兰州市“十三五”水资源配置及水功能区达标分析

马宏伟

(甘肃省水利水电勘测设计研究院有限责任公司，甘肃 兰州 730000)

“十三五”时期，我国经济发展进入增速换档、结构升级和动力转换的新常态，经济社会发展环境和形势将发生深刻变化[1- 3]。“十三五”时期，也是兰州市推动经济社会发展转型升级的关键阶段。目前兰州市产业布局不均衡，工业总量的85%集中在黄河河谷的主城区，第三产业的50%以上集中在城关区，部分产业园区产业集聚水平低、活力不足；一、二、三产内部结构不尽合理，石油化工、有色冶金等传统产业比重较高，战略性新兴产业和高新技术产业比重低；现代服务业特别是生产性服务业发展滞后；现代农业规模小，加工转化水平低，增值链条短[4- 5]。

为推动兰州市经济转型升级及可持续发展，市政府确定了立足主城区产业基础和发展优势，“退二进三”和“出城入园”的经济发展战略[6]。兰州市产业布局及产业结构的变化将引起水资源利用格局的调整，并导致污水排放量的时空变化。本文立足兰州市“十三五”经济发展战略及产业发展布局，预测兰州市“十三五”期间各行业需水量，对兰州市水资源利用方案进行探讨，基于水资源配置成果计算污水及污染物排放量，通过与水功能区限制纳污红线指标对比分析，提出水功能区达标调控措施，以期为全市水资源合理开发利用、水资源保护和管理提供依据。

1 兰州市水资源及现状开发利用状况

1.1 水资源数量

1.1.1 自产水资源量

兰州市水资源分布不均，各县区水资源分布差异明显，在综合考量水文气象条件及水资源禀赋的基础上，分析核算研究区各县区的水资源量[7]。兰州市降水量为43.67亿m3，自产地表水资源量为2.23亿m3，与地表水不重复地下水资源量为0.40亿m3，水资源总量2.63亿m3，水资源量成果见表1。

1.1.2 可利用水资源量

兰州市入境水资源丰富，全市多年平均入境水资源量317.62亿m3，但受国家“87分水指标”和水资源管理“三条红线”指标的限制，大量的过境水资源难以开发利用。水资源对兰州市经济发展和生态环境保护的约束日益凸显，现阶段全市水资源可利用量为18.22亿m3，其中地表水可利用量为16.63亿m3，地下水可开采量1.593亿m3。

1.2 现状水资源开发利用状况

现状年2014年，全市各行业用水量121089万m3，其中城镇居民生活用水7850万m3，一般工业生产用水41163万m3，火电用水3698万m3，建筑业用水9885万m3，服务业用水916万m3，农村生活用水1751万m3，农田灌溉用水48383万m3，林果灌溉用水5280万m3，生态环境用水2165万m3。各用水行业中，农业为主要用水户，占总用水量的44.32%，其次为工业，占总用水量的37.05%。为进一步了解研究区水资源开发利用情况，对研究区内各县区的供用水指标进行分析计算，结果见表2。

表1 兰州市水资源量成果表 单位：万m3

表2 兰州市2014年供用水指标

1.3 水资源开发利用及保护存在的问题

1.3.1水资源短缺问题日益凸显，制约经济社会的发展

兰州市自产水资源总量为2.63亿m3，人均水资源占有量不足全省人均水资源量(1101m3)的1/10及全国人均水资源量(2200m3)的1/20，属水资源极为紧缺的地区。水资源各县区之间分布不均，部分县区缺水严重，水资源供需矛盾日益凸显，水资源问题已成为制约兰州市经济社会发展和生态环境保护的重要瓶颈。

1.3.2水资源配置不尽合理，不能满足经济社会发展的要求

现状兰州市各行业水资源配置不尽合理，用水结构与国民经济发展要求不相适应。农业方面，多数灌区配套设施不全，灌溉技术落后，用水总量偏大；工业方面，重工业比重大，用水定额偏高。

1.3.3 水源类型单一，中水利用率低

现状兰州市主要水源为地表水，供水量占兰州市总供水量的80.7%，现状仅中心城区有中水回用设施，回用率很低，其他县区再生水利用还为空白。

1.3.4 部分河段水环境污染严重

湟水、宛川河局部河段水质较差，现状宛川河全年期水质为劣Ⅴ类，湟水全年期水质为Ⅳ类。

表3 兰州市2020年需水量预测成果表 单位：万m3

2 兰州市需水量预测

本文依据兰州市“十三五”经济发展战略，针对提出的发展目标、布局、规模、结构等采用定额法对各行业需水进行预测，2020年兰州市需水量预测成果见表3。

3 水资源配置方案及供需平衡分析

适应新时期经济发展方式的转变，充分利用兰州市现状水利工程及规划水利工程[8]，坚持水资源可持续利用，合理配置各种水资源，促进经济、社会、环境协调发展。为支撑兰州市“十三五”经济发展战略，兰州市需加大再生水资源利用，部分南北两山绿化和火电厂用水逐步由中水供给，城镇环境绿化、城镇环境卫生和人工湖全部由中水供给，经计算，2020年，中水总供水量12685万m3。

本文根据需水预测成果、水源条件及水利工程供水能力，对2020年兰州市水资源进行配置。2020年兰州市总供水量146746万m3，其中新鲜水供水134061万m3(地表水供水124764万m3，地下水供水9297万m3)，中水供水12685万m3，兰州市各县区可实现供需平衡。供需平衡分析成果见表4。

4 污染物排放量预测及水功能区达标分析

水资源配置格局的调整必然导致排污量的时空变化，本文根据水资源配置成果，预测2020年兰州市污水排放量为17197万t，主要污染物COD排放量为9414t，氨氮为1506t，COD和氨氮排放总量满足兰州市限排总量要求，根据各污水处理厂污水收集范围及排污口位置，将污染物排放量分解到各水功能区，经与各水功能区限制纳污红线指标[9]对比，部分水功能区出现COD和氨氮超标现象。各水功能区污染物排放量与限排量见表5。

表4 兰州市2020年供需平衡表 单位：万m3

5 水功能区达标保障措施

为保障各水功能区达标，本文根据地理位置区划，对污染物排放量超标的水功能区提出了调控措施如下：

(1)将城关区和七里河区向黄河兰州工业、景观用水区排放的污水超标部分调整至黄河兰州排污控制区排放。

(2)将红古区向湟水青甘缓冲区和大通河甘青缓冲区的污水排放超标部分，调整至黄河兰州饮用、工业用水区排放。

(3)将庄浪河天祝、永登饮用、工业、农业、渔业用水区污水排放超标部分调整至大通河红古农业、工业用水区排放。

表5 兰州市2020年各水功能区污染物排放量及限排量对比表

(4)将宛川河榆中工业、农业用水区污水排放超标部分调整至黄河兰州过渡区排放。

6 结语

根据兰州市“十三五”经济发展战略及产业布局，预测2020年兰州市需水量为146746万m3，较现状2014年新增需水量13207万m3，通过加大再生水资源利用，进一步合理配置水资源，兰州市水资源条件可支撑“十三五”经济发展战略的实施，根据水资源配置成果，预测2020年兰州市COD排放量为9414t，氨氮排放量为1506t，总量满足兰州市限排总量要求，但部分水功能区污染物排放超标，为保障各水功能区达标，需对部分水功能区的排污量进行调整。