張育德，回曉瑩，張永杰

（中水北方勘測設(shè)計研究有限責(zé)任公司，300222，天津）

為落實“抓緊對全國各縣進行資源環(huán)境承載能力評價，抓緊建立資源環(huán)境承載能力監(jiān)測預(yù)警機制”重要指示，貫徹“四水四定”原則，全國范圍內(nèi)都在開展水資源承載能力評價研究。開展水資源承載能力評價也是摸清區(qū)域現(xiàn)狀水資源超載狀況、預(yù)測規(guī)劃水平年不同情形下水資源承載能力、合理調(diào)配區(qū)域水資源、進行水資源統(tǒng)一管理的重要支撐和依據(jù)。

一、水資源承載能力內(nèi)涵及影響因素

1.水資源承載能力的內(nèi)涵

多位學(xué)者在不同時期提出了水資源承載能力的定義解釋，說法雖有所不同，但基本理念和涉及因素基本一致。區(qū)域規(guī)劃中的水資源承載能力是指在可預(yù)見的時期內(nèi)，在滿足合理河道內(nèi)生態(tài)環(huán)境用水和保護生態(tài)環(huán)境的前提下，綜合考慮來水情況、工況條件、用水需求等因素，水資源所能承載經(jīng)濟社會的最大負荷。水資源承載能力一般從水量、水質(zhì)兩方面進行分析，水量承載能力是指在滿足合理生態(tài)用水的前提下，允許經(jīng)濟社會取用的最大水量；水質(zhì)承載能力是指在滿足水域使用功能水質(zhì)要求的前提下，允許進入河湖水域的最大污染物負荷量。

2.影響因子

（1）水資源量

水資源系統(tǒng)是水資源承載能力的主體，其可利用水資源量大小是影響承載能力的內(nèi)因。水資源承載能力的主要決定因素為水資源量，水資源量不僅包含本區(qū)域自產(chǎn)水資源量，還包括工程實現(xiàn)的外調(diào)水資源量。

（2）經(jīng)濟社會發(fā)展水平

經(jīng)濟社會發(fā)展水平不同，其人口數(shù)量、經(jīng)濟體量、產(chǎn)業(yè)布局、社會科技水平、水資源利用效率、污水處理及再生利用水平、用水定額及人均水資源需求量等均有所不同，相同的水資源量在不同經(jīng)濟社會發(fā)展水平下，可體現(xiàn)出不同的承載能力。

（3）社會管理

社會管理是文明發(fā)展的體現(xiàn)，水資源開發(fā)的主體是人，社會管理就是約束人的行為。社會管理行為對水資源的開發(fā)方式、開發(fā)程度、保護程度、用水對象、用水效率均有不同程度的約束，因而對水資源承載能力有很大影響。

（4）水利工程

水利工程是水資源利用的主要手段，只有通過因地制宜修建不同的水利工程，才能實現(xiàn)水資源的開發(fā)利用。水利工程的方式、布局、規(guī)模均能夠影響水資源的開發(fā)利用程度，從而影響區(qū)域水資源的承載能力。

二、水資源承載能力評價技術(shù)路線

系統(tǒng)收集整理經(jīng)濟社會發(fā)展指標(biāo)、水資源調(diào)查評價、水資源公報、水資源有關(guān)規(guī)劃等基礎(chǔ)資料，開展區(qū)域水資源及其開發(fā)利用現(xiàn)狀評價；根據(jù)流域及區(qū)域水資源稟賦條件、允許開發(fā)利用上限、用水總量控制指標(biāo)要求、水資源調(diào)配能力以及經(jīng)濟社會發(fā)展布局等，建立水資源承載能力指標(biāo)體系和評價模型，按照評價方法確定不同情形下區(qū)域不同分區(qū)水資源承載能力；根據(jù)水資源承載能力成果計算不同方案下不同分區(qū)水資源可承載的人口、GDP、工業(yè)增加值、灌溉面積等經(jīng)濟社會發(fā)展負荷；綜合考慮負荷情況及不同方案下的水資源承載能力，進行現(xiàn)狀和規(guī)劃水平年水資源承載狀況評價；根據(jù)綜合承載狀況提出調(diào)控措施和建議。技術(shù)路線見圖1。

圖1 水資源承載能力評價技術(shù)路線

三、水資源承載能力評價思路

1.評價思路

按照“一個核心、一個抓手、兩個結(jié)合、兩組方案”的思路進行水資源承載能力評價，其中“一個核心”指以水定需，強化水資源的剛性約束作用；“一個抓手”指水資源供需分析與配置，將供水與需水結(jié)合起來，水量與工程結(jié)合起來；“兩個結(jié)合”指結(jié)合全國水資源承載能力評價工作大綱和當(dāng)?shù)匾延兴Y源評價類成果；“兩組方案”指基于用水總量控制指標(biāo)的方案和基于水資源可利用量的方案。

（1）基于用水總量控制指標(biāo)的水資源承載能力評價思路

基于用水總量控制指標(biāo)的水資源承載能力評價，是以用水總量控制指標(biāo)以及地表水、地下水分項控制指標(biāo)作為水資源承載能力的上限，以此開展的水資源承載狀況評價。該情形下水資源承載能力評價應(yīng)遵循的基本原則是：不突破區(qū)域用水總量控制指標(biāo)以及地表水、地下水分項指標(biāo)要求，但進行分區(qū)間、行業(yè)間調(diào)整，即只調(diào)空間分配和行業(yè)結(jié)構(gòu)。

承載能力評價分為需求端和供給端進行，其中需求端思路：一是優(yōu)先滿足剛性用水需求，包括城市、農(nóng)村生活用水需求，城市道路澆灑、城鎮(zhèn)綠化等河道外生態(tài)用水需求；二是合理預(yù)測工業(yè)用水需求，根據(jù)現(xiàn)狀和未來工業(yè)園區(qū)及園區(qū)內(nèi)主要用水企業(yè)分布情況、相關(guān)批復(fù)的工業(yè)發(fā)展規(guī)劃或產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃成果，合理預(yù)測未來區(qū)域工業(yè)用水需求和用水分布；三是抑制已超載的農(nóng)業(yè)用水，統(tǒng)籌考慮各縣（市、區(qū)）農(nóng)業(yè)節(jié)水水平，以目前要求的退減面積作為初始值，逐步迭代、測算，提出合理的農(nóng)業(yè)用水量和用水分布。

供給端思路：一是基于目前已有及規(guī)劃的供水工程體系，包括已有工程和規(guī)劃工程；二是每個分區(qū)的地下水供水量按照3個條件控制，要小于現(xiàn)狀開采量、要小于地下水可開采量、要滿足用水總量控制指標(biāo)中地下水指標(biāo)要求；三是本地地表水供水量結(jié)合《河湖生態(tài)環(huán)境需水計算規(guī)范》（SL/T 712—2021）等的要求，一方面控制區(qū)域內(nèi)各河流地表水開發(fā)利用程度，另一方面總地表水供水量要滿足用水總量控制指標(biāo)要求，但空間分布可調(diào)。

根據(jù)上述需求端、供給端要求進行綜合平衡分析，提出不同水平年各縣（市、區(qū)）分水源用水總量方案，作為基于用水總量控制指標(biāo)情形下的水資源承載能力。

（2）基于水資源可利用量的水資源承載能力評價思路

基于水資源可利用量的水資源承載能力評價，是以評價范圍內(nèi)當(dāng)?shù)厮Y源及調(diào)入水資源為基礎(chǔ)，以最大開發(fā)利用程度為上限，開展區(qū)域水資源承載狀況評價，以可利用量作為評價指標(biāo)，包括地表水資源可利用量、地下水資源可開采量。該情形下水資源承載能力評價應(yīng)遵循的基本原則是：考慮突破區(qū)域用水總量指標(biāo)，同時進行分區(qū)間、行業(yè)間的調(diào)整，既調(diào)整總量，又調(diào)整空間分配和行業(yè)結(jié)構(gòu)。

承載能力評價也分為需求端和供給端分別進行，其中需求端剛性用水需求、工業(yè)用水需求評價思路與基于用水總量控制指標(biāo)的水資源承載能力評價思路相同；農(nóng)業(yè)用水需求不同，為多方位考慮，即在嚴格節(jié)水的前提下，擬定不同灌溉面積及其需水方案，提出合理的農(nóng)業(yè)用水量和用水分布。

供給端思路，與基于用水總量控制指標(biāo)的水資源承載能力評價相比，同樣是基于目前已有及規(guī)劃的工程體系，不同的是每個分區(qū)的地下水供水量按照2個條件控制，要小于現(xiàn)狀開采量和地下水可開采量；本地地表水供水量結(jié)合《河湖生態(tài)環(huán)境需水計算規(guī)范》等要求，以區(qū)域內(nèi)各河流適宜水資源開發(fā)利用程度為控制指標(biāo)，主要研究哪些河流或區(qū)域尚有水資源開發(fā)利用潛力。

根據(jù)需求端、供給端要求分兩種情形分別進行綜合平衡分析，提出不同規(guī)劃水平年、不同分區(qū)分水源水資源配置方案，作為該情形下的水資源承載能力。根據(jù)水資源承載能力成果計算不同方案下不同分區(qū)水資源可承載的人口、GDP、工業(yè)增加值、灌溉面積等經(jīng)濟社會發(fā)展負荷。

2.評價指標(biāo)

按照上述兩種情形下的水資源承載能力評價思路，參考《全國水資源承載能力監(jiān)測預(yù)警技術(shù)大綱》，同時考慮到一般水資源緊缺地區(qū)用水總量控制指標(biāo)趨緊，本次選擇用水總量、地下水開采量和河流開發(fā)利用率三個指標(biāo)作為水資源承載能力的評價指標(biāo)，其中用水總量指標(biāo)和地下水開采量指標(biāo)用于表征基于用水總量控制指標(biāo)情形下的水資源承載能力，地下水開采量和河流開發(fā)利用率指標(biāo)用于表征基于水資源可利用量情形下的水資源承載能力。

用水總量W僅用來表征基于用水總量控制指標(biāo)情形下的水資源承載能力，W≥1.2W0為嚴重超載，W0≤W＜1.2W0為超載，0.9W0≤W＜W0為臨界狀態(tài)，W＜0.9W0為不超載，其中W0為確定的區(qū)域用水總量控制指標(biāo)。

地下水開采量G既用來表征基于用水總量控制指標(biāo)情形下的水資源承載能力，又用來表征基于水資源可利用量情形下的水資源承載能力，G≥1.2G0為 嚴 重 超 載，G0≤G＜1.2G0為 超 載，0.9G0≤G＜G0為臨界狀態(tài)，G＜0.9G0為不超載，其中G0為在基于用水總量控制指標(biāo)情形下的水資源承載能力評價時確定的區(qū)域地下水控制指標(biāo)，在基于水資源可利用量情形下的水資源承載能力評價時為平原區(qū)地下水可開采量。

河流開發(fā)利用率R僅用來表征基于水資源可利用量情形下的水資源承載能力，根據(jù)《河湖生態(tài)環(huán)境需水計算規(guī)范》，考慮水資源緊缺地區(qū)所處區(qū)域及河流大小等因素，因地制宜，合理確定開發(fā)利用率上限R0。R≥1.1R0為嚴重 超載，R0≤R＜1.1R0為超載，0.9R0≤R＜R0為臨界狀態(tài)，R＜0.9R0為不超載。

四、博州水資源承載能力評價

1.基本情況

博爾塔拉蒙古自治州（以下簡稱“博州”）位于新疆維吾爾自治區(qū)天山西段北麓，面積約2.7萬km2。境內(nèi)主要有博爾塔拉河（以下簡稱“博河”）、精河兩大水系和艾比湖、賽里木湖兩大湖泊。其中博河水系主要河流有博河、烏爾達克賽河、哈拉吐魯克河、保爾德河、大河沿子河、阿恰勒河等，精河水系主要河流有精河、托托河等。

根據(jù)1956—2016年降水系列分析，博州多年平均降水量305 mm，折合水量75.9億m3。根據(jù)1956—2016年徑流系列分析，博州多年平均地表水資源量24.04億m3，多年平均地下水資源量14.96億m3，重復(fù)水資源量12.49億m3，水資源總量26.51億m3。

2.水資源開發(fā)利用存在的問題

（1）水資源天然稟賦差

博州多年平均水資源量26.51億m3，扣除賽里木湖外僅22.7億m3，平均徑流深不足100 mm；水資源空間分布差異大，平原少、山區(qū)多，所有地表徑流基本均產(chǎn)于山區(qū)。用水高峰期博河部分河段經(jīng)常斷流，7、8月份更為突出。

（2）現(xiàn)狀用水超載嚴重

博州2030年用水總量控制指標(biāo)為14.28億m3，據(jù)調(diào)查統(tǒng)計現(xiàn)狀用水總量為16.63億m3，超2.35億m3。全州博樂市、精河縣地下水超采嚴重，現(xiàn)有兩個大型嚴重超采區(qū)，地下水超采引發(fā)了地下水水位下降、泉水流量衰減、湖泊濕地萎縮等一系列環(huán)境地質(zhì)問題。

（3）河湖生態(tài)需水保障難度大

現(xiàn)有水資源承載能力難以支撐生態(tài)環(huán)境用水需求。灌溉用水嚴重擠占河湖生態(tài)用水，導(dǎo)致博河、精河等干支流的生態(tài)流量保障不足，引發(fā)河道斷流、入湖水量減少、生物多樣性銳減等一系列問題，對河湖健康產(chǎn)生了較大影響。

3.水資源承載能力評價

（1）基于用水總量控制指標(biāo)的水資源承載能力評價成果

根據(jù)新疆維吾爾自治區(qū)水利廳《關(guān)于印發(fā)新疆用水總量控制方案的函》（新水函〔2018〕6號），博州2030年用水總量控制指標(biāo)為14.28億m3，其中地表水控制指標(biāo)11.54億m3，包含地下水控制指標(biāo)3.65億m3。

按照上述評價思路與方法，在考慮已有工程以及水安全保障規(guī)劃等近期已編、在編規(guī)劃中的規(guī)劃工程后，嚴格用水總量控制指標(biāo)約束，維持現(xiàn)狀工程供水任務(wù)并考慮規(guī)劃工程實施情況下，2035年博州水資源承載能力為14.09億m3，可滿足預(yù)測的2035年生活、工業(yè)用水需求，但需退減部分灌溉面積，僅能承載312萬畝（1畝=1/15 hm2，下同）灌溉面積，較現(xiàn)狀減少78萬畝。

（2）基于水資源可利用量的水資源承載能力評價成果

根據(jù)《河湖生態(tài)環(huán)境需水計算規(guī)范》，針對西北內(nèi)陸水資源開發(fā)利用強度高的地區(qū)，河流生態(tài)流量按全年值的30%～40%保證，則河流的開發(fā)利用率應(yīng)不高于60%～70%，考慮到生態(tài)環(huán)境保護的重要性，博州河流新建工程斷面和整個流域開發(fā)利用率按不超過60%控制。地下水按照不超過用水總量中明確的地下水控制指標(biāo)及不超過可開采量兩種方案控制。

按照上述評價思路與評價方法，維持現(xiàn)狀工程供水任務(wù)并考慮規(guī)劃工程實施情況下，地下水按照不超過用水總量中明確地下水控制指標(biāo)計算時，2035年博州水資源承載能力為15.16億m3，可滿 足預(yù) 測的2035年 生活、工業(yè)用水需求，但需退減部分灌溉面積，僅能承載332萬畝灌溉面積，較現(xiàn)狀減少58萬畝；地下水按照不超過可開采量計算時，2035年博州水資源承載能力為17.03億m3，可滿足2035年生活、工業(yè)及農(nóng)業(yè)用水需求，灌溉面積維持現(xiàn)狀。兩種情形下，博河、精河河流開發(fā)利用率均未超過60%。