李佳偉，水淼，左其亭, 3，張潔祥，朱大炯

區(qū)域節(jié)水潛力計(jì)算方法及河南省節(jié)水潛力評(píng)估

李佳偉1，水淼2，左其亭1, 3*，張潔祥2，朱大炯2

（1.鄭州大學(xué) 水利科學(xué)與工程學(xué)院，鄭州 450001；2.河南省水利勘測設(shè)計(jì)研究有限公司，鄭州 450016；3.鄭州市水資源與水環(huán)境重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，鄭州 450001）

【】明晰節(jié)水潛力概念，并改進(jìn)計(jì)算公式。在對(duì)節(jié)水潛力概念分析整理的基礎(chǔ)上，明確了節(jié)水潛力在不同行業(yè)之間的內(nèi)涵，進(jìn)而推導(dǎo)出面向節(jié)水來源并考慮水源置換的分行業(yè)節(jié)水潛力計(jì)算公式；在此基礎(chǔ)上，依靠河南省規(guī)劃方案，對(duì)河南省規(guī)劃年節(jié)水潛力進(jìn)行實(shí)例研究。河南省2025年綜合節(jié)水潛力為10.72億m3，2035年為16.65億m3，節(jié)水潛力較為可觀，分別達(dá)到現(xiàn)狀年用水總量的4.6%和7.1%，分行業(yè)節(jié)水潛力中農(nóng)業(yè)節(jié)水潛力較大。計(jì)算結(jié)果符合河南省糧食主產(chǎn)區(qū)的實(shí)際情形，本文推導(dǎo)公式具有系統(tǒng)、精準(zhǔn)、深度的特點(diǎn)，對(duì)地區(qū)推進(jìn)全程、全產(chǎn)、全民的系統(tǒng)節(jié)水工作具有指導(dǎo)意義。

節(jié)水潛力；計(jì)算方法；河南省；評(píng)估

0 引言

【研究意義】水是萬物之母、生存之本、文明之源，是國家重要戰(zhàn)略資源。與人類密切相關(guān)的農(nóng)業(yè)種植、工業(yè)生產(chǎn)和居民生活都離不開水資源，面對(duì)我國水資源約束促緊的形勢，需堅(jiān)持節(jié)水優(yōu)先，充分挖掘節(jié)水潛力，實(shí)現(xiàn)水資源節(jié)約集約利用。

【研究進(jìn)展】節(jié)水潛力是節(jié)約用水研究的主要內(nèi)容，部分學(xué)者針對(duì)節(jié)水潛力開展了多方位多角度的研究，目前節(jié)水潛力的研究成果可歸納為二大方面：一方面，針對(duì)節(jié)水潛力概念及計(jì)算方法研究。例如，羅玉麗等[1]進(jìn)行了不同尺度節(jié)水潛力計(jì)算方法研究；顧文權(quán)等[2]建立了南方濕潤地區(qū)流域尺度的節(jié)水潛力計(jì)算模型；丁志宏等[3]提出了工程型、效率型和結(jié)構(gòu)型3個(gè)層次的節(jié)水潛力，并在海河流域農(nóng)業(yè)節(jié)水潛力評(píng)估中進(jìn)行了應(yīng)用。另一方面，針對(duì)特定區(qū)域或作物進(jìn)行節(jié)水潛力計(jì)算研究。例如，曹士圯等[4]進(jìn)行了深圳市分行業(yè)節(jié)水潛力評(píng)估；朱正全等[5]以作物需水量為基礎(chǔ)，分析了內(nèi)蒙古河套灌區(qū)農(nóng)業(yè)灌溉資源型節(jié)水潛力；Umair等[6]進(jìn)行了冬小麥在地下滴灌情形下的節(jié)水潛力研究；Karimov等[7]對(duì)費(fèi)加納河谷的節(jié)水潛力進(jìn)行了系統(tǒng)評(píng)估?？傮w來看，目前節(jié)水潛力研究主要以概念和應(yīng)用為主，提出了不同尺度、不同需求下的節(jié)水潛力計(jì)算方法，重點(diǎn)分析了特定區(qū)域或作物的節(jié)水潛力?！厩腥朦c(diǎn)】根據(jù)已有研究及相關(guān)規(guī)劃報(bào)告，可見節(jié)水潛力概念在不同層次和尺度下存在差異，在區(qū)域節(jié)水潛力研究中全面考慮3方面節(jié)水潛力的研究不足，在生產(chǎn)實(shí)踐中計(jì)算方法不統(tǒng)一，即使同一方法也存在指標(biāo)解釋不統(tǒng)一的情況，導(dǎo)致不同地區(qū)節(jié)水潛力計(jì)算存在較大偏差。

【擬解決的關(guān)鍵問題】基于以上分析，擬結(jié)合“節(jié)水優(yōu)先”需求，以推進(jìn)系統(tǒng)、精準(zhǔn)、深度的節(jié)水工作為目標(biāo)，對(duì)新形勢下的節(jié)水潛力概念進(jìn)行梳理，進(jìn)而進(jìn)行節(jié)水潛力計(jì)算方法及應(yīng)用研究。首先，結(jié)合不同文獻(xiàn)、報(bào)告中節(jié)水潛力定義，明確節(jié)水潛力概念；然后，以概念為基礎(chǔ)，推導(dǎo)面向節(jié)水來源并考慮水源置換的分行業(yè)節(jié)水潛力計(jì)算方法；最后，結(jié)合河南省“四水同治”工作，在河南省進(jìn)行節(jié)水潛力計(jì)算的實(shí)例研究，以規(guī)劃水平年各行業(yè)節(jié)水目標(biāo)為基礎(chǔ)，計(jì)算河南省分行業(yè)節(jié)水潛力。

1 節(jié)水潛力概念及計(jì)算方法

1.1 節(jié)水潛力概念

參考《全國水資源綜合規(guī)劃技術(shù)大綱》中節(jié)水潛力定義，節(jié)水潛力以各行業(yè)（或作物）通過綜合節(jié)水措施所能達(dá)到的節(jié)水指標(biāo)為參照標(biāo)準(zhǔn)，分析現(xiàn)狀用水水平與節(jié)水指標(biāo)的差值，并根據(jù)現(xiàn)狀發(fā)展的實(shí)物量指標(biāo)計(jì)算的最大可能節(jié)水?dāng)?shù)量，主要包括農(nóng)業(yè)、工業(yè)、城鎮(zhèn)生活3部分[8]。結(jié)合相關(guān)文獻(xiàn)、節(jié)水型社會(huì)建設(shè)、各部委節(jié)水報(bào)告等對(duì)分行業(yè)節(jié)水潛力概念進(jìn)行分析，并對(duì)節(jié)水潛力概念著重解釋。

1）農(nóng)業(yè)節(jié)水潛力：在滿足農(nóng)業(yè)發(fā)展需求和科技支撐的前提下，通過經(jīng)濟(jì)投入、農(nóng)業(yè)節(jié)水措施推廣、發(fā)展高效節(jié)水灌溉等手段，減少規(guī)劃年農(nóng)田灌溉用水定額，同時(shí)提升灌溉水利用系數(shù)，以此節(jié)約的農(nóng)業(yè)用水量[9]。

此處灌溉用水定額指作物凈灌溉定額，可以通過地膜覆蓋、膜下滴灌、覆蓋保墑等技術(shù)減少無效蒸發(fā)、無效流失水量來提高。而灌溉水有效利用系數(shù)是評(píng)價(jià)農(nóng)業(yè)灌溉用水效率的綜合性指標(biāo)，可以通過管網(wǎng)優(yōu)化、渠道襯砌、田間節(jié)水灌溉、農(nóng)藝節(jié)水等手段來提高。

“周所長呢，請(qǐng)你再留心一下寄存處的幾個(gè)人，看看他們還有什么能回憶起來的線索，再注意觀察一下寄存處是否有什么可疑的人來存或取行李?！敝芩L不是他的部下，所以他說話時(shí)也就多加了一個(gè)請(qǐng)字。

無論采取哪一種央地財(cái)政關(guān)系模式，就治理角度看，財(cái)政體制的權(quán)責(zé)內(nèi)洽機(jī)制安排是核心。中國財(cái)政體制改革的歷史，實(shí)際就是一個(gè)權(quán)責(zé)不斷適配的探索過程。改革開放以前我國實(shí)行的是一種高度集權(quán)的計(jì)劃經(jīng)濟(jì)體制，在解決短缺經(jīng)濟(jì)問題方面非常有效，迅速建立了國民經(jīng)濟(jì)體系，優(yōu)勢明顯，但是“統(tǒng)收統(tǒng)支”的體制安排，決策責(zé)任集中在中央，地方在財(cái)政收支方面沒有自主權(quán)，地方積極性不足，效率就成為當(dāng)時(shí)的主要問題。

本文利用預(yù)應(yīng)力鋼絲繩對(duì)某座既有后張混凝土空心板梁橋進(jìn)行了加固，詳細(xì)介紹了該加固方法的實(shí)施步驟，并對(duì)加固前后的空心板進(jìn)行了荷載試驗(yàn)。通過對(duì)正常使用狀態(tài)下的荷載-撓度、裂縫寬度和鋼筋應(yīng)力進(jìn)行比較，明確了預(yù)應(yīng)力鋼絲繩對(duì)既有PC橋梁的加固效果。

但是濕式電除塵器運(yùn)行溫度在煙氣的露點(diǎn)以下，內(nèi)部煙氣、液體具有強(qiáng)烈的腐蝕性，因此，在選材時(shí)必須考慮采用抗腐蝕性能強(qiáng)的材料，以保證濕式電除塵器正常運(yùn)行和使用壽命。

此處城鎮(zhèn)生活節(jié)水為大生活節(jié)水，包括城鎮(zhèn)居民生活、第三產(chǎn)業(yè)和建筑業(yè)節(jié)水。隨著生活水平的提高，生活用水定額呈增加趨勢，生活用水定額的變化是生活用水正常的需求增加與采取節(jié)水措施減少需求共同作用的結(jié)果[10]。

3）工業(yè)節(jié)水潛力：在保障工業(yè)發(fā)展的前提下，通過優(yōu)化產(chǎn)業(yè)布局，高耗水工業(yè)提質(zhì)改造、提高重復(fù)利用率等手段，降低工業(yè)定額，以節(jié)約工業(yè)用水量[11]。

工業(yè)節(jié)水潛力不僅與現(xiàn)狀工業(yè)用水水平有關(guān)，還與工業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、節(jié)水技術(shù)推廣、供水管網(wǎng)漏損和工業(yè)用水重復(fù)利用率等多種因素有關(guān)，是多因素聯(lián)合作用的結(jié)果。由于工業(yè)用水重復(fù)利用率和工業(yè)供水管網(wǎng)漏失率對(duì)工業(yè)節(jié)水潛力影響較大，在實(shí)際計(jì)算中應(yīng)重點(diǎn)考慮這2項(xiàng)因素。

1.2 計(jì)算方法

本文針對(duì)農(nóng)業(yè)和城鎮(zhèn)生活節(jié)水潛力提出2種計(jì)算方法，理想情況下2種方法計(jì)算結(jié)果應(yīng)一致，2種方法的主要差別在于所需數(shù)據(jù)不同?？紤]生產(chǎn)實(shí)踐中部分?jǐn)?shù)據(jù)難以獲取，可根據(jù)實(shí)際情況適當(dāng)選擇。針對(duì)工業(yè)節(jié)水潛力提供一種計(jì)算方法供參考。

1.2.1 農(nóng)業(yè)節(jié)水潛力

農(nóng)業(yè)節(jié)水潛力主要表現(xiàn)在灌溉水利用系數(shù)的提高和高效節(jié)水灌溉面積的增加[12]。0為現(xiàn)狀年實(shí)際農(nóng)業(yè)灌溉水利用系數(shù)，但現(xiàn)狀年農(nóng)業(yè)灌溉水利用系數(shù)往往由不合理的地下水、地表水配比綜合后形成，而規(guī)劃年則會(huì)進(jìn)行農(nóng)業(yè)供水水源優(yōu)化，一般會(huì)實(shí)現(xiàn)地下水壓采。考慮現(xiàn)實(shí)情形中地下水和地表水特性差異，地下水的灌溉水利用系數(shù)遠(yuǎn)大于地表水。因此在計(jì)算農(nóng)業(yè)節(jié)水潛力時(shí)需對(duì)0進(jìn)行修正，調(diào)整為地下水、地表水合理配比情形下的現(xiàn)狀年農(nóng)業(yè)灌溉水利用系數(shù)。

今年云南省局部地區(qū)，在授粉階段成片發(fā)生高溫?zé)岷Γ斐扇绷p產(chǎn)，產(chǎn)量可能降低30%-50%。主要原因是開花抽絲期間，當(dāng)溫度高于32-35℃，空氣濕度低于30%，田間水量低于70%，雄穗開花的時(shí)間會(huì)顯著縮短。因高溫干旱，花粉粒在1-2 h內(nèi)失水干枯，喪失發(fā)芽能力，花絲延期抽出，造成花期不遇；或花絲過早枯萎，嚴(yán)重影響授粉結(jié)實(shí)，形成禿尖、缺粒，產(chǎn)量降低。如能及時(shí)澆水，改善田間小氣候，可減輕高溫干旱的影響。

式中：農(nóng)潛為農(nóng)業(yè)節(jié)水潛力；0為現(xiàn)狀年農(nóng)田實(shí)際灌溉面積；凈為現(xiàn)狀年作物凈灌溉定額；01為合理供水水源情形下的現(xiàn)狀年農(nóng)業(yè)灌溉水利用系數(shù)；1為規(guī)劃年農(nóng)業(yè)灌溉水利用系數(shù)。

方法二：不對(duì)0進(jìn)行修正，但在公式中考慮水源置換的影響，增加地下水、地表水配比合理轉(zhuǎn)變所節(jié)約的水量，即：

選擇我院2016年1月—2018年3月期間診治的煙霧病患者20例作為研究樣本，其中男11例，女9例；患者年齡13～51歲，平均年齡（33.2±0.6）歲?；颊叩呐R床癥狀主要表現(xiàn)為運(yùn)動(dòng)后疲乏、突發(fā)性意識(shí)障礙和語言不清、惡心嘔吐、發(fā)熱、頭暈以及突然性昏迷等。

工業(yè)節(jié)水潛力主要表現(xiàn)在萬元工業(yè)增加值用水量的降低，是考慮產(chǎn)業(yè)技術(shù)改革、節(jié)水技術(shù)提高和工業(yè)管網(wǎng)漏損率減少等條件下的工業(yè)綜合節(jié)水指標(biāo)[15]。在工業(yè)節(jié)水潛力計(jì)算中應(yīng)重點(diǎn)考慮工業(yè)用水重復(fù)利用率提高和工業(yè)供水管網(wǎng)漏失率降低2項(xiàng)。計(jì)算式為：

1.2.2 城鎮(zhèn)生活節(jié)水潛力

城鎮(zhèn)生活節(jié)水潛力主要表現(xiàn)在城鎮(zhèn)供水管網(wǎng)漏失率降低和節(jié)水器具普及率提高二方面?；诳紤]角度差異，提供2種計(jì)算方法。

2）城鎮(zhèn)生活節(jié)水潛力：在保障城鎮(zhèn)居民生活的前提下，通過供水管網(wǎng)改造、節(jié)水器具推廣、節(jié)水宣傳等手段，降低供水管網(wǎng)漏損率，提高節(jié)水器具普及率，以此節(jié)約的生活用水量。

方法一：考慮節(jié)水器具普及率增加的節(jié)水潛力不易量化，節(jié)水器具普及率增加近似認(rèn)為新增用水戶實(shí)現(xiàn)節(jié)水器具使用。本文引入變量，代表節(jié)水器具相比傳統(tǒng)器具每人每天的節(jié)約水量。根據(jù)中華人民共和國城鎮(zhèn)建設(shè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（CJ/T164—2014節(jié)水型生活用水器具標(biāo)準(zhǔn)）和相關(guān)調(diào)查研究[13-14]，參考類似地區(qū)調(diào)查結(jié)果，河南省取20 L/（人·d-1）。計(jì)算式為：

式中：生潛為城鎮(zhèn)大生活節(jié)水潛力（含公共用水）；0為現(xiàn)狀年城鎮(zhèn)大生活用水量；0為現(xiàn)狀年城鎮(zhèn)供水管網(wǎng)綜合漏失率；t為未來節(jié)水指標(biāo)條件下城鎮(zhèn)供水管網(wǎng)綜合漏失率。0為現(xiàn)狀年節(jié)水器具普及率；t為未來節(jié)水指標(biāo)條件下節(jié)水器具普及率；0為現(xiàn)狀年城鎮(zhèn)人口；為節(jié)水器具相比傳統(tǒng)器具每人每天的節(jié)約水量。

在油氣領(lǐng)域，中國石化與國外48家供應(yīng)商簽訂采購協(xié)議。采購協(xié)議涉及油品、化工產(chǎn)品、