曹妃甸区“十三五”水资源优化配置?

张永强

【摘 要】本文在在曹妃甸区水资源现状、节水规划、地表水地下水联合调度规划、非常规水资源开发利用规划以及研究其他水源调整方案的基础上，进行水资源优化配置，提出實现曹妃甸区中期供水安全的各项合理配置方案。解决了区域多水源、多用户的供需平衡问题、水污染防治和水生态修复调控问题、各行业高效用水问题。

【关键词】曹妃甸区；水资源配置；供需平衡

前言

2012年7月，经国务院批准成立曹妃甸区，主要由城区（原唐海县）、工业区、南堡开发区和唐山湾生态城四大板块组成，规划面积1943.72km2。

“十三五”时期，是曹妃甸抢抓机遇、乘势而上、加速跨越崛起的关键时期。为适应曹妃甸区“十三五”经济社会发展和水资源形势的变化，缓解水资源供需矛盾，对曹妃甸区水资源进行统一的合理配置，开展以合理开发、有效保护、高效利用和科学管理为主的水资源利用规划是十分必要的。

1 水资源概况

曹妃甸区多年平均水资源总量为1.1亿m3，其中地表水资源量1.0亿m3，地下水资源量0.1亿m3，不重复地下水资源量0.09亿m3。现状50%保证率水资源可利用总量为3.6亿m3，总需水量为5.1亿m3，缺水率29.2%；75%保证率水资源可利用总量为3.5亿m3，总需水量为5.4亿m3，缺水率35.8%。

曹妃甸区现状区域自产地表水量很少，分布极为不均；区域浅层地下水主要为咸水，可利用率很少；用水效率不高，且非常规水开发利用程度很低；现状供水过度依赖深层地下水，超采严重，水生态问题突出，存在地下水降落漏斗、地面沉降、海（咸）水入侵、湿地退化等问题。

2 水资源合理配置原则与调控准则

合理配置原则为：水资源的开发、利用、治理、配置、节约和保护等活动，必须以生态经济系统为依托，以可持续性、有效性、公平性和系统性为原则进行科学配水。

调控准则为：人均用水量逐步趋近准则、高效用水者优先配水准则、缺水程度大致均衡准则、投资优先准则。

3 水资源配置方案的设置

3.1 水资源配置基础因素

（1）供水水源分类

地表水、浅层地下水、再生水、海水、雨水及深层地下水。

（2）需水部门分类

需水部门概化为城镇生活、城镇公共用水、农村生活、二三产业、农业及河道外生态环境等几类。

（3）计算单元的划分

计算单元按照行政区划分为四个计算单元，分别为曹妃甸城区、曹妃甸工业区、唐山湾生态城及南堡开发区。

（4）基本假定与计算原则

时间上以时段为单位，不考虑时段内来水、需水等不均匀的变化。地域上以计算单元为单位。计算单元的当地径流，只考虑其可利用量参与计算，其供水对象限定于所在单元。

（5）配水规则

各种需水要求满足顺序：依次为城镇与农村生活、二三产业、农业和生态环境，但每一项需水均有最小控制。供水保证率分别为：城镇与农村生活为100%，二三产业为95%，农业一般按经济定额、丰水年份按充分灌溉定额，生态环境采用以丰补欠方式供水。

不同需水要求下的供水次序：城镇与农村生活为优质地表与地下水。二、三产业依次为二级处理后的再生水、浅层地下水、深层地下水。农业依次为处理后的再生水及当地可利用径流、浅层地下水埋深超过上限的水量、河网蓄水、浅层地下水。生态环境依次为处理后再生水及当地可利用径流、浅层地下水埋深超过上限的水量、河网蓄水。

计算单元内不同水源供水区满足顺序：地表水先满足纯地表水供区，后满足混合水供区；地下水先满足纯地下水供区，后满足混合水供区；混合水供区只有当地表水供给不足时，才由地下水供给，但当地下水埋深超过允许上限时可以例外。

3.2 方案设置的影响因子

水资源配置方案的设置与生成实质上是水资源配置中不同配置措施进行组合的过程，对于曹妃甸区水资源配置方案生成有较大影响的调控措施可以大致归为三类：一是区域水资源调控的基本准则，包括曹妃甸区与临近地区的水量分配方案、水资源系统在调度运行中遵循的基本准则等；二是用水模式，主要包括部门用水比例、用水结构、用水效率和节水水平等；三是供水潜力的挖掘，包括水利工程的建设、非常规水资源的开发利用等。这些措施可称为方案生成的条件向量因子集，方案生产的过程就是在此多维向量空间中寻优的过程。

3.3 方案的设置与选取

根据曹妃甸区水资源配置现状，结合不同水平年的相关规划，对主要影响因子进行可能的组合，得到配置方案的初始集。进一步考虑合理配置方案的非劣特性，综合分析排除初始方案集中代表性不够和明显较差的方案，得到水资源合理配置方案集。现状年方案主要是以现状供用水模式为基础，对2020规划水平年分别得到4套方案。各方案的设置情况见表1。

表中，“√”表示生效因子，“○”表示未生效因子；Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ分别表示某一因子的低、中和高情景，分别对应于现状年的水平、2020年推荐方案达到的水平。

表1 水资源配置方案的设置

水平年 现状年 2020年

方案代码 2014A 2020A 2020B 2020C 2020D

滦河水分配方案 √ √ √ √ √

桃林口分水方案 √ √ √ √ √

滦河水回调 ○ ○ ○ ○ √

控制地下水超采 √ √ √ √ √

用水比例调整 Ⅰ Ⅰ Ⅱ Ⅱ Ⅱ

农业节水措施 Ⅰ Ⅰ Ⅱ Ⅱ Ⅱ

工业与生活节水 Ⅰ Ⅰ Ⅱ Ⅱ Ⅱ

平原水库 Ⅰ Ⅰ Ⅰ Ⅱ Ⅱ

再生水回用 Ⅰ Ⅰ Ⅰ Ⅱ Ⅱ

海水利用 Ⅰ Ⅰ Ⅰ Ⅱ Ⅱ

雨水利用 Ⅰ Ⅰ Ⅱ Ⅱ Ⅱ

4 水资源配置及水资源供需平衡分析

2020规划水平年推荐水资源配置方案2020C，将推荐方案对应于水资源二次供需平衡，计算结果如下：

经济灌溉农业50%保证率条件下，曹妃甸区总需水量为7.1亿m3，总供水量为7.0亿m3，综合缺水率为1.6%。从缺水率来看，城镇生活、农村生活、公共生活、二三产业需水都得到满足，不缺水；农业缺水率为3.3%，河道外生态缺水率3.3%。

经济灌溉农业75%保证率条件下，总需水量为7.3亿m3，总供水量为6.6亿m3，综合缺水率为10.3%。从缺水率来看，城镇生活、农村生活、公共生活、二三产业需水都得到满足，不缺水；农业缺水率为22.2%，河道外生态缺水率6.2%。

5 结论与建议

本文通过水资源的合理开发、优化配置，建立了与区域水资源承载能力相协调的经济结构体系和与水资源优化配置相适应的供水工程体系，提高了水资源利用效率和效益，促进人口、资源、环境和经济的协调发展。

区域水资源合理配置，关系当地经济建设全局，将有力促进生产力的发展，同时需要在生产关系方面同步进行调整，建议经济建设布局要以水资源条件为基础，建立有效的水资源管理体制，进行水资源使用权的初始分配，建立合理水价形成机制和水价体系，实行对农业节水灌溉的补偿制度，制定有效保护水资源的条例。

参考文献：

[1] 唐山市曹妃甸区水资源利用“十三五”规划报告[R].河北省水利水电勘测设计研究院.2015.

[2] 唐山市曹妃甸区水资源配置规划报告[R].河北省水利水电勘测设计研究院.2015.

[3] 唐山市水资源综合规划[R].中国水利水电科学研究院.2006.

[4] 徐咏飞，邹欣庆.曹妃甸工业区水资源承载能力研究[J].中国人口·资源与环境，2009，19（6）.