何永平，張永紅，耿婷婷，李悅思

(中國城市發(fā)展規(guī)劃設計咨詢有限公司，北京 100120)

水資源優(yōu)化配置是指遵循可持續(xù)開發(fā)、高效、公平、節(jié)約等原則，在有效保護水資源、合理增加供水及抑制需求的情況下，采取非工程和工程措施統(tǒng)籌調配特定區(qū)域范圍內的水資源，以滿足經濟、環(huán)境、人口與資源協(xié)調發(fā)展對水資源在質量、數(shù)量、空間、時間上的要求，實現(xiàn)水資源的永續(xù)利用及其效益最大化[1-2]。商都縣存在水資源嚴重短缺問題，且已成為制約商都縣經濟社會發(fā)展的主要因素，如何緩解水資源短缺現(xiàn)象迫在眉睫。同時，習近平總書記提出，要建立水資源剛性約束制度，嚴格用水總量控制，統(tǒng)籌生產、生活、生態(tài)用水，大力推進農業(yè)、工業(yè)、城鎮(zhèn)等領域節(jié)水。由此，開展商都縣水資源合理開發(fā)利用與優(yōu)化配置研究，確保經濟社會發(fā)展與水資源承載能力相協(xié)調，保障商都縣水資源可持續(xù)利用和國民經濟健康持續(xù)發(fā)展。

1 商都縣水資源開發(fā)利用現(xiàn)狀

1.1 水資源現(xiàn)狀

根據商都縣“水資源第三次調查評價”，商都縣水資源總量為8402萬m3，其中，多年平均地表水資源量為2741萬m3，多年平均地下水資源量為6087萬m3，重復計算量為426萬m3。水資源實際可利用量為6069萬m3，均為可開采利用地下水。

根據水資源總量和人口規(guī)模，得出商都縣人均水資源占有量為483.15m3。國際上比較認可的水資源量衡量標準為聯(lián)合國教科文組織制定的參考標準，即以“人均水資源量”來衡量，見表1。根據此參考標準，商都縣為極度缺水地區(qū)。

表1 聯(lián)合國教科文組織制定的水資源量參考標準

1.2 用水結構分析

根據《2019年烏蘭察布市水資源公報》，商都縣總用水量為5706萬m3。對其用水結構進行分析：一產用水量最大，為4340萬m3，占總用水量的76.06%。其中農田灌溉用水量為4040萬m3，占總用水量的70.80%；居民生活用水量次之，為920萬m3，占總用水量的16.12%；二、三產業(yè)和生態(tài)用水量較小，3項總用水量為446萬m3，占總用水量的7.82%。2019年商都縣用水量情況見表2。

圖1 2019年商都縣用水量和用水結構圖

表2 2019年商都縣用水量統(tǒng)計表

1.3 水資源開發(fā)利用程度

商都縣水資源開發(fā)主要為地下水資源。根據GB/T 34968—2017《地下水超采區(qū)評價導則》[3]，地下水資源開發(fā)利用程度以地下水開采系數(shù)K(即地下水的多年平均開采量與當?shù)氐叵滤砷_采量的比值)表示，具體地下水資源開發(fā)利用程度評判標準劃分見表3。

表3 地下水資源開發(fā)利用程度評判標準

根據《烏蘭察布市水資源公報(2015—2019年)》，商都縣多年地下水資源實際開采量為6079萬m3，地下水開采系數(shù)達到1.002，屬于一般超采區(qū)，計算結果見表4。

表4 2015—2019年商都縣地下水開采系數(shù)

2 水資源開發(fā)利用問題總結

由以上分析可知，商都縣水資源開發(fā)利用存在的主要問題為：①在極度缺水的客觀條件下，為滿足用水需求，商都縣不斷提高用水效率，但仍存在地下水超采現(xiàn)象，水資源實際無法滿足用水需求，需進一步減少地下水開采；②商都縣屬于農業(yè)大縣，導致農業(yè)用水占比較大。聯(lián)合國環(huán)境署將影響淡水資源供應的各個因素進行了比較，最后將農業(yè)過度用水的影響排在第一位[4]。同時，內蒙古農業(yè)用水占總用水量比重大，這是黃河流域水資源利用與經濟耦合協(xié)調發(fā)展的主要障礙因素[5]。這一問題，可通過制定更好的農業(yè)計劃來解決；③商都縣唯一穩(wěn)定、可靠的水源為地下水，使得某些不必要使用地下水的用戶也采用地下水，造成地下水資源的大量開采。根據商都縣實際情況，應加大再生水的利用，尤其在工業(yè)和生態(tài)環(huán)境用水方面，不僅提高其用水效率，還應加大再生水的使用比重。

3 水資源優(yōu)化配置方案

3.1 總體思路

水資源優(yōu)化配置首先以水資源供需平衡分析為基礎，在滿足供水量大于需水量的前提下，將可利用的水資源按照一定原則，分配到各用水行業(yè)，實現(xiàn)水資源的合理配置。

3.2 水資源供需平衡分析

(1)供水量預測

包括地表水資源量、地下水資源量和非傳統(tǒng)水資源量。其中，地表水資源量涵蓋蓄水工程、引水工程、提水工程和外調水工程。地下水資源量指地下水控制開采量。非傳統(tǒng)水資源量指再生水產量和雨水收集回用量，特殊地區(qū)如礦區(qū)，還包括礦井排水量，將非常規(guī)水源納入統(tǒng)一配置體系，為水源配置提供保障[6]。

商都縣本地地表水實際可利用量為0，也無外調水工程。根據GB 50400—2006《建筑與小區(qū)雨水控制及利用工程技術規(guī)范》[7]，收集回用系統(tǒng)宜用于年均降雨量大于400mm的地區(qū)。商都縣多年平均降水量為350mm，因此，商都縣雨水資源不予考慮。綜上，商都縣供水水源仍以地下水為主，再生水為輔。

商都縣多年平均地下水資源量為6087萬m3，地下水實際可利用量為6069萬m3。根據商都縣相關文件，商都縣地下水控制開采量為4855萬m3，農業(yè)用水控制開采量為3374萬m3。根據《烏蘭察布市商都縣七臺鎮(zhèn)再生水工程專項規(guī)劃》，2035年再生水產量按1095萬m3考慮。因此，2035年商都縣總供水量可達5950萬m3。其中，地下水資源可供水量為4855萬m3，再生水供水量為1095萬m3。

(2)需水量預測

需水量預測包括一產(農業(yè)、林業(yè)和畜牧業(yè))、二產、三產、居民生活和河道外生態(tài)環(huán)境需水量預測。需水量預測計算中，需注意兩個問題：一是兩個主要參數(shù)的取值，各行業(yè)用水定額和各行業(yè)發(fā)展規(guī)模；二是不能超過用水總量控制目標。

各行業(yè)用水定額參照該地《行業(yè)用水定額標準》進行取值，各行業(yè)發(fā)展規(guī)模，如人口規(guī)模、產業(yè)規(guī)模需根據相關規(guī)劃進行取值。用水總量控制目標是國務院發(fā)布《關于實行最嚴格水資源管理制度的意見》中3個主要目標之一，即明確水資源開發(fā)利用紅線，嚴格實行用水總量控制。因此，在需水量計算中，參數(shù)的取值不僅要依據地方標準和相關規(guī)劃，還需以用水總量控制目標對兩項參數(shù)進行校核糾正，使需水量計算結果滿足用水量總量控制目標，并將各行業(yè)發(fā)展規(guī)模意見反饋給相關政府部門和規(guī)劃設計單位進行修正，即按照“以供定需”原則，推動社會經濟發(fā)展與水資源承載能力相適應。

根據商都縣相關文件，商都縣地下水控制開采量為4855萬m3，農業(yè)用水控制開采量為3374萬m3。商都縣水資源開發(fā)利用量需進一步壓減。面對水資源的嚴重短缺，地下水的超采，用水紅線的限制和城市發(fā)展的供需矛盾，在社會經濟發(fā)展保穩(wěn)增效的前提下，調整產業(yè)結構將成為商都縣水資源支撐社會經濟發(fā)展的重要手段。

結合商都縣現(xiàn)狀用水問題，商都縣農業(yè)用水量最大，相應用水壓減量空間也最大，因此農業(yè)結構調整首當其沖：如實施“水改旱”，減少高耗水農作物種植面積，即減少水澆地面積，改為種植低耗水耐旱農作物，實行旱作雨養(yǎng)；積極發(fā)展高效節(jié)水灌溉，實行微、滴灌和小型自走式噴灌灌溉，降低農田灌溉用水定額，提高農田灌溉水有效利用系數(shù)。其次是工業(yè)結構調整：如進一步降低萬元工業(yè)增加值用水定額，如嚴控高耗水產業(yè)發(fā)展，堅決關停取締不符合產業(yè)政策的高耗水企業(yè)；采取先進的技術工藝，提高工業(yè)用水重復利用率；加大再生水利用，充分發(fā)揮再生水在工業(yè)水源補水、高品質工業(yè)直供水方面的作用。最后是畜牧業(yè)結構調整：如實施“減羊增牛”戰(zhàn)略，遏制草場退化，涵養(yǎng)地下水源。

通過以上措施，確定商都縣各行業(yè)的用水定額和發(fā)展規(guī)模，進一步得出需水量。經計算，2035年商都縣總需水量為5177萬m3，其中，一產需水量為3483萬m3(農業(yè)用水量為3000萬m3)，二產需水量為360萬m3，三產需水量為250萬m3，城鎮(zhèn)居民生活需水量為748萬m3，農村生活需水量為199萬m3，生態(tài)需水量為137萬m3。各行業(yè)用水量和占比見表5。

圖2 2035年商都縣用水量和用水結構圖

表5 2035年商都縣用水量預測表

(3)供需平衡分析

根據表6可得，商都縣2035年缺水量為0，水資源可滿足商都縣的社會經濟發(fā)展。

表6 2035年商都縣水資源供需平衡分析表 單位：萬m3

3.3 水資源優(yōu)化配置方案

結合商都縣水源實際情況，水資源配置原則為：①優(yōu)先配置再生水，其次配置地下水；②優(yōu)先保障生活用水，其次滿足生產、河道外生態(tài)環(huán)境用水；③按“總量控制、優(yōu)水優(yōu)用、近水近用、高水高用”，生活以地下水為主，工業(yè)以再生水為主，農業(yè)以地下水為主，生態(tài)以再生水為主。

具體配置方案。以商都縣水資源環(huán)境承載能力為約束，在用水總量控制紅線范圍內，按照上述原則，根據水資源的需水量及可供水量，對商都縣總供水進行水源配置。經過優(yōu)化配置后：2035年商都縣地下水供水量為4788萬m3，未超過用水總量控制紅線4855萬m3。農業(yè)供水量為3000萬m3，未超過農業(yè)用水控制開采量3374萬m3；地下水開采系數(shù)為0.79，地下水資源開發(fā)利用程度由一般超采區(qū)優(yōu)化為尚有潛力區(qū)；再生水供水量為389萬m3，多余再生水可作河道內生態(tài)環(huán)境補充用水。具體配置方案見表7。

表7 2035年商都縣水資源優(yōu)化配置表 單位：萬m3

4 水資源開發(fā)利用保護措施

水資源的優(yōu)化配置需通過工程措施和非工程措施實現(xiàn)，包括以下幾方面：①加強地表水、地下水資源的水環(huán)境治理和保護力度。如完善污水收集與再生處理系統(tǒng)，實施農村生活垃圾和畜禽糞便治理工程，開展河湖綜合整治行動，嚴格按照《地下水管理條例》取用、保護地下水，有計劃地關閉自來水管網覆蓋區(qū)域內的自備井；②加大節(jié)水力度，全面建設節(jié)水社會。通過采取先進的技術、工藝、設備、器具，在農業(yè)、工業(yè)和生活各個領域的各個環(huán)節(jié)，堅持做到節(jié)水優(yōu)先，節(jié)水有我；③強化供水設施建設。完善給水廠和供水管網布局，實施農村飲水安全工程建設和抗旱應急水源工程建設；④推進商都縣農業(yè)水價綜合改革，建立健全農業(yè)水價形成機制。⑤推進用水權改革，是發(fā)揮市場機制作用促進水資源優(yōu)化配置和集約節(jié)約安全利用的重要手段，是強化水資源剛性約束的重要舉措[8]。因此，需完善水資源統(tǒng)一管理體制，實行用水與排污總量控制，明確初始權，進行初始水權分配。⑥推進水利信息化建設，提高對水資源統(tǒng)一配置，統(tǒng)一調度，統(tǒng)一管理的能力和自動化程度。

5 結論

(1)用水方面，注重產業(yè)結構調整，尤其減少一產、二產發(fā)展對水資源的大量消耗，積極發(fā)展節(jié)水型農業(yè)和節(jié)水型工業(yè)。

(2)水源方面，加大非傳統(tǒng)水源的利用，不僅可有效緩解水資源短缺現(xiàn)象，還可有效促進區(qū)域水資源的保護和循環(huán)利用，改善和保護水生態(tài)與環(huán)境；同時，根據自身用水需求，結合水源條件、經濟社會條件等，積極探尋外調水源，提高水源保障能力，降低后續(xù)城市發(fā)展受水資源限制的可能。