盧麗榮

（河北省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，天津 300250）

隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，城市需水量不斷增加，為使有限的水資源得到可持續(xù)利用，對(duì)城市水源進(jìn)行優(yōu)化配置勢(shì)在必行?！癋D法”是強(qiáng)制打分法的簡(jiǎn)稱，包括0-4評(píng)分法、0-1評(píng)分法2種方法，是采用一定的評(píng)分規(guī)則，通過(guò)強(qiáng)制對(duì)比打分來(lái)評(píng)價(jià)對(duì)象的功能重要性，通常用于功能評(píng)價(jià)、方案比選中。本次將“FD法”應(yīng)用于城市水資源優(yōu)化配置方案研究中，首先分別擬定不同的供水方案i和需水方案j，進(jìn)行排列組合，形成i×j組水源配置方案；其次對(duì)各水源配置方案進(jìn)行供需平衡分析，估算各組合方案所需投資；然后對(duì)各水源配置方案的工程實(shí)施可行性、缺水率、投資采用“0-4評(píng)分法”分別賦分。缺水率按遞減序列排序，缺水率最高方案賦分為0，缺水率次高方案賦分為1，依次遞增，并列排序賦分相同。投資按遞減序列排序，投資最高方案賦分為0，投資次高方案賦分為1，依次遞增，并列排序賦分相同。將水源配置方案缺水率賦分值與投資賦分值加權(quán)平均，分值高者方案較優(yōu)。

以下利用“0-4評(píng)分法”，以張家口城市為例進(jìn)行水源優(yōu)化配置方案研究。

1 基本情況

張家口市位于河北省西北部，市區(qū)包括主城區(qū)（含橋東區(qū)、橋西區(qū)、高新區(qū)）、宣化區(qū)、下花園區(qū)，現(xiàn)狀建成區(qū)總面積76.79 km2。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展及政策的調(diào)整，城市發(fā)展空間要擴(kuò)展，沿清水河、洋河兩岸呈帶狀展布。城區(qū)現(xiàn)狀供水以地下水為主，區(qū)域內(nèi)無(wú)大中型地表水源控制工程。2007年規(guī)劃區(qū)實(shí)際總用水量2.99億m3，其中利用地下水2.40億m3，占80.3%。由于常年連續(xù)且大量集中開(kāi)采地下水，地下水資源超采嚴(yán)重，造成部分區(qū)域地下水位持續(xù)下降。隨著經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，水資源供需矛盾更加突出，為了保證水資源的可持續(xù)利用和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)定協(xié)調(diào)發(fā)展，對(duì)張家口市城市水資源進(jìn)行優(yōu)化配置已迫在眉睫。

2 城市現(xiàn)狀格局供需狀況

2.1 現(xiàn)狀可供水量分析

在維持現(xiàn)有供水工程狀況、考慮為上游發(fā)展留有空間并充分利用區(qū)域地表水、地下水及再生水源條件下，分析現(xiàn)狀水平年50%保證率可供水量為3.29億m3，75%保證率可供水量為3.15億m3，95%保證率可供水量為2.83億m3；2030水平年50%保證率可供水量為3.39億m3，75%保證率可供水量為3.25億m3，95%保證率可供水量為2.93億m3。

2.2 需水量預(yù)測(cè)

在維持現(xiàn)有規(guī)劃經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度及生產(chǎn)格局情況下，根據(jù)當(dāng)?shù)叵嚓P(guān)部門提供的基礎(chǔ)資料進(jìn)行一次需水分析，現(xiàn)狀水平年50%保證率需水量為3.75億m3，75%保證率需水量為 3.91億 m3；2030水平年50%保證率需水量為4.75億m3，75%保證率需水量為4.88億m3。

2.3 一次供需平衡分析

根據(jù)前述可供水量及需水量分析預(yù)測(cè)，進(jìn)行一次供需平衡分析，詳見(jiàn)表1。

在維持現(xiàn)狀格局情況下，供水缺口較大，須開(kāi)源節(jié)流并舉。

3 水資源配置優(yōu)化研究

為充分揭示區(qū)域水資源在多種不確定因素下的開(kāi)發(fā)利用狀況，以模型組合為基礎(chǔ)，利用“FD法”對(duì)各水源配置方案進(jìn)行優(yōu)化篩選，對(duì)水源配置規(guī)劃方案進(jìn)行模擬分析研究，可為水資源開(kāi)發(fā)決策提供技術(shù)支持。

表1 一次供需平衡分析 億m3

3.1 水資源配置模型

3.1.1 供水方案

規(guī)劃區(qū)的可供水量受區(qū)域水資源總量與供水工程能力雙重因素影響?？紤]規(guī)劃工程實(shí)施的難度及不確定性，擬定4個(gè)供水方案。

（1）供水方案1：供水方案采用一次分析成果，維持現(xiàn)狀供水工程。

（2）供水方案2：考慮區(qū)域內(nèi)的最大可開(kāi)發(fā)潛力。規(guī)劃2020年以前建設(shè)完成云州水庫(kù)引水、友誼水庫(kù)引水工程、烏拉哈達(dá)水庫(kù)、主城區(qū)和宣化區(qū)污水處理廠擴(kuò)建；2020—2030年規(guī)劃建設(shè)完成土夭溝水庫(kù)、南洋河水庫(kù)。

（3）供水方案3：2020年以前建設(shè)完成云州水庫(kù)引水工程，不再規(guī)劃其他供水工程。

（4）供水方案4：在供水方案2基礎(chǔ)之上進(jìn)行調(diào)整，由2020水平年建設(shè)1座烏拉哈達(dá)大庫(kù)調(diào)整為再建設(shè)1座中庫(kù)（東支），2030水平年只規(guī)劃建設(shè)南洋河水庫(kù)，土夭溝水庫(kù)暫不建設(shè)。

3.1.2 需水方案

規(guī)劃區(qū)的需水量受節(jié)水改造進(jìn)程、產(chǎn)業(yè)政策調(diào)整等多因素影響，本次分析擬定4個(gè)需水方案。

（1）需水方案1：采用一次需水分析成果。

（2）需水方案2：壓縮用水需求，在考慮區(qū)域內(nèi)的最大可開(kāi)發(fā)潛力情況下，盡量使規(guī)劃工程實(shí)施后達(dá)到供需平衡狀態(tài)。農(nóng)業(yè)加強(qiáng)節(jié)水改造，減少需水量；同時(shí)調(diào)整規(guī)劃區(qū)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。

（3）需水方案3：在方案2基礎(chǔ)之上進(jìn)行調(diào)整，工業(yè)限額取水。

（4）需水方案4：需水在方案1基礎(chǔ)之上進(jìn)行調(diào)整，工業(yè)限額取水。

3.1.3 模擬配置方案組合分析

需水方案與供水方案相互組合，形成16個(gè)水源配置方案。水源配置模型組合方案詳見(jiàn)表2。

在模擬方案組合基礎(chǔ)之上，對(duì)各配置方案進(jìn)行供需平衡分析，估算配置方案所需投資，分析成果詳見(jiàn)表3。

表2 水源配置模型方案

表3 各水源配置方案缺水率與投資統(tǒng)計(jì)成果

3.2 規(guī)劃配置方案優(yōu)選

根據(jù)模型原理及模擬配置方案組合分析，對(duì)各配置方案缺水率、投資、實(shí)施可行性分別賦分。缺水率以2030水平年75%情況下數(shù)值作為判別對(duì)象，投資以2030水平年總投資作為判別對(duì)象。

缺水率賦分標(biāo)準(zhǔn)：缺水率≥0，賦分值為4；-5%≤缺水率＜0，賦分值為3；-15%≤缺水率＜-5%，賦分值為2；-25%≤缺水率＜-15%，賦分值為1；缺水率＜-25%，賦分值為0。

投資賦分標(biāo)準(zhǔn)：投資≤5億元，賦分值為4；5億＜投資≤20億，賦分值為3；20億＜投資≤35億，賦分值為2；35億＜投資≤50億，賦分值為1；投資＞50億，賦分值為0。

工程實(shí)施可行性賦分標(biāo)準(zhǔn)：供、需水方案均無(wú)制約因素，賦分值為4；有1項(xiàng)輕微制約因素，克服能夠?qū)嵤x分值為3；有2項(xiàng)輕微制約因素，克服能夠?qū)嵤?，賦分值為2；有難以克服的制約因素1項(xiàng)，賦分值為1；有難以克服的制約因素2項(xiàng)以上，賦分值為0。

工程實(shí)施的可行性是制約供水能力的絕定性因素，缺水率在配置方案中是永久性限制發(fā)展的制約因素，而投資可能是暫時(shí)性限制因素。所以，在綜合評(píng)分中，工程實(shí)施的可行性占50%權(quán)重，缺水率占40%權(quán)重，投資占10%權(quán)重。各方案綜合評(píng)分詳見(jiàn)表4。

表4 水源配置方案綜合評(píng)分

上述各配置方案綜合得分的平均值為2.04，初步篩選大于平均值的配置方案F11、F12、F22、F33、F42、F43、F44（方案序號(hào)1、2、6、11、12、14、15、16）7個(gè)方案相對(duì)較優(yōu)。

3.3 規(guī)劃配置方案優(yōu)化推薦

F11、F12（方案序號(hào)1、2）規(guī)劃配置方案能夠維持供水工程現(xiàn)狀，但滿足用水需求以超采地下水為代價(jià)。

F22（方案序號(hào)6）規(guī)劃配置方案基本能夠達(dá)到供需平衡，需水方案實(shí)際操作可行性強(qiáng)，但F22供水方案中規(guī)劃工程全部實(shí)施會(huì)對(duì)官?gòu)d水庫(kù)年入庫(kù)水量影響較大，審批會(huì)有一定難度，同時(shí)烏拉哈達(dá)大庫(kù)涉及軍事設(shè)施搬遷亦是難題。

F33（方案序號(hào)11）規(guī)劃配置方案在需水方案采取工業(yè)限額供水的情況下，仍以超采地下水為代價(jià)來(lái)滿足區(qū)域需水要求，并且工業(yè)限額取水，實(shí)際操作有難度。

F43、F44（方案序號(hào)15、16）規(guī)劃配置方案基本達(dá)到供需平衡，供水方案可行，但工業(yè)實(shí)行限額供水，實(shí)際操作有難度。

F42（方案序號(hào)14）規(guī)劃配置方案中規(guī)劃工程避開(kāi)了F22供水方案涉及的困難，在增加當(dāng)?shù)厮寐实幕A(chǔ)上，減小了對(duì)官?gòu)d水庫(kù)年入庫(kù)水量的影響，避免了大范圍的軍事設(shè)施搬遷。需水方案實(shí)際操作可行性強(qiáng)，規(guī)劃配置方案基本能夠達(dá)到供需平衡。

通過(guò)上述分析比較、優(yōu)化研究，水源配置推薦方案F42（方案序號(hào)14），即推薦需水方案2、供水方案4。

4 結(jié)語(yǔ)

“FD法”應(yīng)用于城市水資源優(yōu)化配置方案研究中，其優(yōu)點(diǎn)是可以綜合考慮多種不確定因素下的開(kāi)發(fā)利用狀況，以模型組合為基礎(chǔ)，進(jìn)行多方案的優(yōu)化篩選，結(jié)合操作可行性推薦最優(yōu)配置方案；缺點(diǎn)是工作量大，需要以大量深入調(diào)查、前期規(guī)劃工程研究工作為基礎(chǔ)。

通過(guò)研究表明，張家口城區(qū)必須“開(kāi)源節(jié)流”并舉。“節(jié)流”需向科技密集且耗水量低型產(chǎn)業(yè)方向發(fā)展，對(duì)市區(qū)內(nèi)生產(chǎn)工藝落后耗水量大的企業(yè)，要限期整改進(jìn)行節(jié)水改造，對(duì)無(wú)法進(jìn)行節(jié)水改造的生產(chǎn)企業(yè)要明令停產(chǎn)取締；嚴(yán)格控制新項(xiàng)目審批程序，禁止高耗水工業(yè)在市區(qū)落戶。同時(shí)，“開(kāi)源”既要考慮工程的可行性及實(shí)施效果，又要兼顧上下游的用水狀況，實(shí)現(xiàn)水資源的可持續(xù)、高效利用和協(xié)調(diào)發(fā)展。