城市规划类水资源论证需水预测及合理性分析
——以云南省滇中新区为例
2018-08-01陈金明肖振国赵绍熙
李 磊,陈金明 ,肖振国,赵绍熙
(1.云南省水利水电勘测设计研究院,650201,昆明;2.云南省水文水资源局,650106,昆明)
本文以云南滇中新区规划水资源论证为例,系统地论证了滇中新区总体规划方案与水资源的协调性和可靠性,合理确定了取退水方案,提出了产业布局和经济社会发展规模建议。该案例的技术方案和结论得到水利部专家一致认可,是云南省目前唯一一个通过水利部审查的规划水资源论证报告书,为云南省开展规划水资源论证提供了良好的范本。
一、基本情况
滇中新区位于昆明主城东、西两侧,是桥头堡滇中产业聚集区的核心片区,新区规划建设范围包括安宁市、嵩明县和官渡区的部分片区。滇中新区涉及的行政区均属于昆明市,供水系统与昆明市供水系统有联系,因此水资源论证范围为整个昆明市行政片区,并重点分析论证新区涉及的安宁市、嵩明县、官渡区大板桥街道。
现状滇中新区人口58.6万人,其中城镇人口38.6万人;新区2020年人口将增至129万人,其中城镇人口增至109万人;2030年人口将增至214万人,其中城镇人口增至200万人。现状滇中新区GDP为446亿元,2020年GDP将增至2 300亿元,2030年将增至6 000亿元。滇中新区现状有效灌溉面积为23.38万亩(1亩=1/15 hm2,下同),预测 2020 年新区有效灌溉面积为22.10万亩,其中高效节水灌溉面积为11.05万亩,高效节水灌溉率50%;2030年有效灌溉面积为20.71万亩,其中高效节水灌溉面积为16.85万亩,高效节水灌溉率81%。
二、需水量论证
1.滇中新区分项需水预测
(1)生活需水预测
根据滇中新区水资源条件、气候条件、居民生活用水习惯等,在现有生活用水定额基础上,参照《云南省用水定额地方标准》(DB53/T168—2013)及省内气候条件相同地区的生活用水定额,综合两片区不同的发展方向和服务业比例,拟定不同的城镇生活用水定额。由于空港—嵩明片区主要发展第三产业,大量的三产需水反映在城镇公共生活需水中,因此公共生活用水定额高于安宁片区。随着农村人口向乡镇和城市节点聚集,新型农村社区居民生活用水定额高于传统农业种植区。大小牲畜用水定额按照《云南省用水定额地方标准》和《云南省水资源综合规划》定额拟定。
(2)工业用水预测
万元工业增加值的定额通过对比国内其他地区工业经济和水资源利用指标,并参考滇中引水工程定额、全国水资源综合规划成果以及同类型新区的定额综合拟定。安宁片区现状以冶金业为主,现状万元工业增加值用水量为70 m3(2000年不变价,下同),空港—嵩明片区现状工业以临空产业、食品、机械加工、精细化工、医药等为主,现状万元工业增加值用水量为45 m3,新区用水效率定位于云南省内先进水平,用水定额应大大低于《云南省人民政府关于实行最严格水资源管理制度的意见》中2020年万元工业增加值用水定额降低到65 m3以下,2030年万元工业增加值用水定额降低到40 m3以下的平均控制值。预测安宁片区规划水平年引入高端植入产业并对基础产业进行升级,拟定2020年万元工业增加值用水定额为35 m3,相比现状下降50%;2030年万元工业增加值用水定额为20 m3,相比2020年下降43%。空港—嵩明片区在引入高端制造业、电子信息、新材料、物流等产业后,产业结构将发生变化,参考同类新区,拟定2020年万元工业增加值用水定额为15 m3,2030年万元工业增加值用水定额为8 m3。
(3)农业需水预测
农业是新区内目前最大的用水户,占现状用水的45%,空港—嵩明片区农业集中在嵩明大型灌区内,由于灌区渠系配套不完善、田间工程缺乏合理的规划、管理落后等原因,有较大的节水潜力。农业需水分为常规灌溉部分和高效节水灌溉部分。本次论证常规灌溉部分主要用水参数直接引用 《滇中引水工程项目建议书》成果。高效节水灌溉部分种植结构根据云南省高原特色农业发展规划和适宜的灌溉方式调整为以花卉、蔬菜、瓜果、烤烟为主的旱作区,用水定额拟定参照《云南省节水减排实施方案》《云南省曲靖市恨虎坝中型灌区创新机制试点项目实施方案》《云南省用水定额》。根据现状,安宁片区由于耕地相对分散,现状灌溉水利用系数为0.55,按照 《节水灌溉技术规范》,拟定2020、2030年灌溉水利用系数为0.72。空港—嵩明片区耕地集中在嵩明大型灌区内,现状灌溉水利用系数为0.60,按照《嵩明大型灌区续建配套和节水改造规划(2009—2020)》,至2020年灌区灌溉水利用系数要求达到0.70,预测2030年为0.72。高效灌溉部分灌溉水利用系数近、远期水平年达到0.80。根据灌溉面积和灌溉水利用系数的加权计算,滇中新区现状灌溉水利用系数为0.59,2020年灌溉水利用系数为0.74,2030年灌溉水利用系数为0.78。
(4)城镇生态需水量预测
城镇生态环境需水包含城市绿化、公共环境卫生及河湖补水,采用定额法计算。依据《昆明市城市总体规划》成果的人均指标预测,2020年和2030年滇中新区公园绿地面积分别为1 919 hm2和3 320 hm2。 2020年和2030年公共环境卫生用地面积分别为 3 960 hm2和 6 664 hm2。根据《云南省行业用水定额》,绿化浇洒用水定额为 3 L/(㎡·次),道路、广场浇洒定额为2 L/(㎡·次)。城市绿化面积按50%需要灌溉,公共环境卫生按照30%需要灌溉,绿化用水和公共环境卫生用水按照180次/a计算。河湖补水按照湿地和水域估算。
(5)需水总量
现状滇中新区需水量为2.45亿m3,预测滇中新区2020年多年平均年需水量为4.88亿m3,远期2030年多年平均年需水量为6.86亿m3。
2.滇中新区综合指标法需水预测
在《城市给水工程规划规范》(GB 50282—98)中规定了城市单位人口综合用水量指标及城市单位建设用地综合用水量指标。由于已经纳入了《昆明市城市总体规划》,可采用人口指标和建设用地指标对滇中新区的需水量进行预测。昆明市规划总人口大于500万人,滇中新区属于其中的1个区,按大城市单位人口综合用水量指标取值为 0.7万~1.1万 m3/(万人·d),城市单位建设用地综合用水量指标为 0.8 万~1.4 万 m3/(km2·d),供水日变化系数为1.2~1.4。
《城市给水工程规划规范》中不含城市管网集中供水以外的农业,农业用水直接采用分项预测法结果。滇中新区综合指标法需水量预测成果见表1。
3.滇中新区需水成果取用
表1 滇中新区综合指标法需水量预测表
从上述3种预测方法来看,2020年滇中新区需水在4.2亿~5.1亿m3,2030年滇中新区需水在 6.8亿~7.9亿m3。单位建设用地法预测结果最大,单位人口法预测法最小,分项预测法居中,由于分项需水预测法可以较为准确把握各行业用水发展的趋势,尤其是反映用水效率提高对需水的影响,因此本次论证需水采用分项需水预测成果,预测2020年滇中新区需水为4.88亿 m3,2030年需水为6.86 亿 m3。
三、需水合理性分析
1.用水总量控制指标相符性分析
用水指标的相符性从两个层面分析,一是滇中新区涉及行政区用水总量与昆明市用水总量之间的关系,用以说明在滇中新区高速发展的背景下,昆明市从云南省分配的指标是否能支撑其发展。二是滇中新区涉及行政区用水总量与昆明市原分配给滇中新区涉及行政区用水指标的关系,用以说明昆明市原在内部分配的指标能否适应新区发展的态势。
(1)滇中新区涉及行政区需水总量
滇中新区涉及行政区需水为滇中新区需水与新区外需水的总和。现状滇中新区涉及行政区需水为3.43亿m3,其中新区内需水为2.45亿m3,新区外需水为0.98亿m3;预测2020年滇中新区涉及行政区需水总量为5.87亿m3,其中新区内需水为4.88亿m3,新区外需水为 0.99 亿 m3;2030 年滇中新区涉及行政区需水总量为7.91亿m3,其中新区内需水为6.86亿m3,新区外需水为 1.05亿 m3。
现状滇中新区GDP占涉及行政区的93%,用水量占涉及行政区用水量的83%;2020年滇中新区GDP占涉及行政区的98%,需水量占涉及行政区需水量的83%;2030年滇中新区GDP占涉及行政区的98%,需水量占涉及行政区需水量的87%。
(2)用水总量控制指标的符合性分析
①预测2020水平年,滇中新区涉及行政区需水量为5.87亿m3,占昆明市用水总量控制指标的17.3%,2030水平年滇中新区涉及行政区需水量为7.91亿m3,占昆明市用水总量控制指标的21.3%。从用水增量来看,滇中新区涉及行政区现状—2020年新增用水量为 2.44亿 m3,2020—2030年新增用水量2.04亿m3,分别占昆明市同时段新增用水总量的16%和64%。新区作为昆明市重要经济增长极,总量分配充分考虑新区用水需求,特别是远期2020年以后的用水,总体增量在昆明市总指标范围内。随着经济社会的不断发展,滇中新区涉及行政区生产总值占昆明市的比重也由现状的12%增长到2020年的46%,2030年进一步增长到58%,说明滇中新区行政区用水量的增长趋势符合其逐步成长为昆明市经济发展“重要增长极”的趋势,昆明市用水总量指标也可以支撑新区发展。
②从滇中新区涉及行政区规划水平年的需水量和昆明市内部分配用水总量红线控制指标的对比来看,近期水平年涉及行政区需水量为5.87 亿 m3,红线控制值 7.26 亿 m3,比控制指标小1.39亿m3;远期水平年,滇中新区涉及行政区需水量为7.91亿m3,红线控制值8.07亿m3,比红线控制值小0.16亿m3。各行政区需水也在原核定的各县(市、区)总量控制范围内。
综上所述,从云南省分配给昆明市的用水总量指标和昆明市分配给滇中新区各行政区的用水指标来看,滇中新区涉及行政区需水都在指标控制范围内,符合水资源开发利用控制红线管理要求。昆明市和滇中新区涉及行政区不需要对用水总量控制值进行调整。
2.用水效率控制指标符合性分析
本次预测滇中新区2020年万元工业增加值用水量为30 m3,2030年为17 m3,万元工业增加值用水量指标均小于各自行政区对应最严格水资源管理制度控制指标要求。在大面积发展高效节水的情况下,2020年农田灌溉水利用系数为0.74,2030年提高至0.78,均高于最严格水资源管理制度控制指标要求,用水效率主要指标符合最严格水资源管理制度控制指标要求。
滇中新区用水效率指标与国内外指标对比,滇中新区现状万元GDP用水量和万元工业增加值用水量低于云南省平均水平,但高于全国平均水平和发达城市,人均用水量偏高。规划水平年对产业结构优化升级,节水改造后用水效率将得到极大提升,在省内处于领先水平,整体用水效率较高。与其他新区相比,万元工业增加值、单位GDP用水量等主要用水指标相当,整体处于中游水平。灌溉水利用系数高于其他同类新区,主要原因是滇中新区耕地主要集中在嵩明大型灌区内,大型灌区经过数年的渠系配套和节水改造有较好的基础,新区内高效节水灌溉率较高。
3.用水结构合理性分析
从用水结构来看,滇中新区现状以农业和工业用水为主,农业需水占需水总量的45%,工业需水占36%。规划水平年工业需水比重较为稳定,2020年为56%,2030年为55%。农业需水和农村生活需水比重减小,农业需水从18%降为10%,农村生活需水从2%降为1%。城镇居民生活需水、城镇公共需水和城镇生态环境需水比重增加,城镇居民生活需水从13%增加至19%,城镇公共需水从8%增加至12%,城镇生态需水从2%增加至3%。
从需水量变化过程看,城镇居民生活需水、城镇公共用水、工业用水、城镇生态环境需水呈增加趋势,农业和农村生活需水呈减少趋势。主要原因是滇中新区巨大的城市聚集效应,新区内原有农村人口转为城镇人口,同时大量外来人口涌入带来新区城镇生活需水量大幅度增加,农村生活需水逐步减少。新区工业需水在工业发展总量的推动下逐步增加,但在新技术的推动下,用水效率显著提高,2020—2030年增长幅度变化并不大。农业用水方面,在耕地保护和节约土地政策下总耕地面积变化较小,根据新区发展规划,将建设生态型大城市,发展现代农业,随着灌溉渠系不断完善和高效节水设施不断普及,农业需水将呈减少趋势。
综上所述,滇中新区需水预测与国内外城市用水结构调整方向一致,达到农业用水负增长、工业用水微增长、生活用水适度增长的控制目标,符合以用水结构调整促进产业结构调整和发展方式转变的要求。