南京市栖霞区用水效率研究

2017-03-21宋为威宋达昊傅星乾

节水灌溉 2017年9期

宋为威，逄勇，宋达昊，傅星乾

(1. 河海大学浅水湖泊综合治理与资源开发教育部重点实验室，南京 210098；2.河海大学环境学院，南京 210098； 3. 河海大学水文水资源学院，南京 210098；4.江苏师范大学科文学院，江苏徐州 221116)

栖霞区北临长江，客水资源非常丰富，并且相对比较稳定。长江在栖霞区年均过境水量(大通站)约9 100 亿m3，是当地水资源量的6 200 倍，为栖霞区水资源开发利用提供了有利条件[1]。随着南京市整体经济的发展，人们的生活及消费水平不断的提高，栖霞区用水需求急速上升，供水总量稳步增长。2015年，全区总用水量6.14 亿m3。

最严格水资源管理制度是在2011年的中央1号文件及中央水利工作会议提出并实施，要求把严格水资源管理作为加快转变经济发展方式的战略举措之一，要像抓好节能减排一样抓好节水工作[2]。同时在2012年初由国务院发布的《关于实行最严格水资源管理制度的意见》，并进行全面部署和具体安排了最严格水资源管理制度。节水型社会建设是一个持续推进的长期过程，对一个阶段的节水型社会建设的成效进行分析，研究存在的主要问题，对今后进一步把握和明确节水型社会建设的总体要求和方向具有重要的参考意义[3-6]。

1 建设概况

以构建和谐社会为目标导向，深入贯彻习近平总书记提出的“节水优先、空间均衡、系统治理、两手发力”的重要治水思想，加强节能减排、环境友好型及资源节约型社会建设，紧紧围绕“南京副城、光电智谷、江海枢纽、科教强区、幸福家园”的总体定位，根据新形势及新时期下经济社会发展和节水型社会建设的新要求，基于现状研究[7-18]，切实推进栖霞区节水型社会建设。

1.1 经济社会发展概况

2015年全区户籍人口总数已达到的45.1 万人，比2010年增加了5.1%，年平均增长率达到了1.0%。常住人口由2010年的64.47万人增加到2015年67.98万人，年平均增长率为1.1%(见图1)。

图1 栖霞区1981-2015年人口变化趋势图

2015年人均GDP(按户籍人口)为18.98万元(约2.86万美元)远超8000美元的发达国家水平，正在逐步接近美国、日本、德国、英国等发达国家3.7万美元水平，外向型经济逐步占主导地位。从改革开放以来，栖霞区经济持续快速增长，年平均增速约47.34%。“十二五”期间，全区生产总值在2010年445亿元基础上，2015年生产总值达到856亿元，接近翻一番(见图2)。全市经济实力不断增强，产业结构发生变化，就增加值而言，第一产业比重持续下降，第二产业比重持续下降，第三产业比重持续上升。三产比重由2010年的1.27∶79.05∶19.68变为2015年的0.8∶63.7∶35.5，预计到2020年三产比重将达到0.2∶59.8∶40(见图3)。

图2 栖霞区2010-2015年生产总值变化趋势图

图3 栖霞区2010-2015年各产业产值比例变化趋势图

2015年农业产值达到10.44亿元，比2010年增长33.2%。农民人均纯收入1.395 9 万元，比2010年增长23.0%。“十二五”期间，全区粮油种植面积基本稳定在6 333 hm2左右，粮食总产3.5 万t左右，油料总产0.12 万t左右。

1.2 水资源利用变化情况

栖霞区境内水系大致可分为长江水系、秦淮河水系及八卦洲水系。根据长系列降雨量资料得到栖霞区的多年平均地表径流量为1.27 亿m3，丰水年(P=20%)为1.92 亿m3，平水年(P=50%)为1.27 亿m3，一般干旱年(P=75%)为0.91 亿m3，特殊干旱年(P=95%)为0.60 亿m3。栖霞区多年的平均地下水资源总量约为3 184 万m3。

2015年栖霞区实际用水总量为6.14 亿m3，其中生活及公共事业用水量占用水总量的21.5%，为1.32 亿m3；农田灌溉用水量占用水总量的4.9%，为0.3 亿m3；林牧渔畜用水量占用水总量的3.3%，为0.2 亿m3；工业用水量占用水总量的70.0%，为4.3 亿m3；生态环境用水量占用水总量的0.3%，为0.02 亿m3。从行业用水分布情况看，工业用水超过用水总量的2/3为最大用水户，生活及公共事业次之。

2015年栖霞区用水情况见表1，用水结构见图4。

表1 2015年栖霞区用水情况亿m3

图4 2015年栖霞区用水结构图

2 居民生活用水调查

2.1 现状年人口统计

根据《2015年栖霞区统计年鉴》，栖霞区2015年常住人口为67.98万人，户籍人口为45.076 万人，各街道人口情况见表2。

表2 2015年栖霞区人口统计表

2.2 居民生活及环境用水分析

本文调查了八十多户典型用水居民(涉及各街道、不同家庭人口数)的用水量资料并进行分析，计算得到栖霞区居民生活用水定额约为141 L/(人·d)；第三产业人均用水量约为64 L/(人·d)，见第三产业用水情况的具体分析。其中，成员为2人的家庭平均用水定额为137 L/(人·d)，成员为3人的家庭的平均用水定额为99 L/(人·d)，成员为4人的平均用水定额为65 L/(人·d)，成员为5人的平均用水定额为89 L/(人·d)；，成员为6人的平均用水定额为66 L/(人·d)，详细情况见表3。栖霞区居民综合生活(生活+第三产业)用水定额为205 L/(人·d)。

表3 栖霞区不同人口家庭用水定额 L/(人·d)

通过调查3个典型自来水厂的出厂水量、供水人口及售水量，根据出厂水量和售水量分别计算出3个自来水厂的管网漏损率分别为4.1%、14.3%及7.5%，其管网综合漏损率为12%。根据售水量和供水人口分别计算出典型区域的自来水用水定额分别为51、70及55 L/(人·d)，其综合自来水用水定额为62 L/(人·d)，详细情况见表4。

表4 栖霞区自来水厂供水情况

3 第三产业用水调查

第三产业的快速发展对用水水平及用水效率提出较大挑战，“十二五”末，栖霞区的三次产业结构比例达到了0.8∶63.7∶35.5，三产比重较“十一五”末增长了近16%，三产增加值突破了300 亿元。预计到2020年末，三次产业比将会达到0.2∶59.8∶40，第三产业增加值将达到520 亿元。

通过调查栖霞区典型第三产业82用水户的用水量，用户包含第三产业的各个行业，分析栖霞区第三产业的用水水平，详细情况见表5。

第三产业的调查范围基本包含了《江苏省工业、服务业和生活用水定额(2014年)》指标所涉及的范围，调查发现党政机关办公楼、建筑施工、商场、洗车等三产用水单位用水水平较低，今后需进一步提高其用水水平。

4 栖霞区工业用水及节水情况调查

根据统计资料，“十二五”末，栖霞的第二产业增加值占国民经济总值的63.7%，预计“十三五”末，二产增加值比例将达59.8%，虽然占据经济总值的比例有所下降，但是二产增加值将会增长200 亿左右，工业的发展依然主导着栖霞区的经济命脉。2015年，栖霞区工业用水量占用水总量的70%，为4.3 亿m3，其中火核电用水量占工业用水总量的60%，为2.6 亿m3。

表5 栖霞区第三产业用水情况

根据调查栖霞区现有行政区及开发区2015年规模以上211家工业企业的产值、取水量、重复利用水量等相关资料，根据《国民经济行业分类和代码表(GB T4754-2011)》进行分行业归纳分析，通过计算得到栖霞区各行业的规上企业数量、工业用水重复利用率(栖霞区、江苏省及节水型企业标准)、单位工业增加值用水量及各行业总用水量，详细情况见表6。

表6 2015年各行业工业用水重复利用率、单位产值用水量和工业用水量计算结果

续表6 2015年各行业工业用水重复利用率、单位产值用水量和工业用水量计算结果表

由表6可知，栖霞区的有色金属矿采选业、橡胶和塑料制品业、黑色金属冶炼及压延加工业共16家企业工业用水重复率达到85%以上水平较高；栖霞区各行业总体工业用水重复利用率为32.3%。有色金属矿采选业、非金属矿物制品业、黑色金属冶炼及压延加工业的单位产值用水量高于南京市的平均值；电子制造业单位增加值用水量在1 m3/万元，所有规模以上的工业企业单位产值用水量为3.4 m3/万元，用水水平处于国内领先水平，远远高于江苏17 m3/万元的用水水平。

5 栖霞区农业用水情况调查

根据《栖霞区统计年鉴》(2015年)，栖霞区现状水平年农作物种植面积，见表7。栖霞区林牧渔畜的面积或养殖情况见表8。

表7 栖霞区农作物种植面积 hm2

表8 栖霞区林牧渔畜

农田灌溉需水量根据农业发展各农作物灌溉面积乘以相应的定额进行预测。栖霞区各农作物灌溉面积见表7，不同保证率下各种农作物灌溉定额见表9。栖霞区农田灌溉需水量，见表10。其中，2015年灌溉水有效利用系数为0.65。

表9 栖霞区各种农作物不同保证率下净灌溉定额 m3/hm2

表10 栖霞区农业灌溉需水量万m3

结合栖霞区林地灌溉实际用水情况，确定2015年林地灌溉定额按1 350 m3/hm2计，根据农业发展的林地面积，得到栖霞区林地灌溉需水量。牲畜需水分大、小牲畜和家禽，采用定额法分别预测，各牲畜用水定额见表11。结合栖霞区养殖业实际用水情况，确定2015年养殖业补水定额均按8 550 m3/hm2计。栖霞区林牧渔畜需水量，见表12。

表11 栖霞区牲畜用水定额 L/(头·d)

表12 栖霞区林牧渔畜需水量

根据栖霞区有效灌溉面积进行实际调查，其中，栖霞区总灌溉面积为6 994 hm2，耕种有效灌溉面积约为6 113 hm2，园林草地有效灌溉面积约为882 hm2，有效灌溉范围主要在龙潭街道、八卦洲街道和西岗街道，详细分布见表13。

通过调查栖霞区典型灌区用水情况，具体情况见表14。

栖霞区农作物主要是精细化作物，平水年蔬菜的灌溉定额为1 500 m3/hm2、水稻灌溉定额为6 000 m3/hm2，而栖霞区的农田单位面积灌水量为750 m3/hm2，大幅度低于灌溉定额，农业用水水平较高。

通过调查典型养殖场的养殖及用水情况，具体情况见表15和表16。

通过调查栖霞区大牲畜实际用水量约为120.3 L/(头·d)、小牲畜的实际用水量约为2.3 L/(头·d)、家禽实际用水量约为0.12 L/(只·d)。其中大牲畜的用水量大于用水定额45 L/(头·d)，栖霞区用水效率较低；小牲畜用水量小于用水定额16 L/(头·d)，栖霞区用水效率均较高；家禽的实际用水量小于用水定额0.5 L/(只·d)，栖霞区用水效率均较高。

表13 分街道有效灌溉面积分布表 hm2

表14 典型区域灌区单位用水量情况表

表15 典型区域牲畜及用水量情况表

表16 典型区域牲畜单位用水量情况表

6 现状用水效率分析

根据计算，栖霞区现状单方水GDP产出约为139元，高于全国平均水平及江苏省平均水平。栖霞区现状灌溉水有效利用系数约为0.65，在全国特别是长江下游地区处于较先进水平，但低于以色列等发达国家0.70以上的水平；粮食水分生产率约为1.2 kg/m3，略高于全国水平，但低于以色列等发达国家2 kg/m3以上的水平。

栖霞区现状工业用水重复利用率为32.3%(一般工业33.5%)比国内外先进水平低60%～65%；工业单位增加值取水量为发达国家同比的10～11倍。

全国城市供水管网的平均漏损率现状约20%。现状栖霞区供水管网漏损率为12%，高于全国水平，与南京市和江苏省平均水平想当，能够达到国家节水型城市目标。

虽然近5 a来栖霞区水资源利用效率和效益有了较大提高，但总的来看，与国内外先进水平还存在差距，见表17。

表17 2015栖霞区与国内用水水平和效率比较

注：GDP、工业增加值均以人民币计算。

7 节水潜力分析

栖霞区水资源利用的水平和效率在不断提高，但比目前国内外先进用水指标仍还有潜力。以此为标准，栖霞区未来用水水平如果提高到相应的节水标准水平，约可减少3.014 亿m3的水资源增量，即总节水潜力为3.014 亿m3，其中通过调整产业结构、技术进步和其他非工程措施贡献1.2 亿m3，占40%；通过各种工程节水措施贡献1.814 亿m3，占60%。在工程措施节水潜力中，工业、农业和城镇生活节水潜力为1.618、0.030和0.166 亿m3。各项节水潜力见表18。

按照各项减排量之和，计算各规划年的减排量。2020和2030年通过节水型社会建设，可以分别减排污水1.909和2.457 亿m3，各水平规划年节水量见表19，各水平年规划减排量见表20。

表18 栖霞区节水潜力分析亿m3

表19 栖霞区规划年节水量亿m3

表20 栖霞区规划年废水减排量亿m3

8 结语

栖霞区因其区域的特殊性，拥有南京经济技术开发区，工业产业规模较大，水资源用量较大。同时栖霞区农业主要为生态园产业，作物用水效率较高。目前，栖霞区在节水型社会建设中主要需加大工业节水，提高用水效率，其次鼓励大力开展生活节水器具推广使用，增加污水处理厂的中水回用。

通过栖霞区节水型社会建设规划的实施，将会带来较为显著的环境、社会及经济方面的效益。栖霞区通过节水型社会建设，能明显减少废污水排放量，有效缓解水质型缺水所带来的水资源承载压力，改善水生态环境。通过节水型社会建设，至2020和2030年，在50%来水频率下，栖霞区可分别实现减少废污水排放量1.909和2.457 亿m3。

[1] 姜蓓蕾,徐澎波,耿雷华,等. 南京市节水型社会建设试点成效分析[J]. 中国农村水利水电, 2012,(12):59-62.

[2] 褚俊英,王浩,秦大庸,等. 我国节水型社会建设的主要经验、问题与发展方向[J]. 中国农村水利水电, 2007,(1):11-15.

[3] 方国华,毛春梅,陈阳宇,等. 节水型社会建设多元化筹资途径研究[J]. 中国水利, 2007,(15):4-6.

[4] 褚俊英,王浩,秦大庸. 我国节水型社会建设的制度体系研究[J]. 中国水利, 2007,(15):1-3.

[5] 刘飞飞,方国华,高颖,等. 基于最严格水资源管理制度的水质型缺水地区节水型社会建设评价[J]. 水利经济, 2016,34(5):42-46.

[6] 黄绪臣,周明,王伟,等. 基于节水型社会建设背景下的鄂北地区水资源优化配置模型研究[J]. 水利水电技术, 2016,47(7):61-63.

[7] 张芳, 潘国强, 张玉顺,等. 河南省水资源问题及节水型社会建设成效评价[J]. 中国农村水利水电, 2011,(3):62-65.

[8] 郭巧玲, 杨云松. 节水型社会建设评价----以张掖市为例[J]. 中国农村水利水电, 2008,(5):25-30.

[9] 张熠, 王先甲. 节水型社会建设评价指标体系构建研究[J]. 中国农村水利水电, 2015,(8):118-120.

[10] 郑世宗, 姚俊杰, 苏飞,等. 余姚市节水型社会建设技术支撑体系架构及应用模型研究[J]. 中国农村水利水电, 2010,(3):14-17.

[11] 莫崇勋, 黄亚. 基于PCA-PSR模型的节水型社会建设综合评价方法----以广西壮族自治区为例[J]. 节水灌溉, 2015,(5):66-69.

[12] 阮仁良, 李立铮. 上海市节水型社会体系建设实践与发展探析[J]. 节水灌溉, 2012,(5):70-72.