绥江流域水资源承载能力分析

林鸿敏

(广东省水文局肇庆水文分局，广东 肇庆 526060)

1 概述

水资源承载能力是指某一区域的水资源在一定社会历史和科学技术发展阶段，在不破坏社会和生态系统时，最大可承载的工业、农业、城市规模和人口的能力，是一个随社会、经济、科学技术发展而变化的综合指标[1]。

绥江是北江的一级支流，地处北江下游右岸，发源于清远市连山县的擒鸦岭。自西北向东南流经怀集、广宁、四会、大旺高新区四个区(县)，在四会市马房汇入北江干流。流域面积为7 184 km2，河长为226 km，境内集雨面积为6 530 km2，河长为197 km，河床平均坡降为0.025%，全流域多年平均径流量为73.64亿m3。绥江属山区性河流，山地约占流域面积的70%，上游在怀集县梁村盆地有一片平地，下游在四会市有平原地区。绥江下游有青岐涌与西江连通，洪水期可经青岐涌流入西江，兼受西、北江洪水顶托影响。

2 水资源状况

2.1 降水量

绥江流域多年平均降水量为1 847.7 mm，2014—2018年年降水量在1 832.9～2 283.1 mm之间，降水量最少为2017年，最多为2016年，相差24.4%；2014年、2017年、2018年与多年均值持平；2015年较多年均值偏多19.6%，2016年偏多23.7%。可以看出近5 a绥江流域除某些年份降水偏多外，其余年份降水量相对稳定(见表1所示)。

表1 绥江流域近5 a(2014—2018年)年平均降水量 mm

2.2 地表水资源量

地表水资源量[2]是指河流、湖泊等地表水体中由当地降水形成可以更新的动态水量，用天然河川径流量[3]即还原后的多年平均天然河川年径流量表示。

绥江流域境内干流有大象(二)、四会(石狗)两个水文站，支流古水河有祝州站。四会水文站为绥江流域出口控制站，流域面积为6 502 km2，约占绥江流域总集水面积的90.6%，适宜选作区域代表站。

绥江流域多年年平均径流量为74.64亿m3，2014—2018年之间，年平均径流量最少为2017年64.71亿m3，最多为2015年84.64亿m3，相差23.5%，2014—2016年比多年均值偏多8.6%～13.7%；2017—2018年比多年均值偏少9.1%～13.1%，可以看出近年来绥江流域年平均径流量与多年平均值相比变化较大(见表2、图1)。

表2 绥江流域近5 a(2014—2018年)年平均径流量亿m3

图1 绥江流域2014—2018年年平均径流量比较示意

2.3 地下水资源量

根据《广东省水资源综合规划技术细则》及水利部水规总院颁发《补充细则》的有关规定，绥江流域属山丘区，根据山丘区地下水资源量丰富且浅层地下水开发利用很少的实际情况，山丘区地下水资源量计算公式简化为：

山丘区地下水资源量=山丘区地下水排泄量=河川基流量。

绥江流域2014—2018年地下水资源量年均值在18.63～24.76亿m3之间，地下水资源量最少为2017年18.63亿m3，最多为2016年24.76亿m3，相差32.9%；2014—2016年比多年均值偏多11.1%～15.1%；2017—2018年比多年均值偏少6.8%～12.8%。可以看出近年来绥江流域地下水资源量与地表水资源量变化趋势基本相同(见表3所示)。

表3 绥江流域近5 a(2014—2018年)地下水资源量亿m3

2.4 水资源总量

绥江流域绝大部分为山丘区，根据《广东省水资源综合规划技术细则》及水利部水规总院颁发《补充细则》的有关规定：

我省可采用下式估算水资源总量：

W总=W河川+W总补-W重复

(1)

式中W总为年水资源总量；W河川为年河川径流量；W总补为年地下水总补给量(或总排泄量)；W重复为年河川径流量和地下水总补给量之间的重复计算量。

在评价分区内地下水评价类型区为单一山丘区时，地下水资源量为多年平均地下水总排泄量，可以近似地用多年平均年河川基流量表示，而河川基流量已全部包含在河川径流量中，所以全部属于重复计算量，即:

W总补=W河基=W重复

(2)

式中W河基为河川基流量。

将(2)式代入(1)式得：

W总=W河川。

可见单一山丘区的评价分区可以用多年平均年河川径流量作为水资源总量。

因此,绥江流域水资源总量=绥江多年平均年河川径流量。

绥江流域多年平均水资源总量为74.46亿m3。

3 需水预测

需水量包括生活、生产、城镇公共和生态需水量4个方面[4]。需水预测以2018年为基准年，采用用水定额预测法进行计算，即对社会经济发展指标和各用户用水定额进行预测[5]，然后进行两者乘积，最后还应进行需水预测结果的综合分析和评价，以期预测结果的合理性和现实可行性。

3.1 社会经济发展指标预测

社会经济发展指标预测包括人口与城镇化预测、工业发展指标预测、农业发展及土地利用指标预测、建筑业发展指标预测、第三产业发展指标预测等。

秸秆生物反应堆试验地点分为两处，一处位于朱林镇红旗圩村申丰乡村大世界的现代蔬菜产业园，另一处位于金坛市直溪镇吕坵村。红旗圩处做了西瓜品种早佳8424、甜瓜品种DFM应用试验，吕坵村做了红香芋品种为脱毒红香芋的应用试验，两处都是钢架大棚。试验均用稻草秸秆为材料，方法采用行内内置式反应堆。供试菌种和疫苗均来自山东天合生物工程技术有限公司生产。

通过分析绥江流域近5 a的社会经济发展指标，结合实际情况合理分析，对2020年及2030年的社会经济发展指标进行预测。

1) 人口与城镇化预测

人口与城镇化预测是需水预测的基础。区域人口发展取决于两方面因素：一是人口自然增长，即人类繁衍的需要，人口数量会在原有基础上有一定的自然增长；二是机械增长，即由于社会和经济等因素而产生迁徙目的地的人口增长。

人口预测计算采用如下公式：

R预测=R基准(1+P)n

(3)

式中R预测为预测水平年的人口数，万人；R基准为采用基准年的人口数，万人；P为人口增长率，%；n为预测水平年和现状水平年间隔年数。

通过统计流域各区(县)近5 a的人口增长率(见图2)，绥江流域各个区(县)人口增长率比较缓慢，2015年之后人口增长率开始呈递减趋势，根据近5 a人口平均自然增长率，选取流域内2019—2030年人口增长率为0.47%，预测结果见表4。根据《肇庆市“十三五”经济社会发展指标体系及其目标值》城镇化率每年递增1.992%，进行绥江流域城镇化率的预测，各行政分区2020年、2030年城镇化率预测结果见表5，其中大旺高新区辖区内只设1个街道办事处，城镇化率达到100%。

图2 绥江流域各个区(县)人口增长率示意

表4 人口预测结果万人

表5 城镇化率预测结果

根据预测结果，2020年绥江流域总人口为190.94万人，其中城镇人口为87.87万人，农村人口为103.07万人，城镇化率为46.0%；到2030年，流域内总人口为200.11万人，其中城镇人口为110.03万人，农村人口为90.07万人，城镇化率为55.0%。

各预测年工业增加值的预测采用模型法，公式如下：

R预测=R基准(1+P)n

(2)

式中R预测为预测水平年的工业增加值数；R基准为采用基准年的工业增加值数；P为工业增加值增长率，%；n为预测水平年和现状水平年间隔年数。

根据《肇庆市“十三五”经济社会发展指标体系及其目标值》，肇庆市“十三五”期间2020年规模以上工业增加值年均增长率为11.5%。绥江流域的年均增长率采用与肇庆市相同的年均增长率。同时，结合《粤港澳大湾区发展规划纲要》，将2020—2030年的年均增长率依然定为11.5%，预测结果如表6所示。

表6 工业增加值预测结果 亿元

3.2 用水需求预测

1) 生活需水预测

生活需水根据需水对象细分为城镇居民生活需水和农村居民生活需水两类。采用人均日用水量方法(定额法)进行预测。以近5 a的人均用水量指标平均值为基准值，结合绥江流域用水总量控制目标和近5 a用水指标的变化趋势，预测2020年和2030年的用水指标目标值，再征求专业部门的意见，综合分析选定用水指标(见表7)。

表7 生活需水定额预测结果 L/d

在人口预测的基础上，根据用水定额可预测出预测年的生活需水量，预测结果见表8所示。

表8 生活需水预测结果 亿m3

2) 生产需水预测

①工业需水预测

根据2014—2018年《肇庆市水资源公报》，大旺高新区每万元工业增加值毛用水量为20 m3，广宁县为55 m3，怀集县为80 m3，四会市为15 m3。可以看出流域内各区(县)的用水效率相差较大，主要原因是各区(县)的工业种类和生产工艺不同，高新区和四会市的高新技术产业比价发达，工艺先进，用水效率高；广宁县和怀集县以造纸业、陶瓷业和矿业为主，用水需求大。通过分析近5 a的万元工业增加值用水指标统计数据，2014年至2018年各个区(县)的万元工业增加值用水指标基本保持稳定，所以2020年各个区(县)的用水指标取近5 a数据的平均值；根据最严格水资源管理制度，确定各个区(县)的用水总量控制目标和工业增长值预测目标，确定各个区(县)2030年的万元工业增加值用水定额指标如表9所示，经计算后确定预测年工业需水结果见表10所示。

表9 工业用水定额预测结果 m3/万元增加值

表10 工业用水预测结果 亿m3

②农业需水预测

农业需水预测包括农田灌溉需水预测、林牧渔畜需水预测。根据《肇庆市水资源综合规划总报告》，肇庆市用水定额以0.8%的速度缓慢增加，由于农业灌溉技术措施所提高的用水效率近期内对肇庆市农业用水节约程度不会很明显，预测时2020年和2030年各行政区根据实际情况以低于现有灌溉定额预测计算。预测到2030年肇庆市全市农田灌溉面积为13.01 hm2，农业灌溉需水总量为12.7亿m3；鱼塘面积4.06 hm2，鱼塘补水3.76亿m3；林果灌溉面积5.4万hm2，林果需水总量0.85亿m3。农业需水预测结果见表11所示。

表11 不同水平年绥江各行政区农业用水需水预测 亿m3

3) 城镇公共和生态环境需水预测

根据《肇庆市水资源公报》2014—2018年绥江流域城镇公共用水和生态环境用水量统计数据，城镇公共用水量和生态环境用水量在总用水量中所占比例很小，且基本保持稳定。根据近5 a城镇公共用水量和生态环境用水量变化趋势并结合实际情况，2020年和2030年预测结果如表12所示。

表12 城镇公共需水和生态环境需水预测结果 亿m3

3.3 总需水分析

根据以上分析，绥江流域2020年的总需水量为10.62亿m3，到2030年的总需水量13.19亿m3，与2018年总用水量8.24亿m3相比分别增加28.9%和60.1%。总用水需求不断增长，其中生活和工业用水需求增长较快，分析成果见表13所示。

表13 2020年、2030年总需水预测 亿m3

4 可供水量

目前肇庆市的城镇生活用水基本上由自来水供给，主要是以江河及其引水渠道或水库为水源，随着村村通自来水的普及，农村生活用水大部分由自来水工程供水，少部分取用井水、山溪、泉水为水源。工业用水中，城镇工业用水由自来水和企业自备供水设施供给，农村工业用水主要由企业自备供水进行解决，企业自备供水的水源直接提取江河地表水，只有小部分是提取地下水。随着经济的发展和城乡居民生活水平的提高，特别是为解决边远地区农村的供水，自来水工程的供水量必须同步增加。通过统计《肇庆市水资源公报》近5 a绥江流域的供水量情况(见图3所示)，同时结合《粤港澳大湾区发展规划纲要》肇庆市相关规划内容，以2018年供水量为基础数据，分析未来流域的供水能力增长情况，预测2020年和2030年可供水量如表14所示。2020年和2030年的供水量数据预测是在2018年的基础上，结合目前正在建设的供水工程和准备建设的供水工程的供水能力，同时，对部分用水量需求较大的地方，参考现有的供水工程，预测需要规划建设的供水工程的供水能力，预测相应年的供水量。

图3 绥江流域2014—2018年供水现状示意

表14 可供水量预测结果亿m3

5 水资源承载能力

根据2014—2018年《中华人民共和国水文年鉴》(北江区)，得出2014—2018年绥江流域供需水量及水资源量情况(见表15所示)。从水源利用分析，绥江流域供水主要以地表水源利用为主，主要通过蓄水工程供水和河道内引提水供水。从供需来看，供水能够满足需水要求，且水资源利用程度[7]较低，利用程度为10.5%～13.5%。水资源开发利用率是指流域或区域用水量占水资源总量的比率，体现的是水资源开发利用的程度。

表15 水资源开发利用程度 亿m3

根据用水预测及供水预测，绥江2020年的需水量为10.62亿m3，可供水量为11.12亿m3；2030年的相应需水量为13.19亿m3，可供水量为13.52亿m3；从水资源量来看，绥江流域水资源比较充足，能满足发展需求，存在一定的富裕度。

6 结语

通过上述分析，可以看出绥江流域的供水水源主要以地表水源为主，供水工程主要有蓄水工程供水和河道内引提水供水。目前该流域的水资源开发利用程度相对偏低。从供需现状看，该流域的水资源总量能够满足本地区的社会发展对水资源的需求。通过对流域辖区内的人口增长、社会经济发展以及城市建设所需的用水总量进行预测，同时对该地区的供水能力建设进行预测，得出绥江流域的供水能力能够满足该地区未来发展所需的用水量。但由于农业用水占的比重最大，供水以地表水为主，降雨的时空分布不均匀使得农业供水风险较高，汛期丰富的水资源量得不到充分利用。

通过用水结构数据可以看出，从2015年起该流域内工业用水量和居民生活用水量呈下降趋势，说明执行最严格水资源管理制度，已经达到严控用水总量，起到节约用水的效果。企业通过生产工艺的改良，提高了用水效率，居民也养成了节约用水的好习惯。

本文分析所得绥江流域的水资源总量情况、流域内的用水总量、需水总量的变化趋势，能够为相关部门制定水资源开发利用方案和执行最严格水资源管理制度提供一定的技术支撑。