市和武威市農(nóng)業(yè)灌溉和農(nóng)村生活集體水資源占行業(yè)取水總量分別為8%和10%，工業(yè)和城鎮(zhèn)生活取水全部為公共水資源。在預(yù)測期內(nèi)，隨著流域重點(diǎn)治理工作的推進(jìn)，關(guān)井壓田措施逐步落實(shí)，農(nóng)業(yè)灌溉面積將減少，農(nóng)村供水工程進(jìn)一步普及，集體水資源占行業(yè)取水總量的比例也將呈下降趨勢，預(yù)測2020年金昌市和武威市農(nóng)業(yè)灌溉和農(nóng)村生活集體水資源占行業(yè)取水總量分別為5%和6%，工業(yè)和城鎮(zhèn)生活取水全部為公共水資源。到2030年，流域取水許可證制度全部完善，農(nóng)村供水工程基本普及、牲畜養(yǎng)殖逐漸規(guī)模化，流域行業(yè)取水許可總量和行業(yè)取水總量將完全一致。

2015年、2020年和2030年不同水平年流域取水許可總量控制指標(biāo)分別為 20.73、20.2和23.58億m3。流域各行業(yè)取水許可總量控制指標(biāo)見表3。

4 結(jié)論

石羊河流域水資源短缺，生態(tài)環(huán)境脆弱仍是制約當(dāng)?shù)厣鐣?jīng)濟(jì)發(fā)展和生態(tài)環(huán)境改善的主要因素。本文分析了行業(yè)取耗水總量控制指標(biāo)與流域取用水總量控制指標(biāo)的關(guān)系，明確了行業(yè)取耗水總量控制指標(biāo)在流域水資源管理中的意義。此外，以優(yōu)化配置流域水資源為目的，開展了流域2015年、2020年和2030年3個不同水平年水資源供需平衡預(yù)測分析，結(jié)果表明，在規(guī)劃的工程措施和水資源管理?xiàng)l件下，未來流域水資源仍不能滿足區(qū)域發(fā)展需要，實(shí)行最嚴(yán)格的水資源管理制度將是流域管理的必然選擇。在流域水資源總量控制指標(biāo)中，分析計(jì)算得出2015年、2020年、2030年流域取水總量控制指標(biāo)分別為22.53、21.18和23.58億m3。用水總量控制要通過完善管理體系，促進(jìn)社會用水系統(tǒng)的自我約束，來解決社會經(jīng)濟(jì)用水與生態(tài)系統(tǒng)用水之間的矛盾。分析得出流域取水許可總量控制指標(biāo)為20.73、20.2和23.58億m3。以此加強(qiáng)流域不同水平年的取水許可管理工作，實(shí)施區(qū)域取水許可限批政策，落實(shí)最嚴(yán)格水資源管理制度，促進(jìn)流域水資源可持續(xù)利用和經(jīng)濟(jì)社會的可持續(xù)發(fā)展。

［1］ 馬國軍，劉軍娣，林棟，等 .石羊河流域水資源利用現(xiàn)狀及生態(tài)環(huán)境效應(yīng)［J］.中國沙漠，2008，28（3）：592-597.

［2］ 牛紀(jì)蘋，粟曉玲.石羊河流域參考作物蒸發(fā)蒸騰量對氣候變化的響應(yīng)模擬及預(yù)測［J］.水利學(xué)報(bào)，2014，45（3）：286-295.

［3］ 胡建勛，甄汁國.石羊河流域地下水水位下降原因及對策研究［J］.人民長江，2009，40（1）：31-33.

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The total control of taking water in the industries of Shiyang River Basin

ZHANG Yong-ming1，2，YIN Xue-mei2，WANG Jia-xiang2， LEI Li2
（1.China Agricultural University，Beijing 100083，China；2.Water Conservancy of Gansu Province，Lanzhou 730000，China）

Shiyang river basin is located in arid and semi-arid regions of the northwest China.It lacks wa?ter resources and ecological environment is fragile.The water resources have become the important restrict?ing factor in the development of the local economy and the improvement of the ecosystem environment.Im?plemented in accordance with the most stringent water management system requirements，on the basis of the survey analysis，supply and demand balance analysis of water resources were carried out to determine the total water control targets at the different level year of the various administrative sectors，as well as wa?ter permit control targets.The results can provide theory basis for improving the comprehensive benefits of water resources，promoting sustainable utilization of water resources and sustainable development of econom?ic society in Shiyang River Basin.

take water；water requirement；total control；Shiyang River Basin

P331 文獻(xiàn)表示碼：A

10.13244/j.cnki.jiwhr.2014.03.010

1672-3031（2014）03-0282-05

（責(zé)任編輯：王冰偉）

2013-10-28

張永明（1970-），男，甘肅高臺人，博士，教授級高級工程師，主要從事水資源規(guī)劃、水資源管理和水環(huán)境保護(hù)等研究。E-mail：yongmingZhang123@163.com