水资源供需平衡分析法在区域水资源合理配置中的作用：以濮阳市为例

刘福义

（神华地质勘查有限责任公司，北京100011）

濮阳市水资源匮乏，人均水资源占用量只有150.7m3。引黄设施又不完善，国家分配的引黄水指标不能足额使用，致使城市和部分农业主要依靠开采地下水［1］。城乡争水，经济发展和环境生态争水矛盾突出。水污染和水环境恶化进一步加剧了水资源短缺。

地下水超采严重，虽然采取了引黄补源措施，地下水位下降速度有一定减缓，但是地下水超采仍然严重。2009年濮阳－清丰－南乐浅层地下水漏斗面积达到1813km2，占全市面积的43.3%，漏斗中心水位25m，地下水超采率116%（濮阳境内海河流域达到199%）［2］。

水环境生态恶化，2005年至2012年对市区境内4条主要河流6个断面进行了监测，监测结果显示金堤河、卫河、马颊河、徒骇水质均劣于V类，已失去供水意义。

针对濮阳市水资源存在的问题，对濮阳市水资源进行供需平衡分析对水资源的合理利用、促进经济社会的可持续发展就具有重要意义［3，4］。

1 需水量预测

1.1 预测方法

总需水量包括生活需水、工业需水、农业灌溉需水、林牧渔畜需水和生态环境需水，还包括不可预见水［5］。不可预见水即输出管道事故损失、消防等，本次不可预见水按城镇生活用水量的12%计算。

1）生活需水预测。

生活需水量包括城镇生活需水和农村生活需水。城镇生活需水分为城镇居民生活需水和城镇公共需水；农村生活需水包括农村居民生活需水和牲畜需水。

生活需水在一定范围内，其增长速度是比较有规律的，因而可以用综合分析定额方法推求未来需水量。此方法考虑的因素是用水人口（或牲畜人口）和需水定额。用水人口（或牲畜人口）以计划部门预测数为准，需水定额以现状用水调查数据为基础，分析历年变化情况，考虑不同水平年居民生活水平的改善及提高程度，拟定其相应的用水定额。计算见式（1）。

式中：W生为某一水平年生活需水总量；P0为现状人口数；ε为人口年增长率；K为某一水平年拟定的生活需水综合定额；n为预测年数。

牲畜需水仍采用定额法，计算见式（2）。

式中：W牲为某一水平年牲畜需水量；ni为某一水平年某种牲畜数量；mi为某一水平年相应牲畜需水定额。

2）工业需水预测。

工业需水量包括火电工业需水，国有及规模以上工业需水及一般工业需水三类。工业需水主要利用万元增加值需水量法进行预测（式（3））。

式中：S为预测年的工业需水量；wi为某一水平年某一分区的万元产值；pi为某一水平年某分区的万元产值需水定额。

3）农业需水预测。

农业灌溉需水受气候地理条件的影响，在时空上变化较大；同时还与作物的品种和组成、灌溉方式和技术、管理水平等具体条件有关，影响灌溉需水量的因素较多。本次对其预测采用定额法。

农业灌溉需水预测按分区进行，各区需水量之和即为全区农业灌溉需水量。灌溉需水量预测，涉及三个关键指标：各类作物的净灌溉定额、灌溉水利用系数和灌溉面积。定额法的计算公式见式（4）。

式中：W灌为全区总灌溉需水量；wij为某一分区某种作物的灌溉面积；mij为某一分区某种作物的净灌溉定额；ηi为分区灌溉水利用系数。

4）生态环境需水预测。

生态环境需水与农业需水类似，仍采用定额法，用不同种类植物及相应定额计算。计算公式见式（5）。

式中：W环为生态环境需水量；mij为某一分区某种植物的需水定额；wij为某分区某植物的面积或数量。

1.2 预测结果

以2012年为现状年，预测年为2015年和2020年。需水量预测结果如表1和表2所示。

表1 2015年预测需水量汇总表/×108 m3

表2 2020年预测需水量汇总表/×108 m3

由 表1和2可 知，2015年 濮 阳 市 总 需 水 量 为18.413亿m3，其中生活需水量为1.664亿m3，工业需水量为5.236亿m3，农业灌溉需水量为9.082亿m3，林牧渔畜需水量为0.675亿m3，生态需水量为1.640亿m3，不可预见需水量为0.117亿m3。

2020年濮阳市总需水量为23.203亿m3，其中生活需水量为2.256亿m3，工业需水量为9.687亿m3，农业灌溉需水量为8.283亿m3，林牧渔畜需水量为0.744亿m3，生态需水量为2.183亿m3，不可预见需水量为0.180亿m3。

2 供水能力分析

濮阳市供水工程包括地表水供水工程（蓄水工程、引水工程和提水工程）、地下水供水工程和其他水源供水工程。供水工程及主要取用水户见图1。

图1 供水工程及主要取用水户图

2.1 地表水

本地水资源：按照《河南省人民政府关于批转河南省黄河取水许可总量控制指标细化方案的通知》（豫政〔2009〕46号）及《濮阳市水利发展“十二五”规划》（初审稿），河南省分配给濮阳市的引金堤河指标为0.5亿m3，本地地表水资源量为2.0616亿m3，可供水量是1.03亿m3，合计1.53亿m3。

引黄工程：黄河多年平均径流量为420.71亿m3，按照《河南省人民政府关于批转河南省黄河取水许可总量控制指标细化方案的通知》（豫政〔2009〕46号），河南省分配给濮阳市的引黄指标为8.42亿m3。

南水北调中线工程：根据《河南省南水北调城市水资源规划报告》，南水北调分配给濮阳市的水量为1.189亿m3，2030年为1.673亿m3，该水量可作为市区生活、工业用水。

2.2 地下水

根据历年水资源公报，濮阳市多年平均地下水资源量是6.206亿m3，浅层地下水可供水量是5.872亿m3，中深层地下水可供水量是0.6亿m3。

2.3 污水可回用量

2015年和2020年，濮阳市城镇工业和生活用水量排放率按照80%，处理率为90%，回用率为20%计算，污水可回用量为0.576亿m3［5］。

2.4 总可供水量

如表3所示，2015年和2020年总可供水量约为18.187亿m3。

3 供需水平衡结果

采用现状水平年濮阳市各地区各工程的供水能力同时考虑供水潜力后的可供水量与2015年及2020年的预测需水量相平衡，分析濮阳市余缺水量。

表3 可供水量统计表/×108 m3

表4 供需平衡分析计算表/×108 m3

由表4计算结果知，2015年濮阳市预测可供水量为18.187亿m3，总需水量为18.413亿m3，缺水量为0.227亿m3，供需基本平衡。

2020年预测需水量为23.203亿m3，若按预测的2015年供水水平，则缺水量为5.016亿m3。

从水资源供需平衡结果可以看出，濮阳市仍面临着缺水危机，因此，必须采取有效措施，进一步推进节水型城市用水体系的建立和完善。

4 结论

1）预测了濮阳市2015年和2020年的生活、工业、农业、林牧渔畜及生态需水量，2015年濮阳市需水量 为18.413亿m3，2020年濮阳市需水量为23.203亿m3。

2）在分析现状供水能力的基础上，考虑引黄工程、南水北调工程以及污水回用等的供水潜力，计算了2015年和2020年的可供水量，约为18.187亿m3。

3）濮阳市2015缺水量为0.227亿m3，供需基本平衡；2020年缺水量达到5.016亿m3，应进一步推进节水型城市用水体系的建立和完善。

［1］ 杨瑞娟.濮阳市水资源开发利用存在问题及对策［J］.河南水利与南水北调，2010，（8）：225－226.

［2］ 濮阳市水利局.濮阳市2000～2009年水资源公报［R］.2009.

［3］ 曾发琛.西安市水资源供需平衡分析及优化配置研究［D］.西安：长安大学，2008.

［4］ 王学武.原州区高效节水灌溉规划水资源供需平衡分析及规划思路［J］.农业科技与信息，2011，（20）：42－42，45.

［5］ 濮阳市水利局.濮阳市节水型社会建设“十二五”规划［R］.2012.