2020年安徽省非常规水源可利用量预测

赵 博，朱 梅，赵家祥，李雪凌，刘 佳

(安徽农业大学工学院，安徽合肥 230036)



2020年安徽省非常规水源可利用量预测

赵 博，朱 梅*，赵家祥，李雪凌，刘 佳

(安徽农业大学工学院，安徽合肥 230036)

摘要在分析安徽省非常规水源开发利用现状的基础上，对2020年工业、生态及市政非常规水源可利用量进行了预测。其中，采用万元工业增加值取水量预测法预测工业用水量；采用单位绿化面积指标法预测生态用水量；采用道路面积指标法预测市政杂用水量。结果表明：2020年安徽省可用于工业、生态(河道外)和市政杂用水的非常规水源量为35.20亿m3，占总需水量的23.65%，其中用于工业发展的非常规水源量为23.80亿m3，占工业总需水量的67.61%，用于生态发展和市政杂用的非常规水源利用量分别为6.10亿、 5.30亿m3，均可以实现100%替代常规水源。根据预测结果可知，非常规水源将成为未来安徽省缓解缺水矛盾的重要环节，有利于缓解全省经济社会发展面临的水资源紧缺问题。

关键词非常规水资源；预测；安徽省

Forecast of the Available Quality of Unconventional Water Resources in Anhui Province in 2020

ZHAO Bo, ZHU Mei*, ZHAO Jia-xiang et al(College of Engineering, Anhui Agricultural University, Hefei, Anhui 230036)

AbstractBased on the development and utilization status of unconventional water resources in Anhui Province, we forecasted the unconventional water resources for industry, ecology and municipal administration in 2020. Among them, industrial water consumption was forecasted by water withdrawal prediction method of industrial added value ten thousand yuan. The ecological water quantity was forecasted by unit green area index method; municipal miscellaneous water was predicted by road area index method. Results showed that the unconventional water resource quantity for industry, ecology and municipal administrationwas 3 520 million cubic meters in Anhui Province in 2020, accounting for 23.7% of the total water demand. Among them, unconventional water resource quantity for industry development was 2 380 million cubic meters, accounting for 67.6% of the total industrial water demand. Unconventional water resource quantities for ecological development and miscellaneous municipal use were 610 million and 530 million cubic meters, respectively. Thus, 100% replacement of conventional water was realized. Forecast results showed that unconventional water resources would become an important link to alleviate the water shortage problem in Anhui Province in future, and was helpful to solve the problem of water shortage during economic and social development in Anhui Province.

Key wordsUnconventional water resources; Forecast; Anhui Province

安徽省地处华东腹地，淮河、长江自西向东横贯整个安徽，将全省划分为淮北、江淮和江南三大区域[1]，与其他省份一样，安徽省在发展过程中出现了环境压力大、资源相对短缺的问题，尤其是水资源逐渐成为社会经济发展的制约因素。非常规水资源是指在传统水利观念下不被列为开发利用对象的供水水源类型，包括雨水、洪水、废污水等[2-3]。当前，安徽省非常规水源利用主要集中于再生水、矿坑水及小部分雨水，目前尚无海水、微咸水和农村雨水的集蓄利用。根据《安徽省水资源综合规划》，2020年安徽省非常规水源供水总量将达到65.06亿m3(包括未列入考核的直流式火电冷却水)，为充分利用非常规水源水量，需加大安徽省水资源“开源”节水力度。

目前，我国各省在非常规水源利用方面开展了研究，刘争胜等[4]以鄂尔多斯市为例，研究了西北典型缺水地区非常规水源的综合利用与统一配置，结果表明：通过处理再生水、利用煤炭矿井水、淡化处理微咸水、开采岩溶水、潜流及雨水等，2020年各种非常规水源利用量可达到3.310亿m3。杜鹏飞等[5]研究了浙江省非常规水源开发利用情况，该省主要采取雨水利用、海水利用、污水利用几种非常规水源的综合利用方法，预计2020年浙江省海水淡化产能规模力争达到80万m3左右。钱筱暄等[6]分析了安徽省非常规水源开发利用现状，并针对存在的问题提出了相关对策，但是并未对今后的需水量进行预测。鉴于此，笔者以安徽省非常规水源现状分析为基础，针对2020年工业、生态及市政的需水量，结合安徽省非常规水源开发利用状况，预测了非常规水源用于工业、生态及市政可利用量，以期为安徽省水资源的配置与使用提供科学依据。

1安徽省非常规水源开发利用现状

1.1再生水2004年以前，安徽省无污水回用的先例，也没有污水回用设施。近年来，水资源紧缺，非常规水资源日益引起各级领导的重视，安徽省再生水利用开始了从无到有的过程[4]。截至2013年底，安徽省污水再生利用量仅为45.5万t/d，利用率不到10%。2014年全省在建的污水处理厂有35座，污水处理规模99.0万t/d；在建污水配套管网1 500 km。

经过10余年的发展，安徽省再生水已经用于工业循环水、居民生活杂用水、园林绿化浇灌水以及景观用水等方面，实现了“县县建有污水处理厂”的目标。但是，目前安徽省仍存在污水配套管网建设相对滞后，部分污水处理设施运行负荷率不高，污水再生利用程度低等问题。

1.2矿坑涌水虽然安徽省矿产资源较多，但是大型矿床少、小型矿床多，其中大中型矿床约占总数的35.60%；贫矿多、矿石组分复杂，采选条件复杂。煤炭资源主要分布于两淮煤田及宿州、亳州、阜阳，总储量占全省的99.14%；铁矿主要分布于马鞍山、庐江、霍邱、芜湖等，总储量占全省的95.50%；铜矿主要分布在铜陵、安庆，两地总产量占全省的88.70%[6]。

煤矿、铜矿、铁矿除上述主要产地之外，其余均分布零散，矿山规模小，大部分尚未形成开采规模，矿井主要以小型以下为主，矿坑水量小且零散，总体上无开发利用价值。因此，矿坑涌水利用主要以中等以上规模矿井为主。分布情况如表1所示。

表1安徽省中等以上规模矿井矿产分布情况

Table 1Distribution of mine minerals above medium size in Anhui Province

矿产种类Mineraltypes主要分布地区Maindistributionarea总储量占全省比例Percentageofgrossreservesinthewholeprovince∥%煤矿Coalmine淮北市、淮南市、宿州市、阜阳市、涡阳县99.14铁矿Ironmine霍邱县、庐江县、马鞍山市、当涂县、南陵县、繁昌县95.50铜矿Coppermine铜陵市、怀宁县88.70

目前，安徽省矿坑排水几乎全部得到了回用，有效缓解了铁矿、铜矿等采选作业对水资源的需求。然而，由于铁矿、铜矿等选矿需水量较大，矿井疏干排水仍难以满足矿产企业对水资源的需求量，尤其是煤矿区所在城市缺水状况更为严重[7]。

1.3雨水近几年，安徽省在合肥市着手进行雨水利用试点工作。2008年合肥市规划局组织专家对雨水利用开展前期调研和规划政策论证，并制定下发了《关于建筑与小区雨水利用工程管理相关规定的通知》。该通知要求在规划区内各类建筑物和小区总体规划设计的上报审批项目中必须包括雨水利用工程；各类建筑项目根据规范要求，雨水利用设施与主体工程要同时设计、同时施工、同时投入使用，并严格按规定进行验收，不符合要求的项目将不得投入使用。

目前，合肥市区已建成的雨水利用工程共4项，其中建筑小区3项，宾馆1项，分别是元一美邦国际小区、新华学府春天、柏景湾小区和翡翠湖迎宾馆。4项工程年可收集利用雨水总量为17.32万m3，工程集蓄后的雨水主要用于景观用水。

2安徽省非常规水源可利用量预测

2.1工业非常规水源工业需水量采用万元工业增加值取水量预测法，计算公式如下：

Q=W·A

(1)

式中，Q为规划年工业需水量，m3；W为规划年万元工业增加值需水定额，m3/万元；A为规划年工业增加值，万元。

依据《安徽省水资源综合规划》，2020年全省工业增加值达到16 497亿元，火电装机容量达到5 267万kW。在节水条件下，工业用水定额70 m3/万元，火电用水定额直流冷却600~700 m3/万kW，非直流冷却30~50 m3/万kW。由公式(1)计算得出，2020年安徽省火电工业和一般工业需水量分别为21.20亿和116.20亿m3。

火电工业用水中冷却水用量所占比例较大，约为80.00%左右，考虑循环使用之外，补充用水量约占工业总需水量的30.00%。参考国内其他城市的污水资源化利用现状，回用于工业的再生水一般用于工业冷却和冲灰，其中主要以工业冷却水为主。因此，2020年火电工业再生水使用率按30.00%计，一般工业按15.00%计，综合火电工业和一般工业，经预测安徽省工业再生水可利用量为23.80亿m3。

2.2生态及市政非常规水源

2.2.1绿化用水。城市生态用水包括绿化用水和景观用水，我国对绿化用水和景观用水都制订了明确的水质标准，如《再生水回用于景观水体的水质标准》(CJ/T95-2000)和《城市污水再生利用城市杂用水水质》(GB/T18920-2002)。

绿化用水量采用单位绿化面积指标法预测绿化用水量，计算公式如下：

Wg=Qs×Ag×Tg×10-3

(2)

式中，Wg为绿地用水量，m3；Qs为绿地用水定额，L/(m2·d)；Ag绿地面积，m2；Tg为供水天数，d。

依据《安徽省水资源综合规划》，2020年安徽省总人口达到6 700万人，人均绿地面积达到19 m2，绿化用水定额平均为2 L/(m2·次)，浇洒次数平均为1次/d，则单位绿地用水定额为2 L/(m2·d)。每年浇水按240 d计，由公式(2)计算得到2020年绿地浇洒需水量为6.1亿m3。可见，安徽省未来的绿化需水量很大，是雨水和再生水利用的主要供水对象，从理论上讲，这部分绿化用水都可以用雨水或者再生水替代。

2.2.2道路浇洒降尘用水。道路浇洒降尘用水采用道路面积指标法预测用水量，计算公式如下：

Ws=Qs×As×Ts×10-3

(3)

式中，Ws为道路用水量，m3；Qs为道路用水定额，L/(m2·d)；As为道路面积，m2；Ts为供水天数，d。

《室外给水设计规范》(GB 50013-2006)规定浇洒道路用水可按浇洒面积乘以2.00～3.00 L/(m2·d)计算，《安徽省行业用水定额》(DB34/T679-2007)规定浇洒道路用水定额为1.00～1.50 L/(m2·次)，浇洒次数为2～3次/d。道路浇洒用水量标准采用道路冲刷1.00 L/(m2·次)，2次/d；喷雾降尘用水量0.25 L/(m2·次)，2次/d；则单位道路浇洒用水量指标为2.50 L/(m2·d)。

据估算2020年安徽人均道路广场面积可达到15 m2，道路浇洒降尘用水的平均日蓄水量为13.55万m3/d，每年浇洒天数按210 d计，预计2020年道路浇洒降尘需水量为5.30亿m3，雨水或者再生水均可用来代替这部分水。

2.3非常规水源可利用量规模分析综合考虑确定2020年安徽省城市非常规水源利用的方式，主要包括绿化、景观、道路浇洒降尘及工业等，得到2020年安徽省非常规水源可利用量(表2)。

据预测，2020年安徽省工业用水、生态用水和市政杂用水共需148.80亿m3，有35.20亿m3的水可使用再生水和雨水替代，其中工业回用非常规水源量最大，占总可使用量的67.61%，生态用水次之，占总可回用量的17.32%，市政杂用最小，仅占总可回用量的15.05%。

在预测安徽省非常规水源可利用量时，随着全社会对再生水水资源化利用认识的深入，用水范围和需求量将会增

表22020年安徽省非常规水源可利用量

Table 2The usable quantity of unconventional water resources in Anhui Province in 2020

用水类型Waterusetype用水途径Approachofwateruse需水量Waterdemand亿m3再生水可使用量Renewablewateruse亿m3工业用水一般工业 21.206.40Industrialwater火电 116.2017.40生态用水景观绿化用水6.106.10Ecologicalwater市政杂用道路浇洒用水5.305.30Municipalwater总计Total148.8035.20

加，利用范围将覆盖到居民生活。同时，随着政府对工业企业自备水源的有效监管以及工业用水价格的合理上调，非常规水源特别是再生水在工业用水中的需求量将大幅增加；由于城市整体规划的逐步完成，非常规水源用于生态景观的需求量将趋于稳定，未来的增加量也不会很大；市政杂用水随着利用范围的增加，非常规水源利用率将有明显的增加。

3结论与讨论

在对安徽省再生水、矿坑水和雨水等非常规水源开发利用现状进行分析的基础上，对2020年安徽省工业、生态及市政非常规水源可利用量进行了预测。根据预测结果得出以下结论：

(1)2020年安徽省工业、生态(河道外)和市政用水中有35.20亿m3的水可以使用再生水和雨水替代，占总需水量的23.65%，非常规水源将成为未来安徽省缓解缺水矛盾的重要环节，有利于缓解全省经济社会发展面临的水资源紧缺问题。

(2)根据《安徽省水资源综合规划》，2020年安徽省非常规水源供水总量将达到65.06亿m3，根据预测，安徽省2020年非常规水源可利用量为35.20亿m3，非常规水源利用率仅有54.10%，建议进一步提高非常规水源利用率，加大非常规水源的利用力度，以缓解全省经济社会发展面临的水资源紧缺问题，支撑经济社会的可持续发展。

参考文献

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[2] 汪霞，曾坚，李跃文.城市非常规水资源的景观利用[J].建筑学报，2007(6)：15-18.

[3] 姜文来.水资源管理学导论[M].北京：化学工业出版社，2005.

[4] 刘争胜，彭少明，崔长勇，等.西北典型缺水地区非常规水源综合利用与统一配置：以鄂尔多斯市为例[J].水利经济，2015(4)：57-61.

[5] 杜鹏飞，郝晓伟，吴静，等.浙江省非常规水源开发利用技术应用与启示[J].浙江水利科技，2015(3)：7-10.

[6] 钱筱暄，许一，王辉.安徽省非常规水源开发利用现状分析[J].治淮，2015(8)：15-17.

[7] 张树军，郭秀红，许士国，等.淮北市采煤沉陷区非常规水资源开发利用研究[J].水电能源科学，2010(7)：28-30.

收稿日期2015-12-24

作者简介赵博(1990- )，男，安徽怀远人，硕士研究生，研究方向：水文资源及农田水利。*通讯作者，副教授，博士，硕士生导师，从事水文水资源及农田水利研究。

中图分类号S 273

文献标识码A

文章编号0517-6611(2016)03-192-02