再谈基于水资源承载力的人口规模预测——以霍尔果斯市为例

吴成鹏

三峡大学，湖北宜昌 443000

人口规模预测是城市总体规划当中需要解决的一项非常重要的课题，目前有关人口规模预测的方法类型主要分为基于数学模型的预测方法类、基于经济相关性的预测方法类、基于容量承载的预测方法类以及人口分配法、区位法等其他方法类[1]。基于水资源承载力的预测方法属于容量承载类的预测方法。随着我国资源环境问题的日益趋紧，人口增长压力的不断增加，基于环境容量承载力的预测方法在人口规模预测中越来越常被使用。本文再谈基于水资源承载力的人口规模预测方法，对其数据获取、适用情况进行进一步阐述，同时以新疆霍尔果斯市为例，进行预测演示，以期为此方法提供更加清晰的使用路径。

1 基于水资源承载力的人口规模预测

1.1 方法介绍

水资源承载力反映的是所预测区域内水资源最大可利用条件下所支撑的社会经济发展规模，其受人口、经济、环境等多因素综合影响[2]。水资源承载力预测方法的基础原则是供给与需求的平衡，即区域内水资源最大可利用量要等于为满足区域经济发展等要素所需要的总用水资源量。农业用水量、生产生活用水量和生态用水量共同构成满足区域社会经济发展等要素所需的总用水资源量，则总用水资源量可以表达为下式：

式中：Wy—总用水资源量；Wa—农业用水量；Wi—生产生活用水量；We—生态用水量。其中，农业用水量主要包括需灌溉用水量和需饲养用水量，分别由灌溉面积乘以灌溉用水量标准和饲养牲畜标准数量乘以牲畜用水量标准得到，表达为下式：

式中：Wg—需灌溉用水量；Ws—需饲养用水量；Ag—需灌溉面积；Qs—需饲养牲畜标准数量；Rg—灌溉用水量标准；Rs—牲畜用水量标准。生产生活用水量由城镇用水量和农村用水量构成，城镇用水量和农村用水量分别由城镇和农村人口乘以对应的城镇和农村人均综合用水指标得到，表达为下式：

式中：Wu—城镇用水量；Wr—农村用水量；Pu—城镇人口；Pr—农村人口；Ru—城镇人均综合用水量指标；Rr—农村人均综合用水量指标。生态用水量是维系生态系统功能正常运转所必须的水量，包括河道内外生态用水量，河道内生态用水一般占多年平均径流量的50%～60%，河道外生态需水量通常与当地生态环境状况、生态系统类型特征有关，其值相对恒定[2]。

区域人口总量由城镇人口和农村人口构成，且两者受城镇化率的比例分割，表达式为：

式中：Pz—区域总人口，为最终预测值；r—城镇化率。Wt—区域内水资源最大可利用量。综合以上公式，可得到基于水资源承载力的人口规模表达式为：

Pz=（Wt-Ag×Rg-Qs×Rs-We）/[Ru×r+Rr×（1-r）] （11）

1.2 数据获取

虽然上述方法较为明晰，但数据获取恰是预测过程的关键，有必要进行进一步阐述。区域内水资源最大可利用量并不是区域内最大水资源净值，而要考虑可能人工供给的概率，通常会分低、中、高三种供水保证率。区域内最大水资源净值由区域内地表和地下水资源总量构成。同时区域内水资源最大可利用量还要加上区域范围外的供水量。有关地区水资源量、生态用水量的比重通常可以在地方水利发展规划和水文地质报告中获取。而农业灌溉面积、灌溉用水量标准、饲养牲畜标准数量和牲畜用水量标准通常可以在地方水利发展规划和农业发展规划中获取，或者从中得到部分基数，通过年均增长率法得到。城镇和农村人均综合用水标准根据地方调查数据和规范标准综合取值得到。城镇化率则需沿用专门预测的数值。

1.3 适用情况

人口规模预测方法多样，每一种方法都有较为适合的范围情况，通常情况下需要建立多维度的体系标准来预测，基于水资源承载力的人口规模预测属于容量类型的预测方法，其通常是作为校核多种预测数值的参考量，即其他预测值不得超过水资源承载的人口规模。从方法原理上看，这种方法在任何城市都可以使用，但也有分量主次之分。通常情况下对于水资源较为缺乏的地区，如我国西北地区，该方法是首先应当应用的方法，其预测值是人口规模的上限阈值。而对于水资源较为充沛的地区，该方法仅仅作为补充算法，其预测值为参考值，多数情况下由于数值很高，不具有多大价值。

2 霍尔果斯举例

2.1 霍尔果斯概况

霍尔果斯为新疆伊犁州下设的边境口岸市，对面即为哈萨克斯坦。2015年全市总人口8.72万人，辖亚欧路东、亚欧路西、喀拉苏和工业园区4个街道、伊车嘎善锡伯族乡、莫乎尔牧场以及兵团四师61团、62团。温带大陆性气候，降水较少且集中在夏季，水系多起源于北部山系，自北向南流经市域范围。

2.2 基于水资源的人口规模预测

2.2.1 水资源总量

根据《霍尔果斯市水利十三五综合规划》，全市地表水水资源总量5.21亿m3，流域生态用水按地表水水资源总量的10%计算，即生态需水量5208.5万m3，则霍尔果斯市地表水水资源可利用水量4.69亿m3/a。根据《霍尔果斯经济开发区水文地质报告》，霍尔果斯地下水可开采量0.96亿m3/a。综合地表水水资源可利用量和地下水可开采量，霍尔果斯水资源可利用量为5.65亿m3/a。

2.2.2 水资源需求量

农业灌溉用水量：根据《霍尔果斯现状国土数据及水利十三五规划》数据，现状农业灌溉占地面积72.2万亩，按75%的灌溉保证率，灌溉净定额325.3m3/亩，需农业灌溉用水23486.66万m3。

畜牧用水量：根据霍尔果斯水利十三五数据，畜牧用水标准10L/头·d，2013年现状3.73万标准头，按年递增率0.5%计算，2030年牲畜4.06万标准头，年需用水量14.82万m3。

生产生活用水量：根据以上农业灌溉用水、牲畜用水量，同时考虑保证供水率50%、75%、95%三种水平，则生产生活用水最大供给量分别为4748.52、18873.52、30173.52万m3/a。

2.2.3 水资源人口适度容量

霍尔果斯市2013年农村人口生活用水标准为120L/人·d，考虑2030年由于生活水平提高，农村人均生活用水量增加至200L/人·d。按照《城市给水工程规划规范》（GB 50282—2016）中对三类地区中等城市的城市人均综合用水量标准，取0.3万m3/万人·d。对未来城镇化率做70%、80%和95%三种情景假设，同时基于以上生产生活用水最大供给量的测算，预测规划期末市域水资源适度人口容量的可能情况见表1。

表1 霍尔果斯市水资源适度人口预测表

通过以上预测，考虑霍尔果斯生态环境的相对脆弱性，供水保证率取50%，保证留有足够多的水资源作为生态涵养，同时考虑霍尔果斯未来城镇化率的较高水平，按95%的城镇化率来预控，则基于水资源的适度人口容量可达44万人。

3 结语

基于水资源承载力的人口规模预测方法更适合于水资源相对不足的地区，它是人口规模的上限阈值，其预测方法相对简便，但数据判断获取是关键，本文以演绎和例证的形式进行了此类方法的介绍，后续还需要对域外水资源量、以及具体数据解释进行进一步探讨。