陳雅芬，劉艷菊，李 敏，張得勝

(水利部珠江水利委員會(huì)珠江水利綜合技術(shù)中心，廣東 廣州 510611)

2014年3月14日，習(xí)近平總書(shū)記就中國(guó)水安全問(wèn)題發(fā)表重要講話(huà)，首次提出“節(jié)水優(yōu)先、空間均衡、系統(tǒng)治理、兩手發(fā)力”的十六字治水思路。節(jié)水優(yōu)先要求在流域和區(qū)域水資源水環(huán)境最大承載能力范圍內(nèi)，科學(xué)合理、有計(jì)劃、有重點(diǎn)地用水，發(fā)揮水資源最大剛性約束，堅(jiān)持“以水四定”，使水資源、水環(huán)境、水生態(tài)與經(jīng)濟(jì)社會(huì)和諧可持續(xù)發(fā)展[1-3]。堅(jiān)持節(jié)水優(yōu)先，就是要著力糾正對(duì)水資源粗放型使用的行為，從水資源使用這個(gè)源頭抓起，著力推進(jìn)節(jié)水型社會(huì)建設(shè)，從觀(guān)念、意識(shí)、措施等方面優(yōu)先著力、多管齊下，加快推進(jìn)用水方式由粗放向節(jié)約、集約的根本性轉(zhuǎn)變，實(shí)現(xiàn)計(jì)劃用水。計(jì)劃用水是合理開(kāi)發(fā)利用水資源和提高水資源使用效益的有效途徑?！端ā返谒氖邨l明確規(guī)定：“縣級(jí)以上地方人民政府發(fā)展計(jì)劃主管部門(mén)會(huì)同同級(jí)水行政主管部門(mén)，根據(jù)用水定額、經(jīng)濟(jì)技術(shù)條件以及水量分配方案確定的可供本行政區(qū)域使用的水量，制定年度用水計(jì)劃，對(duì)本行政區(qū)域內(nèi)的年度用水實(shí)行總量控制”[4]。

目前水利部2014印發(fā)的《計(jì)劃用水管理辦法》明確了核定用水單位用水計(jì)劃的原則，第九條規(guī)定：管理機(jī)關(guān)根據(jù)本行政區(qū)域年度用水總量控制指標(biāo)、用水定額和用水單位的用水記錄，按照統(tǒng)籌協(xié)調(diào)、綜合平衡、留有余地的原則，核定用水單位的用水計(jì)劃。但相關(guān)水行政主管部門(mén)沒(méi)有出臺(tái)相關(guān)文件進(jìn)一步明確和細(xì)化用水計(jì)劃的核定標(biāo)準(zhǔn)，不同區(qū)域結(jié)合各自實(shí)際情況研究制定用水計(jì)劃核定下達(dá)的規(guī)定，并執(zhí)行用水計(jì)劃核定工作，現(xiàn)行年度用水計(jì)劃下達(dá)，大多數(shù)取用水戶(hù)以上報(bào)數(shù)據(jù)和前3年用水實(shí)際為依據(jù)，在不超過(guò)原審批取水量的前提下直接下達(dá)[5]，并未充分考慮用水定額與實(shí)際用水水平，不符合當(dāng)下節(jié)水優(yōu)先、限額管理的要求，用水計(jì)劃核定下達(dá)工作體系并不完善。許多學(xué)者在計(jì)劃用水管理制度方面做出了較多研究，在管理層面提出了許多計(jì)劃用水管理的建議[6-10]，部分國(guó)內(nèi)學(xué)者在用水計(jì)劃核定下達(dá)方法方面也做出了研究[11-13]。但根據(jù)取用水戶(hù)用水影響因素對(duì)用水計(jì)劃合理性進(jìn)行分析的研究較少，其中陳興[13]開(kāi)展了用水計(jì)劃核定方法研究，通過(guò)對(duì)各行業(yè)用水特點(diǎn)的了解，用水計(jì)劃的核定采用兩個(gè)方向，即與其他相似企業(yè)用水的對(duì)比、與企業(yè)自身歷史用水的對(duì)比，2個(gè)方向引用的方法分別對(duì)應(yīng)聚類(lèi)算法和用水預(yù)測(cè)算法，此類(lèi)方法需搜集大量的取用水戶(hù)資料開(kāi)展模型驗(yàn)證，使用便利性不足。

針對(duì)目前用水計(jì)劃核定下達(dá)工作體系不完善的問(wèn)題，為了進(jìn)一步全面分析取用水戶(hù)用水影響因素，確定用水計(jì)劃申請(qǐng)、下達(dá)與實(shí)際用水等多個(gè)方面的合理性，為下一步研究用水計(jì)劃核定下達(dá)工作奠定基礎(chǔ)，本研究建立了用水計(jì)劃合理性分析的多維指標(biāo)體系。

1 評(píng)估指標(biāo)

根據(jù)綜合分析，項(xiàng)目取用水主要與取水水源、用水工藝、用水水平等因素有關(guān)，因此本指標(biāo)體系主要是綜合考慮來(lái)水、用水等多種因素，分析取用水戶(hù)年度用水計(jì)劃的合理性。多維用水計(jì)劃合理性評(píng)估指標(biāo)體系見(jiàn)表1。

表1 多維用水計(jì)劃合理性評(píng)估指標(biāo)體系

表中來(lái)水量指取用水戶(hù)取水口來(lái)水量；區(qū)域用水總量控制指標(biāo)指項(xiàng)目所在縣級(jí)行政區(qū)(一般情況)的用水總量控制指標(biāo)；用水總量變化趨勢(shì)指取用水戶(hù)年度用水總量的變化趨勢(shì)；定額標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比指取用水戶(hù)單位產(chǎn)品用水量與定額標(biāo)準(zhǔn)值的比較；用水水平變化趨勢(shì)指取用水戶(hù)單位產(chǎn)品用水量的變化趨勢(shì)；單方水效益指單方水產(chǎn)品產(chǎn)量；計(jì)劃與實(shí)際差異程度指計(jì)劃用水量與實(shí)際用水量的差異比較。

2 評(píng)估方法

2.1 來(lái)水保障程度

當(dāng)P≥P′時(shí)，若Wj>Wx，不合理；若Wj=Wx，基本合理；若Wj

2.2 區(qū)域用水總量控制指標(biāo)符合度(δ)

設(shè)δ=Wy/Wz，若0<δ<1，不合理；若δ=1或δ=0，基本合理；若δ>1或δ<0，合理。

式中Wy——區(qū)域用水總量富余指標(biāo)，等于當(dāng)年用水總量控制指標(biāo)減去上一年年度區(qū)域用水總量；Wz——項(xiàng)目年度新增用水量。

2.3 計(jì)劃用水增長(zhǎng)率(r)

設(shè)r=ΔWj/W′，若r>30%，不合理；若10%≤r≤30%，基本合理；若r<10%，合理。

式中 ΔWj——當(dāng)年計(jì)劃用水量相對(duì)于上一年實(shí)際用水的變化量；W′——上一年的實(shí)際用水量。

2.4 定額標(biāo)準(zhǔn)比值(αui)

設(shè)αui=Vui/Vs，若αui>1，不合理；若αui=1，基本合理；若αui<1，合理。

式中Vui——單位產(chǎn)品用水量；Vs——定額標(biāo)準(zhǔn)值。

2.5 用水水平變化率(rui)

2.6 單方水產(chǎn)量(rc)

2.7 計(jì)劃與實(shí)際比值(αW)

設(shè)αW=Wj/W，若αW>1.15或αW<1，不合理；若1<αW≤1.15，基本合理；若αW=1，合理。

式中Wj——計(jì)劃用水量；W——實(shí)際用水量。

以用水總量和用水效率2個(gè)維度為約束條件，前5個(gè)指標(biāo)必須全部至少滿(mǎn)足基本合理的條件，若有一項(xiàng)指標(biāo)不合理，則不合理。再分析用水效益維度的指標(biāo)，“單方水產(chǎn)量”與“用水水平”實(shí)際是互為倒數(shù)的，當(dāng)“用水水平變化率”變化合理時(shí)，“單方水產(chǎn)量年際變化率”基本也會(huì)位于合理變化范圍內(nèi)，進(jìn)一步驗(yàn)證用水效率的合理性；“計(jì)劃與實(shí)際比值”指標(biāo)是計(jì)劃用水量與實(shí)際用水量的比值，項(xiàng)目在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，產(chǎn)品生產(chǎn)存在一定的不確定性，可能會(huì)存在實(shí)際用水量超出計(jì)劃用水量較多的情形，無(wú)法確保2個(gè)指標(biāo)均合理。因此，針對(duì)用水效益維度的指標(biāo)，有一項(xiàng)基本合理時(shí)，可認(rèn)為基本合理。

3 指標(biāo)體系應(yīng)用

3.1 典型取用水戶(hù)基本情況

大唐貴州發(fā)耳發(fā)電有限公司(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“貴州發(fā)耳電廠(chǎng)”)位于貴州省六盤(pán)水市水城縣，成立于2005年8月24日，是國(guó)家實(shí)施“西電東送”戰(zhàn)略重要的后續(xù)電源，為亞臨界燃煤機(jī)組，總裝機(jī)容量4×600 MW，屬于典型坑口電廠(chǎng)。項(xiàng)目設(shè)計(jì)年利用小時(shí)數(shù)為6 000 h，設(shè)計(jì)年發(fā)電量為144億kW·h。貴州發(fā)耳電廠(chǎng)由水利部珠江水利委員會(huì)于2013年批準(zhǔn)發(fā)放取水許可證(取水(國(guó)珠)字〔2013〕第15號(hào))，有效期為2013年1月1日至2022年12月31日，項(xiàng)目年最大取水總量為3 154萬(wàn)m3(設(shè)計(jì)年運(yùn)行6 000 h)，取水水源為北盤(pán)江干流，水源類(lèi)型為地表水。貴州發(fā)耳電廠(chǎng)申請(qǐng)用水量與實(shí)際用水量對(duì)比見(jiàn)表2。

貴州發(fā)耳電廠(chǎng)每年根據(jù)年度發(fā)電需求制定用水計(jì)劃，通過(guò)年度用水計(jì)劃建議表對(duì)下一年度的用水量提出申請(qǐng)。貴州省水利廳根據(jù)《取水許可和水資源費(fèi)征收管理?xiàng)l例》《取水許可管理辦法》《貴州省取水許可和水資源費(fèi)征收管理?xiàng)l例》等法律法規(guī)，結(jié)合往年實(shí)際取用水量情況、發(fā)電生產(chǎn)規(guī)模等指標(biāo)，對(duì)用水計(jì)劃進(jìn)行核定，并下達(dá)年度用水計(jì)劃。2015—2020年，計(jì)劃用水量均等于申請(qǐng)用水量，且各年用水均未超許可，除2018年實(shí)際用水超計(jì)劃外，其余年份均未超計(jì)劃。

3.2 典型取用水戶(hù)計(jì)劃用水合理性分析

3.2.1用水總量維度分析

a)來(lái)水保障程度分析。貴州發(fā)耳電廠(chǎng)取水水源為北盤(pán)江大渡口河鄧家寨段，取水口位于大渡口水文站下游約1.2 km的北盤(pán)江左岸。北盤(pán)江為珠江流域西江上游左岸最大支流，北盤(pán)江上段稱(chēng)革香河，萬(wàn)家口子以下為滇黔界河，水城縣境內(nèi)河長(zhǎng)約66 km，縣內(nèi)流域面積2 540.4 km2。根據(jù)《發(fā)耳電廠(chǎng)(4×600 MW)新建工程水資源論證報(bào)告書(shū)》，大渡口水文站最小年來(lái)水量發(fā)生于1989年，為53.8 m3/s，相應(yīng)年徑流量17.0億m3，相對(duì)于發(fā)耳電廠(chǎng)的許可水量3 154萬(wàn)m3，來(lái)水量十分豐富。在97%的保證率情況下，電廠(chǎng)取水口處來(lái)水量為65.7 m3/s，電廠(chǎng)年平均取用水量為1.460 m3/s，占其年來(lái)水流量的2.2%；取水口最小來(lái)水量為15 m3/s，電廠(chǎng)取水量占取水口最小來(lái)水量9.7%，所以正常情況下貴州發(fā)耳電廠(chǎng)取水量占取水口來(lái)水量的比例小，取水量完全能滿(mǎn)足要求。2015—2020年，取水口水量保證率均大于設(shè)計(jì)保證率，根據(jù)表2，貴州發(fā)耳電廠(chǎng)計(jì)劃用水量均小于許可取水量，即近幾年均滿(mǎn)足P≥P′時(shí)，Wj

b)區(qū)域用水總量控制指標(biāo)符合度。根據(jù)《六盤(pán)水市人民政府關(guān)于印發(fā)六盤(pán)水市水資源管理控制目標(biāo)分解表的通知》(六盤(pán)水府辦函〔2013〕27號(hào))，水城縣2019年用水總量控制指標(biāo)為2.17億m3；根據(jù)六盤(pán)水市2016—2019年的水資源公報(bào)，水城縣2016—2019年用水總量控制指標(biāo)分別為1.92億、1.98億、2.05億、2.11億m3。貴州發(fā)耳電廠(chǎng)年取水量與水城縣用水總量控制指標(biāo)比較見(jiàn)表3，2016—2019年δ均大于1或小于0，合理。

c)計(jì)劃用水增長(zhǎng)率。近年來(lái)，貴州發(fā)耳電廠(chǎng)用水需求呈先減后增并趨于平穩(wěn)的趨勢(shì)，主要原因是2014—2016年發(fā)電量降低以及實(shí)行優(yōu)化運(yùn)行措施，用水量有所減少，近幾年發(fā)電量有所增加，故用水量也有所增加。

2015—2020年貴州發(fā)耳電廠(chǎng)計(jì)劃用水增長(zhǎng)率統(tǒng)計(jì)見(jiàn)表4，除2016年，電廠(chǎng)計(jì)劃用水增長(zhǎng)率均小于30%，且2019—2020年增長(zhǎng)率rj小于10%，電廠(chǎng)水計(jì)劃屬于合理范圍。

表2 貴州發(fā)耳電廠(chǎng)申請(qǐng)用水量與實(shí)際用水量對(duì)比 單位：萬(wàn)m3

表3 貴州發(fā)耳電廠(chǎng)年用水量與水城縣用水總量控制指標(biāo)比較

表4 2015—2020年貴州發(fā)耳電廠(chǎng)計(jì)劃用水增長(zhǎng)率統(tǒng)計(jì)

3.2.2用水效率維度分析

a)定額標(biāo)準(zhǔn)比值。貴州發(fā)耳電廠(chǎng)機(jī)組冷卻形式為循環(huán)冷卻，單位產(chǎn)品用水量保持穩(wěn)定狀態(tài)，符合GB/T 18916.1—2012《取水定額第一部分：火力發(fā)電》循環(huán)冷卻單位發(fā)電量取水定額指標(biāo)2.40 m3/(MW·h)。2015—2019年貴州發(fā)耳電廠(chǎng)用水效率值的統(tǒng)計(jì)情況見(jiàn)表5，接近貴州省定額標(biāo)準(zhǔn)先進(jìn)值2.0 m3/(MW·h)，工程用水水平較高。從表5看出，2016—2019年定額標(biāo)準(zhǔn)比值αui為0.83或0.84，均小于1，近幾年的實(shí)際用水水平均合理。

表5 2015—2019年貴州發(fā)耳電廠(chǎng)用水效率統(tǒng)計(jì)情況

b)用水水平變化率。從表5看出，貴州發(fā)耳電廠(chǎng)除2017年單位產(chǎn)品用水量變化率rui大于0，位于基本合理的范圍，其余年份均小于或等于0，位于合理范圍內(nèi)，電廠(chǎng)用水水平變化率合理。

3.2.3用水效益維度分析

a)單方水產(chǎn)品產(chǎn)量。2015—2019年貴州發(fā)耳電廠(chǎng)取用水量及其單方水發(fā)電量的情況見(jiàn)表6，近幾年單方水發(fā)電量均在500 (kW·h)/m3左右，比較穩(wěn)定。2017年變化率rc為-0.60%，位于基本合理的范圍，其余年份均大于或等于0，位于合理范圍內(nèi)，電廠(chǎng)單方水發(fā)電量變化率合理。

b)實(shí)際用水量與申請(qǐng)、計(jì)劃用水量關(guān)系合理性分析。貴州發(fā)耳電廠(chǎng)申請(qǐng)用水量與實(shí)際用水量對(duì)比見(jiàn)表7，近幾年申請(qǐng)用水量與實(shí)際用水量均存在一定差值，但差距不大，主要是由于近年來(lái)經(jīng)濟(jì)下行導(dǎo)致社會(huì)用電量減少，電廠(chǎng)實(shí)際年利用小時(shí)數(shù)均未達(dá)到設(shè)計(jì)年利用小時(shí)數(shù)，實(shí)際發(fā)電量小于設(shè)計(jì)發(fā)電量；另外電廠(chǎng)逐步實(shí)行系統(tǒng)改造，優(yōu)化設(shè)備運(yùn)行方式。2017—2019年實(shí)際用水量與申請(qǐng)量非常接近，其中2017—2019年均出現(xiàn)部分月份實(shí)際用水量超出計(jì)劃量的情況，主要是電廠(chǎng)內(nèi)部調(diào)度影響，發(fā)電量超出計(jì)劃量，使得用水量與計(jì)劃存在一定的出入，此現(xiàn)象是符合實(shí)際的。根據(jù)表7，計(jì)劃與實(shí)際比值αw逐漸接近1，管理效益逐漸體現(xiàn)出來(lái)，電廠(chǎng)近幾年的實(shí)際用水量與申請(qǐng)、計(jì)劃用水量關(guān)系逐漸趨于合理。

表6 2015—2019年貴州發(fā)耳電廠(chǎng)單方水發(fā)電量統(tǒng)計(jì)情況

表7 2015—2019年貴州發(fā)耳電廠(chǎng)申請(qǐng)與實(shí)際用水量比值 單位：萬(wàn)m3

4 結(jié)論

本研究根據(jù)貴州發(fā)耳電廠(chǎng)2015—2019年用水和發(fā)電情況，通過(guò)用水總量、用水效率和用水效益3個(gè)維度的分析，發(fā)現(xiàn)電廠(chǎng)近幾年來(lái)水保證程度高，計(jì)劃用水滿(mǎn)足區(qū)域用水總量控制指標(biāo)要求；用水、產(chǎn)量變化不大，單位發(fā)電用水量小于定額標(biāo)準(zhǔn)，用水水平穩(wěn)定，用水效益呈略微升高的趨勢(shì)；實(shí)際用水量與申請(qǐng)、計(jì)劃用水量關(guān)系逐漸趨于合理，各項(xiàng)指標(biāo)都位于合理值范圍內(nèi)，符合且通過(guò)本次研究構(gòu)建的以用水總量和用水效率2個(gè)維度為約束條件，用水效益維度為目標(biāo)值的用水計(jì)劃合理性分析指標(biāo)體系，故認(rèn)為貴州發(fā)耳電廠(chǎng)2020年度用水計(jì)劃合理。

為了強(qiáng)化計(jì)劃用水管理，落實(shí)限額管理要求，規(guī)范用水計(jì)劃核定工作，并為計(jì)劃用水監(jiān)督管理提供技術(shù)支撐，促進(jìn)節(jié)約用水，綜合考慮取用水規(guī)模、取用水類(lèi)型、管理要求等因素，建立多維的用水計(jì)劃合理性分析指標(biāo)體系，并將指標(biāo)體系應(yīng)用于取用水戶(hù)，分析取用水戶(hù)年度取用水計(jì)劃的合理性，可為下一年度的用水計(jì)劃下達(dá)提供參考。計(jì)劃用水管理范圍廣泛，管理對(duì)象復(fù)雜，本研究的對(duì)象是高耗水火力發(fā)電取用水戶(hù)，且研究對(duì)象數(shù)量有限，未來(lái)可加強(qiáng)其他行業(yè)用水計(jì)劃合理性的分析研究，為進(jìn)一步完善用水計(jì)劃核定下達(dá)工作提供參考。