基于用水总量控制目标不同重现期干旱年供需水分析

王磊

（山西省水资源研究所，山西 太原 030001）

基于用水总量控制目标不同重现期干旱年供需水分析

王磊

（山西省水资源研究所，山西 太原 030001）

以山西省2020年用水总量控制目标为平水年供水预测的依据，对平水年全省各水源可供水量及各行业需水量进行了预测；按不同重现期干旱年，分别预测了各水源可供水量及各行业需水量，并分别计算了正常需水与采取措施合理压缩需水条件下的缺水率。

干旱；供需分析；缺水率；大水网

1 供水体系建设情况

山西省历经60多年水利建设，特别是“十一五”期间竣工的35项应急水源工程及“十二五”启动的山西大水网工程建设，标志着全省水资源开发利用由“水瓶颈”向“水支撑”转变。山西大水网已建、在建和规划的主要工程共有82处，总供水能力63.3亿m3。

2 供水量正常方案分析

以国务院办公厅国办发［2013］2号关于印发《实行最严格水资源管理制度考核办法》下达的山西省用水总量控制目标作为本次供水预测的依据（2015年76.40亿m3，2020年93.00亿m3，2030年99.00亿m3）。统筹利用各类水源，遵循优先使用地表水，在国家允许指标内积极利用黄河水，合理开发地下水并实现采补平衡，按照应急水源工程和大水网工程可供水量及地下水关井压采目标，对全省不同水平年用水总量控制目标按地表水（黄河（干流）水、本地地表水）、地下水进行分解。

本次采用2020年水平年用水总量控制目标方案作为本次不同干旱重现期供水量预测的正常方案。基于全省用水总量控制目标，全省2020年供水量为93亿m3，其中黄河干流提引水量37.39亿m3，本地地表水供水量30.61亿m3，地下水开采量压缩到25亿m3。

3 需水量正常方案分析

人口增长、城镇化和经济发展是驱动社会经济用水增长的主要因素。综合考虑水资源条件、结合人口、三大产业、实际发展灌溉面积等经济社会发展指标和水需求态势，以2020年全省用水总量控制目标为约束，按照生活、工业、农林牧、生态4个类别对全省进行分解，形成本次不同干旱重现期需水量预测的正常方案。

在全省用水总量控制目标下，全省需水量93亿m3，其中生活需水量15.00亿m3，工业需水量23.67亿m3，农林牧等需水量49.38亿m3，生态需水量4.95亿m3。

4 不同重现期干旱年水供需分析

4.1 供水量分析

本次干旱年可供水量分析以用水总量控制目标为约束，并以应急水源工程和大水网工程全部建成、稳定达效为前提。通过优化调控水资源，充分发挥供水体系“多源互补”、“保障供应”，“丰枯调剂”、“稳定可靠”的功能，降低供水系统脆弱性，提高供水体系应对严重干旱年的适应能力和恢复力。充分利用本地地表水，增加引提黄河水，涵养恢复地下水，加大非常规水利用，在发生严重干旱条件下，全省可供水量基本不低于2015年全省用水总量控制目标76.4亿m3左右水平，以最大限度满足不同重现期干旱年社会经济基本需水水平。

基于供水量正常方案，计算确定20年一遇（P= 95%）、50年一遇（P=98%）、100年一遇（P=99%）重现期干旱年可供水量。

一是黄河水。受气候变化的影响，在发生严重干旱条件下，黄河中上游干流来水量将减少，从而不能满足国务院“87分水方案”分配给山西省的年耗用黄河水量43.1亿m3的指标，因此在P=95%干旱年份时黄河干流水利用量维持正常方案37.39亿m3的水平，在P=98%、P=99%干旱年份情况下，黄河干流水利用指标应分别不少于28.18亿m3、25.81亿m3。

二是本地地表水。以全省现有地表水源工程实际供水和“十一五”、“十二五”建设的应急水源工程、大水网工程等的供水规模和有关文件所确定的配置水量为依据，根据已有降水量、水资源量、工程供水能力与可供水量的关系，按照不同重现期干旱年的水资源量预测成果综合分析计算，在P=95%干旱年份地表水可供水量仅13.70亿m3，相当于正常方案平水年份的44.8%；在P=98%干旱年份可供水量仅12.24亿m3，相当于平水年份的40.0%；在P=99%干旱年份可供水量仅9.91亿m3，相当于平水年份的32.4%。

三是地下水。在一般年份充分发挥地表水替代作用，实行地下水关井压采。按照中共《关于加快水利改革发展的实施意见》（晋发［2011］21号）的要求，全省地下水年开采量要压缩到25亿m3；在遇到特殊干旱及连续干旱年时充分发挥地下水战略储备作用，根据水情旱情进行调整，水量调度时适时启动增加地下水开采量，在丰水年减少地下水开采量进行补充。在P= 95%干旱年份地下水供水量维持在25亿m3；在P=98%干旱年份地下水开采量增加到32.93亿m3，即国务院2013年批复的《黄河流域综合规划（2012～2030年）》、《海河流域综合规划（2012～2030年）》所确定我省的2020年地下水开采量规模；在P=99%干旱年份地下水开采量提高到2015年开采规模，即36.40亿m3。

四是非常规水。在干旱年份，由于生活生产限制供水、部分企业限产停产等原因，城镇生活、生产用水量减少导致排水量也相应减少，因此非常规水利用维持《黄河流域综合规划（2012～2030年）》和《海河流域综合规划（2012～2030年）》所确定全省4.19亿m3的水量，仅相当于2015年5.14亿m3的81.5%。

综上，在20年一遇设计干旱年情景下，全省可供水量为80.28亿m3，相当于平水年的86.3%；在50年一遇设计干旱年情景下，全省可供水量为78.09亿m3，相当于平水年的83.9%；在100年一遇设计干旱年情景下，全省可供水量为77.48亿m3，相当于平水年的83.3%。

4.2 需水量分析

当发生严重干旱时，根据政府批准的预警响应机制，实行不同程度的用水限制和分配方案。在基于2020年用水总量控制目标的平水年需水量基础上，特大干旱年间，按照以供定需原则，以保障人民群众基本生活和维持与全省国计民生或与国家安全关系重大的最低生产用水为目标，实行先生活、后生产，先重点后一般，科学调度，优化配置，最大限度地满足城乡生活、生产、生态用水需求，将严重干旱风险给经济社会造成的损失降到最低。

一是生活需水。全省生活需水量（包括城镇生活和农村生活）由平水年正常方案的15.00亿m3压缩到14.14亿m3，削减幅度为5.7%，主要措施包括关闭压缩部分城市服务业、宾馆洗浴、洗车以及农村乡镇企业等用水，保障城镇居民、农村居民生活和重要党政机关、公共场所、医院、学校等的用水。

二是生产需水。全省工业需水量由平水年正常方案的23.67亿m3压缩到20.23亿m3，削减幅度为14.5%，主要措施是限制甚至关闭停产耗水量大且经济社会关联影响较小的企业生产，保障电力、燃气、食品加工等与人民生活密切相关的企业正常生产，维护社会稳定。全省农业需水量由平水年正常方案的49.38亿m3压缩到40.09亿m3，削减幅度为18.8%，农业灌溉重点保障菜地、果树的用水、抗旱播种用水和保命水。

三是生态需水。主要为城市生态需水，全省工业需水量由平水年正常方案的4.95亿m3压缩到4.47亿m3，削减幅度为9.7%，主要保障防止城市绿化景观植物枯死的必要灌溉水量、道路广场基本卫生环境水量和维持生态基本健康的河湖补水。

综上，基于2020年用水总量控制目标的平水年需水量，对全省在严重干旱年条件下的基本需水进行了分析预测，经计算，需水量为78.93亿m3，比正常方案的93亿m3减少了14.07亿m3，削减幅度为15.1%。

4.3 供需分析

4.3.1 正常需水方案下的水资源供需分析

在基于用水总量控制目标的2020年正常需水方案条件下，即便是考虑2020年山西大水网工程及县域配套全面建成并发挥供水能力，全省供水体系已趋完善的情况下，若遭受20年一遇、50年一遇、100年一遇设计干旱，全省水资源需求将面临较大缺口，20年一遇（P=95%）干旱年，全省缺水12.72亿m3，缺水率为13.7%；50年一遇（P=98%）干旱年，全省缺水15.46亿m3，缺水率为16.6%；100年一遇（P=99%）干旱年，全省缺水16.69亿m3，缺水率为18.0%。

4.3.2 压缩需水方案下的水资源供需分析

对正常需水进行合理压缩，维持经济社会在严重干旱条件下的基本用水需求，在遭受20年一遇、50年一遇、100年一遇设计干旱，全省水资源需求缺口大幅度降低，20年一遇（P=95%）干旱年，全省缺水0.41亿m3，缺水率为0.51%；50年一遇（P=98%）干旱年，全省缺水1.5亿m3，缺水率为1.9%；100年一遇（P=99%）干旱年，全省缺水2.62亿m3，缺水率为3.32%。

5 结语

平水年份供需水量按我省2020年用水总量控制目标93亿m3考虑。在不同重现期干旱年，全省可供水量不同程度减少。如果仍按平水年时需水的情况下，缺水率将较大；如果通过启动应急预案及采取用水限制等措施合理压缩需水量，缺水率将降低。另外，与《山西省特大干旱年应急水源规划》中未建设应急水源工程和山西大水网情景下的计算结果（在50年一遇干旱年全省缺水率44.8%，100年一遇干旱年全省缺水率48.5%。）对比，全省缺水率大幅降低。由此可见，应急水源工程和山西大水网工程改变了全省水资源配置格局，通过实施引黄工程，在国家控制指标内，充分利用黄河干流水“丰枯调剂”，发挥地下水战略储备的“杠杆”作用，发挥山西大水网对供水系统的“稳定器”作用，降低了气候变化随机的波动性和水资源的脆弱性，提高了全省水资源安全水平和应对气候变化的适应能力。

P333.1

C

1004-7042（2017）08-0010-02

注：此项目为山西省国际科技合作计划项目（项目编号：2015081006）

王磊（1983-），男，2014年毕业于太原理工大学水利工程专业，工程师。

2017-06-15；

2017-07-24