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        德州市城市擠占農(nóng)業(yè)和生態(tài)用水研究

        2016-04-08 10:53:43付其魯劉建民李洪亮
        山東水利 2016年9期
        關(guān)鍵詞:德州市用水量水量

        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(shè)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(shè)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(shè)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(shè)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(shè)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(shè)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(shè)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(shè)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(shè)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(shè)計灌溉面積計算不合理,因為工程不到位,不可能達到設(shè)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(chǔ)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)

        TV213.4

        B

        1009-6159(2016)-09-0053-02

        2016-04-19

        付其魯(1971—),男,工程師

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