付其魯，劉建民，李洪亮

（1.齊河縣水務局，山東齊河251100；2.德州市水利局，山東德州253000）

德州市城市擠占農(nóng)業(yè)和生態(tài)用水研究

付其魯1，劉建民2，李洪亮2

（1.齊河縣水務局，山東齊河251100；2.德州市水利局，山東德州253000）

德州市水資源嚴重緊缺，從水量利用和配置方面看，出現(xiàn)了城市用水和工業(yè)用水擠占農(nóng)業(yè)用水和生態(tài)用水的問題。分析計算城市用水擠占農(nóng)業(yè)用水和生態(tài)用水是優(yōu)化配置水資源和合理制定國民經(jīng)濟發(fā)展規(guī)劃的重要依據(jù)。本文根據(jù)2008年和2014年2個水平年的統(tǒng)計資料進行分析計算擠占水量，并通過多方法比較，對擠占水量進行了研究。

德州市；農(nóng)業(yè)用水；生態(tài)用水；水資源利用

德州市水資源供需矛盾突出，當?shù)囟嗄昶骄Y源總量13.71億m3，人均水資源占有量244 m3，屬資源性缺水地區(qū)。水資源短缺嚴重制約了該市經(jīng)濟社會的快速發(fā)展，同時出現(xiàn)了用水擠占問題，主要表現(xiàn)為工業(yè)用水擠占農(nóng)業(yè)用水，農(nóng)業(yè)用水擠占生態(tài)用水，城鎮(zhèn)用水擠占農(nóng)村用水，河道外擠占河道內(nèi)。這種用水擠占現(xiàn)象，已對糧食安全、生態(tài)環(huán)境安全造成一定影響。本文以2008年為調(diào)查基準年，2014年為對照年，用于比較2008年后城市用水和工業(yè)用水擠占農(nóng)業(yè)用水量和生態(tài)用水量的變化情況。根據(jù)實際情況確定用水擠占研究區(qū)域為德州市，研究對象主要是改變了原供水目標的主要水庫，改變了原供水水源或水量的主要灌區(qū)，與城市密切相關(guān)的主要河流，城市周邊主要湖泊濕地等。

1　擠占農(nóng)業(yè)和生態(tài)用水界定

城市用水與工業(yè)用水擠占農(nóng)業(yè)用水是指原設計為農(nóng)業(yè)灌溉的水源工程或灌區(qū)，通過政府行為或市場機制將部分水量轉(zhuǎn)向城市與工業(yè)供水后，由于農(nóng)業(yè)灌溉水量減少致使設計灌溉面積減小，影響農(nóng)業(yè)灌溉面積的水量視為“擠占”。

關(guān)于擠占生態(tài)用水主要是指城市周邊及城區(qū)范圍內(nèi)的生態(tài)用水。重點是城市周邊河道基流、重點湖泊濕地。已納入地下水限采規(guī)劃的地下水超采量不再計入擠占生態(tài)用水。

2　農(nóng)業(yè)與生態(tài)用水被擠占的水量分析

2.1農(nóng)業(yè)被擠占水量分析

城市生活用水和工業(yè)用水擠占農(nóng)業(yè)用水的水量，根據(jù)情況采用多方案比較法確定。

1）從水庫供給灌區(qū)水量變化角度對某一保證率農(nóng)業(yè)被擠占水量進行估算。公式如下：

J＝A0－A1－ΔV·k

式中：J為某水庫農(nóng)業(yè)用水被擠占量；A0為該水庫原設計的農(nóng)業(yè)供水量；A1為該水庫改變供水目標后的農(nóng)業(yè)實際供水量；ΔV為該水庫設計供水能力與實際供水能力的差值；k為水庫農(nóng)業(yè)供水比重設計值。

德州市已建成水庫在可研立項時多以農(nóng)業(yè)用水為目標，但在初步設計階段以城市工業(yè)兼顧農(nóng)業(yè)為供水目標。因此，本研究分兩種情況分別分析計算。以可研立項方案確定2008年城市用水擠占農(nóng)業(yè)用水的水量為1.11億m3，2014年為1.14億m3。以初步設計方案確定2008年城市用水擠占農(nóng)業(yè)用水的水量為3 090萬m3，2014年為3 419萬m3。

2）從城市地表水供水總量變化角度分析估算農(nóng)業(yè)被擠占水量（分2008年基準年和2014年對照年，下同）。公式如下：J＝S1－S0－ΔS

式中：J為2008年城市擠占農(nóng)業(yè)用水量；S1為2008年城市地表水供水量；S0為地表水供水水源變化前城市地表水供水量；ΔS為非城市擠占農(nóng)業(yè)的新增地表水供水量。

以城市地表水供水方案確定2008年城市用水擠占農(nóng)業(yè)用水的水量為7 648萬m3，2014年為1.19億m3。此方案中地表水供水水源變化前城市地表水供水量為0，全部為地下水供水。

3）從灌區(qū)農(nóng)業(yè)用水量變化角度估算農(nóng)業(yè)被擠占用水量。公式如下：

J＝B0－B1－ΔB

式中：J為2008年灌區(qū)農(nóng)業(yè)用水被擠占量；B0為灌區(qū)某一保證率下的原設計農(nóng)業(yè)供水（或用水）量；B1為2008年灌區(qū)農(nóng)業(yè)實際用水經(jīng)調(diào)整后對應于相應保證率下的水量；ΔB為灌區(qū)非城市用水擠占的供水減少量。

德州市主要有潘莊和李家岸兩大灌區(qū)，按擠占灌溉面積計算，分兩種情況：按設計灌溉面積計算：2008年灌區(qū)用水量擠占農(nóng)業(yè)用水量為7.03億m3，其中，潘莊灌區(qū)3.80億m3、李家岸3.23億m3；2014年灌區(qū)用水量擠占農(nóng)業(yè)用水量為7.32億m3，其中，潘莊灌區(qū)4.26億m3，李家岸灌區(qū)3.06億m3。按當年有效灌溉面積計算：2008年灌區(qū)用水量擠占農(nóng)業(yè)用水量7 202萬m3，其中，潘莊灌區(qū)6 162萬m3，李家岸灌區(qū)1040萬m3；2014年灌區(qū)用水量擠占農(nóng)業(yè)用水量1.19億m3，其中，潘莊灌區(qū)7 836萬m3，李家岸灌區(qū)4 040萬m3。

通過分析知，按設計灌溉面積計算不合理，因為工程不到位，不可能達到設計灌溉面積，計算量太大，且超過城市用水總量。分析確定采用按照當年有效灌溉面積計算：2008年灌區(qū)用水量擠占農(nóng)業(yè)用水量7 202萬m3，2014年灌區(qū)用水量擠占農(nóng)業(yè)用水量1.19億m3。

4）綜合分析法。綜合考慮農(nóng)業(yè)灌溉用水與城市供水以及工程管理等因素，在供、用、耗、排等各個環(huán)節(jié)的水量平衡分析基礎上，對1）、2）、3）的估算成果進行合理性分析，確定采用3）中的當年有效灌溉面積計算成果，即2008年擠占農(nóng)業(yè)用水量7 202萬m3，2014年擠占農(nóng)業(yè)用水量11 876萬m3。通過分析城市擠占農(nóng)業(yè)水量在7 000～12 008萬m3之間，有逐年增大的趨勢，年增長率約為12%，小于德州市工業(yè)增長率而大于城市人口增長率。

2.2生態(tài)用水被擠占水量分析

僅考慮城市周邊湖泊濕地、河道內(nèi)生態(tài)基流被擠占量，以最小生態(tài)需水量為基數(shù)。

德州市海河流域多年平均徑流量為4.6億m3。按Tennant法的10%計算，海河流域河道應維持的最小水量為0.46億m3。以2008年為基準年，河道基流基本能滿足要求，汛期水量大，遠大于生態(tài)要求，非汛期河道通過節(jié)制閘控制，基本不斷流，且多數(shù)河道為灌排兩用，黃河水輸水補充了河道基流的不足，同時灌溉尾水存于河道，利于河道水生態(tài)。從用水要求上分析，河道地表水（不引黃時）水質(zhì)低于地表水Ⅳ類水，不能用于城市生活和工業(yè)用水。因此，德州市河道內(nèi)生態(tài)基流被擠占量為0。

城市周邊湖泊濕地主要是城市河湖，計算方法主要有人均水量法和水面生態(tài)效益法。據(jù)德州市城建部門研究預測，2050年德州市城鎮(zhèn)人口為490萬。若按城市城區(qū)人口占55%計，為293萬。采用人均水量法，按《海河流域生態(tài)環(huán)境恢復研究》中“城市人均7 m3”進行規(guī)劃，則流域內(nèi)主要城市河湖環(huán)境用水每年需1 886萬m3，相當于現(xiàn)狀城區(qū)總面積9.8%水面的水量。采用水面生態(tài)效益法，按照10%和15%的水面比例計算德州市主要城市的河湖環(huán)境用水量，分別為1 929萬m3和2 899萬m3。因此，本次推薦城市河湖環(huán)境用水量為1 929萬m3。2008年未統(tǒng)計生態(tài)用水量，當時只有德州城區(qū)河湖需要生態(tài)用水，用水量估算為150萬m3。2014年德州市的部分縣（市）有了城市河湖用水量，統(tǒng)計用水量為574萬m3。則城市用水擠占生態(tài)用水量2008年、2014年分別為1 779萬m3和1 355萬m3。

3　結(jié)語

根據(jù)分析計算，城市用水量擠占農(nóng)業(yè)用水量和生態(tài)用水量2008年、2014年分別為8 981萬m3和13 231萬m3。2008年為基準年，2014年因降水較少只作為對比年。推薦成果為城市用水量擠占農(nóng)業(yè)用水量和生態(tài)用水量平水年應為9 000～13 000萬m3。

（責任編輯鄭繼勝）

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2016-04-19

付其魯（1971—），男，工程師