邵明萬
(貴陽市水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院,貴州 貴陽 550000)
水資源開發(fā)利用過程中,大部分水在使用中被消耗掉,如蒸發(fā)、產(chǎn)品組成、生命延續(xù)等,且每個(gè)行業(yè)的用水結(jié)構(gòu)、需水量變化規(guī)律及對(duì)水總量控制要求都各不相同,造成了不同行業(yè)不同生產(chǎn)活動(dòng)所消耗的水量也有所差異。根據(jù)河道外需水預(yù)測(cè)結(jié)果實(shí)施河道工程建設(shè)是提高河道工程安全可靠性的重要手段[1],也是提高建設(shè)地區(qū)現(xiàn)代化經(jīng)濟(jì)建設(shè)水平的必經(jīng)之路。本文在充分考慮節(jié)水的前提下,對(duì)息烽縣河道工程規(guī)劃水平年河道外各行業(yè)的需水進(jìn)行預(yù)測(cè)分析。
息烽縣地處貴州中部烏江南岸,境內(nèi)河流源短流急,難以蓄積利用,導(dǎo)致流域內(nèi)面臨著嚴(yán)重的缺水問題,即使過境水量豐富,但開發(fā)建設(shè)經(jīng)濟(jì)成本消耗大。2015年,息烽縣城鎮(zhèn)居民生活需水量為417萬m3。按低人口方案計(jì)算,息烽縣2020年和2030年總?cè)丝趯⒎謩e達(dá)到23.9萬人次和26.1萬人次,工業(yè)增加值分別達(dá)到110億元和220億元,第三產(chǎn)業(yè)增加值分別達(dá)到118億元和156億元。2020年灌溉面積達(dá)到12.3萬畝,2030年灌溉面積達(dá)到13.6萬畝,耕地灌溉率分別為的51.9%和57.4%。
以河道主要需求環(huán)節(jié)為例,通過實(shí)際計(jì)算,提高需水預(yù)測(cè)的科學(xué)有效性。
根據(jù)相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)及《貴陽市水資源綜合規(guī)劃》,結(jié)合2015年息烽縣各鄉(xiāng)鎮(zhèn)及縣城的生活用水水平,確定現(xiàn)狀年2015年息烽縣城鎮(zhèn)居民生活用水定額為95 L/(人·d)~104 L/(人·d),城鎮(zhèn)供水損失率為20%左右,城鎮(zhèn)居民生活用水毛定額分別為114 L/(人·d)~125 L/(人·d)。經(jīng)計(jì)算,現(xiàn)狀年2015年息烽縣城鎮(zhèn)居民生活需水量為417萬m3。
近期規(guī)劃水平年(2020年)生活用水定額的選取結(jié)合《貴陽市水資源綜合規(guī)劃》、本區(qū)域水資源條件和現(xiàn)狀用水水平,參考《城市綜合需水量標(biāo)準(zhǔn)》(SL367-2006)、《室外給水設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50013-2006)等,確定2020年城鎮(zhèn)居民生活用水定額為120 L/(人·d)~130 L/(人·d)。按照節(jié)水型社會(huì)建設(shè)要求,通過采用強(qiáng)化節(jié)水方案,2020年息烽縣城鎮(zhèn)供水損失率為10%,城鎮(zhèn)居民生活用水毛定額分別為132 L/(人·d)~143 L/(人·d)。經(jīng)計(jì)算,近期規(guī)劃水平年2020年息烽縣城鎮(zhèn)居民生活需水量:低人口方案為625萬m3,高人口方案為908 萬 m3。
遠(yuǎn)期規(guī)劃水平年(2030年)生活用水定額的選取亦結(jié)合《貴陽市水資源綜合規(guī)劃》、本區(qū)域水資源條件和現(xiàn)狀用水水平,參考有關(guān)規(guī)范,確定2030年城鎮(zhèn)居民生活用水定額為135 L/(人·d)~150 L/(人·d)。按照節(jié)水型社會(huì)建設(shè)要求,通過采用強(qiáng)化節(jié)水方案,2030年息烽縣城鎮(zhèn)供水損失率為8%,城鎮(zhèn)居民生活用水毛定額分別為146 L/(人·d)~162 L/(人·d)。經(jīng)計(jì)算,遠(yuǎn)期規(guī)劃水平年2030年息烽縣城鎮(zhèn)居民生活需水量:低人口方案為1060萬m3,高人口方案為1718萬m3。
工業(yè)需水量分一般工業(yè)、火核電工業(yè)進(jìn)行預(yù)測(cè)。一般工業(yè)采用萬元工業(yè)增加值法進(jìn)行預(yù)測(cè)。息烽縣目前無火核電工業(yè),且規(guī)劃水平年息烽縣亦無新建火電項(xiàng)目,因此不再單獨(dú)預(yù)測(cè)火核電需水。經(jīng)調(diào)查,現(xiàn)狀年息烽縣境內(nèi)的工業(yè)主要為磷化工業(yè),不屬于高耗水工業(yè),同時(shí),結(jié)合要求和各產(chǎn)業(yè)園區(qū)規(guī)劃報(bào)告,近、遠(yuǎn)期規(guī)劃水平年,息烽縣亦無規(guī)劃建設(shè)較大規(guī)模的高耗水工業(yè),主要為一般工業(yè)[2]。隨著國(guó)家對(duì)工業(yè)節(jié)水要求的不斷加強(qiáng),提高工業(yè)用水重復(fù)利用率是減少工業(yè)用水行之有效的措施。本次采用重復(fù)利用率提高法對(duì)區(qū)域萬元工業(yè)增加值用水定額進(jìn)行復(fù)核計(jì)算:
式中:η1、η2分別為預(yù)測(cè)始末年份的重復(fù)利用率;q1、q2分別為預(yù)測(cè)始末年份的萬元增加值用水定額;α為工業(yè)技術(shù)進(jìn)步系數(shù);n為年份。
經(jīng)計(jì)算,低人口方案下,現(xiàn)狀年、2020年及2030年息烽縣工業(yè)需水量分別為4910萬m3/a、5333萬m3/a、6240萬m3/a;高人口方案下,現(xiàn)狀年、2020年及2030年息烽縣工業(yè)需水量分別為 4910 萬 m3/a、5770 萬 m3/a、13568 萬 m3/a。
根據(jù)規(guī)劃要求,結(jié)合統(tǒng)計(jì)分析,現(xiàn)狀水平年2015年,息烽縣建筑業(yè)增加值為67842萬元,建筑業(yè)增加值用水定額為20 m3/萬元。綜合考慮,確定建筑業(yè)管網(wǎng)漏損率取值與城鎮(zhèn)管網(wǎng)漏損率相同,即為20%。結(jié)合貴州省、貴陽市水資源綜合相關(guān)規(guī)劃成果及原息烽縣水資源綜合規(guī)劃成果綜合分析,近期2020年建筑業(yè)增加值用水定額確定為15 m3/萬元,管網(wǎng)漏損率按10%計(jì),遠(yuǎn)期2030年建筑業(yè)增加值用水定額確定為13 m3/萬元,管網(wǎng)漏損率按8%計(jì)。
經(jīng)計(jì)算,現(xiàn)狀年息烽縣建筑業(yè)需水量為163萬m3;低人口方案下,2020年、2030年建筑業(yè)需水量分別為221萬m3、297萬m3;高人口方案下,2020年、2030年建筑業(yè)需水量分別為272萬m3、656 萬 m3。
據(jù)統(tǒng)計(jì),2015年息烽縣農(nóng)村人口為132111人次,現(xiàn)已全部解決飲水安全問題。農(nóng)村生活需水包括農(nóng)村居民生活需水及牲畜需水,采用定額法進(jìn)行預(yù)測(cè)。根據(jù)社會(huì)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)預(yù)測(cè)成果,息烽縣城鎮(zhèn)化發(fā)展高、低方案主要區(qū)別在城鎮(zhèn)、農(nóng)村人口數(shù)量不同,兩方案牲畜數(shù)量一致。經(jīng)計(jì)算,息烽縣現(xiàn)狀年農(nóng)村人畜需水量為357萬m3/a;低人口方案下,2020年、2030年農(nóng)村人畜需水量分別為525萬m3/a、480萬m3/a;高人口方案下,2020年、2030年農(nóng)村人畜需水量分別為558萬m3/a、505萬m3/a。
現(xiàn)狀年(2015年)需水量和規(guī)劃水平年(2020年、2030年)預(yù)測(cè)需水成果對(duì)比見表1。
表1 現(xiàn)狀年需水量與本次預(yù)測(cè)需水預(yù)測(cè)成果對(duì)比情況
通過計(jì)算,息烽縣2020年低人口方案下河道外需水量6704萬m3,高人口方案下需水量7508萬m3;2030年低人口方案下河道外需水量8077萬m3,高人口方案下需水量16447萬m3。其中低人口方案下2020年城鎮(zhèn)居民生活用水量、工業(yè)需水量、建筑業(yè)需水量、農(nóng)畜需水量占比分別為9.32%、79.55%、3.30%、7.83%;2030年分別為 13.13%、77.26%、3.68%、5.94%;高方案人口下2020年城鎮(zhèn)居民生活用水量、工業(yè)需水量、建筑業(yè)需水量、農(nóng)畜需水量占比分別為12.10%、76.85%、3.62%、7.43%,2030年分別為10.45%、82.50%、4.00%、3.07%。
根據(jù)計(jì)算成果分析,息烽縣各經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展現(xiàn)狀指標(biāo)及預(yù)測(cè)指標(biāo)與區(qū)域總體規(guī)劃布局和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)發(fā)展趨勢(shì)是一致的;各用水需水指標(biāo)符合相關(guān)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)要求,與地方相關(guān)規(guī)劃基本一致,各水平年各行業(yè)需水量預(yù)測(cè)成果基本合理[3]。
息烽縣河道工程外需水預(yù)測(cè)主要包括對(duì)城鎮(zhèn)生活、工業(yè)、建筑業(yè)以及農(nóng)村人畜等方面的蓄水量預(yù)測(cè)。要想提高需水預(yù)測(cè)的規(guī)劃效果,需在充分考慮節(jié)水的前提下,對(duì)各行業(yè)的規(guī)劃水平年河道外需水進(jìn)行合理預(yù)測(cè)分析。通過參考貴州省水資源綜合規(guī)劃配置階段需水計(jì)算要求,遵循相關(guān)管理部門制定的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn),在掌握原有河道外需求預(yù)測(cè)結(jié)果的情況下,與實(shí)際計(jì)算預(yù)測(cè)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,可為提高河道工程項(xiàng)目建設(shè)的安全提供可靠依據(jù)。