鄂尔多斯盆地(内蒙古地区)能源开发水资源承载力分析

2012-12-14王宝林何先富从丽娟

地下水 2012年4期

王宝林，何先富，从丽娟

(1.内蒙古自治区第四地质矿产勘查开发院，内蒙古乌兰察布012000;2.中国煤炭地质总局特种技术勘探中心，北京100073;3.中国国土资源航空物探遥感中心，北京100083)

鄂尔多斯盆地(内蒙古地区)能源丰富，是本世纪我国最重要的能源开发基地。而能源开发大都位于气候干旱、缺水的地区，可能对当地工农业生产、人民生活和生态环境用水产生一定的影响，导致局部地区水资源承载力中供、需双方的关系发生变化。因此，从能源开发对水文循环系统影响出发，通过鄂尔多斯盆地(内蒙古地区)能源开发区域对水资源的需求和该区域能够提供的可利用水资源量的“支撑能力”方面加以评价，为鄂尔多斯盆地(内蒙古地区)能源开发中水资源的合理利用、高效利用、优化配置、全面节约、有效保护、科学管理和水资源利用的可持续发展提供可靠的依据。

1 水资源承载力评价方法

水资源承载力指在一定经济技术水平和社会生产条件下，水资源供给工农业生产、人民生活和生态环境保护等用水的最大能力，即水资源的最大开发容量，是度量区域社会经济发展受水资源制约的阀值。

评价鄂尔多斯盆地(内蒙古地区)能源开发区域水资源承载力，不能单纯地“就水论水”，而应该在一定的经济条件下，把能源开发、水资源和社会经济、生态环境结合起来，能源开发区域水资源承载力受开发区域内水量供、需双方的影响，运用供水、需水预测平衡法对鄂尔多斯盆地(内蒙古地区)能源开发水资源承载力进行定性的综合分析。水循环与水资源供需关系如图1所示。

水资源承载力的量度与计算方法(供水、需水预测平衡法)主要过程概述如下:

1.1 水资源总量(W)的计算

水资源总量(W)指流域水循环过程中可更新恢复的地表水与地下水资源总量(WL)。流域水循环受自然变化和人类活动的影响，地表水和地下水资源量随着时间也在不断变化，另外，人工跨流域调水(WT)可以增加本流域或地区的水资源总量。由于流域水循环降水和径流形成的不确定性，对于不同保证率的水资源量，流域水资源总量为:

1.2 生态需水量(We)的计算

生态需水量(We)是维系生态系统生物群落基本生存和河流、湖泊一定生态环境质量要求的最小水资源需求量。其内涵是维持现状或恢复某个生态建设指标的天然生态保护与人工生态建设需水，其外延包括地带性植被所用降水和非地带性植被所用的径流。它通常由河道外生态需水量的估算和河道内生态需水量估算扣除其重复的水量。

图1 水资源承载力的系统关系示意

1.3 可利用水资源量(Ws)的计算

流域可利用水资源量是指在经济合理、技术可行和生态环境容许前提下，通过技术措施可以利用的一次性水资源量。概念上需要扣除维系生态环境最小的需水量，以保证生态环境容许的前提条件。因此。原则上来讲，可利用水资源可以通过流域水资源总量加上境外调水扣除生态需水量。即

式中:a为反映工程技术措施的开发利用系数。

1.4 水资源需求总量(Wp)的计算

水资源需求总量是指在满足一定的社会经济发展规模水平所需要的水资源总量，包括:人口需水、工业需水、农业需水、环境和其它需水等。

1.5 水资源承载力平衡指数(F)的计算

为描述水资源承载力，首先定义水资源承载力平衡指数(F)，

即F=Wp/Ws

当水资源承载力平衡指数F大于1时，表示该地区水资源需求量大于当地水资源可利用量，说明当地水资源承载力不满足能源开发的需要，水资源对应得人口和经济规模是不可承载的。当水资源承载力平衡指数F小于1时，表示该地区水资源需求量小于当地水资源可利用量，说明当地水资源承载力能满足能源开发的需要，水资源对应得人口和经济规模是可承载的。当平衡指数F等于1时，表示当地该地区水资源需求量等于水资源可利用量，说明当地水资源承载力可以满足能源开发的需要。通过计算水资源承载力平衡指数可以判断鄂尔多斯盆地(内蒙古地区)水资源承载力是否满足能源开发的需要。

2 水资源承载力分析

以2012年为现状年，2015年、2020年为预测年，展望2030年，对鄂尔多斯盆地(内蒙古地区)能源开发水资源承载力进行分析计算。

2.1 鄂尔多斯盆地(内蒙古地区)能源开发区域水资源总量(W)分析

通过对鄂尔多斯盆地(内蒙古地区)能源开发区域水资源量的分析，该地区多年平均水资源总量(W)为28.80×108m3。

2.2 鄂尔多斯盆地(内蒙古地区)能源开发区域生态需水量(We)分析

生态环境需水量包括河道内生态环境需水量和河道外生态环境需水两。河道内生态环境用水一般分为维持河道基本功能和河口生态环境的用水，包括维持珍稀鱼类等水生生物的用水需求。生态环境需水为生态系统处于一定状态所需要的水量。河道内生态环境需水利用Tennant法和生态基流倍比法，取两者的较大值。河道外生态环境用水分为美化城市景观用水、生态环境建设所需要的人工补给水量。通过计算求得鄂尔多斯盆地(内蒙古)河道内生态环境需水为6×108m3;河道外生态需水量在2012年、2015年、2020年和2030年分别为0.210 ×108m3、0.206 × 108m3、0.201 × 108m3、0.197 × 108m3。因此，2012年、2015年、2020年和2030年生态需水量分别为 6.210 ×108m3、6.206 × 108m3、6.201 ×108m3、6.197 ×108m3。总的来看，从2012年到2030年鄂尔多斯盆地(内蒙古地区)能源开发区域生态需水量变化不大。

2.3 鄂尔多斯盆地(内蒙古地区)能源开发区域水资源可利用量(Ws)分析

通过对鄂尔多斯盆地(内蒙古地区)能源开发区域水资源量的分析，2012年鄂尔多斯盆地(内蒙古地区)能源开发区域水资源可利用量108.51×108m3。对鄂尔多斯盆地(内蒙古地区)能源开发区域水资源可利用量未来发展趋势进行预测。

图2 鄂尔多斯盆地(内蒙古地区)能源开发区域水资源承载力预测

如图2所示，2015年水资源可利用量为121.98×108m3，2020 年水资源可利用量为 129.98 ×108m3，2030 年水资源可利用量为139.12×108m3。综上所述，鄂尔多斯能源开发区域未来的2015年、2020年和2030年的水资源可利用量均高于现状年，并在未来近20 a呈现出上升的趋势。

2.4 鄂尔多斯盆地(内蒙古地区)能源开发区域水资源需求总量(WP)分析

鄂尔多斯盆地(内蒙古地区)能源开发区域水资源需求量的现状年和未来年进行分析预测，如图2所示，2012年的水资源需求量为61.02×108m3，2015年水资源需求量为61.20×108m3，2020 年水资源需求量为 63.22 ×108m3，2030年水资源需求量为68.15×108m3。与现状年相比，未来年的水资源需求量明显增加，同时，从2015～2030年，未来年的水资源需求量也呈现增加的趋势。

2.5 鄂尔多斯盆地(内蒙古地区)能源开发区域水资源承载力分析

鄂尔多斯盆地(内蒙古地区)能源开发区域水资源可利用总量为 108.51 ×108m3，水资源总需求量 61.02 ×108m3。利用上述的供水、需水预测平衡法，计算出鄂尔多斯盆地(内蒙古地区)能源开发区域水资源承载力平衡指数(F)为0.56，表示当地水资源可利用量大于该地区水资源需求量，这说明当地水资源承载力能满足能源开发的需要。

从图2可以看出，鄂尔多斯能源开发区域2012年、2015年、2020 年和 2030 年水资源承载力分别为 0.56、0.50、0.49 和0.49。由此可见，整个能源开发过程中所有年份承载力平衡指数均小于1，说明在当地水资源承载力可以满足能源开发的需要。尽管如此，由于鄂尔多斯能源开发区域当地水资源量以及从境外调入的水量均是有限的;在一定经济技术条件下，该地区水资源利用效率是有限的。因此，在鄂尔多斯盆地(内蒙古地区)能源开发过程中仍需采取节水、高效用水的措施。

3 合理利用水资源的对策建议

3.1 积极推行计划、节约用水

首先要加强地下水总量控制。根据超采区治理目标和下年度水资源预测，制定年度开采计划。年度用水计划指标不得超过年度开采计划。地下水取水许可证应根据不同地下水开采区的要求，合理安排井点整体布局和取水层位。其次要大力开展节水工作。在有条件的地区，采用新技术、新工艺，降低万元产值用水率，提高水的重复利用率。

3.2 科学合理的开采地下水

合理制定地下水保护计划，通过有效保护和涵养地下水资源，实行总量控制，防止地下水污染，减少地下水超采。严格划分地下水超采区，并控制不同的管理办法。依据地下水超采量，将超采区划分为超采区和严重超采区。在严重超采区内，根据地下水分布、开采状况和当地水资源条件，再分为禁采区、过渡禁采区、严格限采区和限采区。在禁采区内，要严格禁止取用地下水，已建的地下水取水工程限期封停。

3.3 综合开发利用地表水和地下水资源

积极推行地表水与地下水资源统一管理，提高水资源的利用效率。可在河谷平原区进行地表水、地下水联合调度，以丰补歉。

3.4 保护供水水源水质

加强水资源保护，实现水环境生态平衡，是缓解水资源紧缺状况的重要途径。遭受污染的水不仅失去了水资源的经济价值，更加剧了本区水资源的短缺局面，而且造成了严重的社会公害。

3.5 加强立法和政府宏观调控

开发利用地下水是本区能源开发和发展经济的根本性战略任务，必须把解决研究区对水的需求问题和水资源可持续发展结合起来。建立健全地下水资源管理机构、制定地下水开采的地方性法规和政策。加强地下水资源开发利用统一管理，控制局部地区地下水的过渡开采，保证水资源合理开发利用。全面系统的规划水资源，是当地发展经济，实现水资源可持续利用的根本战略性任务。