辽宁省水资源承载能力管控体系设计研究与应用

2021-09-29李帅莹

水利规划与设计 2021年9期

李帅莹

( 辽宁省水利水电勘测设计研究院有限责任公司，辽宁沈阳 110000)

辽宁水资源总量为341.79亿m3，人均水资源量769m3，亩均533m3，都只相当于全国人均的1/3，是我国北方严重缺水省份之一。水资源承载力成为水资源紧缺地区制约社会经济发展的“瓶颈”因素。开展区域水资源承载能力管控体系设计，有利于因地制宜对水资源进行高效保护和有效利用，协调水资源与区域经济社会的和谐发展。对区域不同水资源承载能力的科学评价，有利于制定具有可操作以及一定差别化的水资源高效调控措施。水资源承载能力的长期可持续发展需要制定相对应的水资源管控措施。近些年来，国内对于水资源承载能力评价已经取得一定研究成果，但对于水资源承载能力管控措施以及体系研究还未得到较为深入的探讨，为此本文基于辽宁省水资源承载能力的特点，从承载能力和承载负荷管控为2条主线，以水量、水质、生态环境、水流4个维度为要素，并从经济社会和水资源管理方面进行综合分析，提出水资源承载能力管控体系。研究成果对于区域水资源持续利用及保护措施的强化和管理具有重要的指导意义。

1 水资源承载能力管控体系设计

1.1 管控主要目标框架

提升水资源对区域经济社会发展的承载能力是水资源承载调控措施的本质以及核心所在，保持区域水资源对社会经济承载能力的安全度和稳定度，降低水资源承载能力安全风险，具体管控的体系如图1所示。具体到管控当中，应当抓核心要素发力，涵盖量、质、生、流4个维度，沿着上述方向对水资源承载的不同维度影响和管理要素进行提取。一般而言其管控能力主要分为2类，第一类主要对天然状态下的水资源承载容量进行合理化分析并确定其对应管控目标以及相应标准，另一类主要是通过提高其承载能力的途径出发进行分析。而对于承载负荷而言也有2个层面，第一层面主要针对如何合理对其承载负荷进行准确划分，另一层面则是分析对水资源负荷的需求进行经济发展模式的调整。

图1 水资源承载能力管控框架示意图

1.2 管控方案设置

辽宁省水资源承载能力超载的原因既包括天然资源禀赋框架下的资源数量短缺、时空分布不均等可控性比较弱的因素，也包括产业结构布局、用水效率和用水水平、排污量等可以在一定程度开展调控的因素。此外，水资源、水环境、水生态三位一体的管理中还存在观念落后、措施单一、适应性操作性不够强等问题。从水量因素来说，少量分散开采深层承压水是超载的主要因素。其中营口、盘锦由于少量农村基本人饮开采深层承压水导致数据判定为超载，主要是农村地区用水比较分散、地表水供水覆盖范围不够、浅层地下水存在海咸水入侵状况造成，但总量较少，今后可以通过延伸城镇供水管网或者建设专项供水系统等措施，逐步替代深层承压水开采。盘锦市油田地区少量开采深层承压水除基本生活需求以外，还有少量开采工艺用水，今后可通过修建专用供水管网等方式逐步替代深层承压水开采。

结合辽宁省现状承载状况特点，可以考虑以下几种方案。

方案一：逐步降低地下水开采量。在3～5年内通过修建农村相对集中供水管网或延伸距离较近、技术适宜的村镇供水管网，逐步用其它水源替代深层承压水。对于油田地区，除确系开采油田需要以外，逐步替代深层承压水。重点减少盘锦地区深层地下水开采量3500万m3。其他地区，除短期内无法实施农村饮水工程集中供水的区域外，逐步禁采地下水。

方案二：加大污水处理，降低污染物入河量。持续优化产业结构调整，提升全社会重点是工业企业的污水处理水平，制定和实施更为严格的企业污染物排放标准，严格控制COD、氨氮等按照标准排放，到2025年底，重要污染物排放量减少35%。

方案三：大力推进农业和工业节水，加强城市节水。通过大力推进农业节水和高效用水，实施灌区高效节水改造工程，提升农业节水水平，新增灌溉面积一律从节水指标中满足，且适用更高的节水标准，争取到2025年底，农业用水维持在85亿m3水平，力争在2025年水平上降低10%。与产业结构调整与污染物限排相结合，推进工业节水，逐步淘汰节水水平较低的工矿企业，加大循环利用力度，力争在2025年底，工业用水维持在20亿m3上下，在现状用水基础上下降15%～18%。

1.3 管控方案设计

研究3种方案下2025年对应评价单元的承载状况变化情况，水量以地市套为单元，水质以水资源三级区为单元。

方案一：研究2025—2035年盘锦市承载状况趋势变化，盘锦市总用水量在12.7亿～13.1亿m3之间波动，地下水用水量总体处于下降趋势，降幅达40%。考虑盘锦市目前评为严重超载的原因是因为深层承压水开采导致直接判定为严重超载，因此考虑近期对盘锦市重点减少深层地下水开采，争取实现深层承压水零开采。方案一下盘锦市水资源承载能力评价结果见表1。

表1 方案一下盘锦市水资源承载能力评价结果

从分析结果可知，盘锦市地下水开采量评价的承载状况已转变为不超载，但仍因为用水总量达到临界值而评为临界状态，因此在深层承压水实现0开采之后，下一步对盘锦的管控措施，即是针对用水总量进行控制。方案模拟是基于理论上对承载状况进行模拟，据了解，盘锦市深层地下水开采量主要用于油田，是由于工艺需求必须采用深层承压水，因此未来证实在此处深层承压水确实无法置换的情况。

方案二：水质以水资源三级分区进行方案模拟。对目前由于水质要素判定为超载的水资源三级区进行模拟，浑江口以上、沿黄渤海东部诸河，污染物入河排放量在现有数据上减少35%。方案二下水资源三级分区水资源承载能力评价结果见表2。

从表2中可分析出考虑污染物入河限制排污量在2025年以前未进行调整，在入河量减少40%的情况下，浑江口以上从严重超载状态转变为一般超载状态，沿黄渤海东部诸河COD超排程度从超载转变为临界状态。未来考虑在现状基础上进一步减排，有望实现水质不超载的目标。

表2 方案二下水资源三级分区水资源承载能力评价结果

方案三：主要针对用水总量进行控制，在现状基础上对2025年分行业用水进行预测，方案三下的各市生态、生活用水进行模拟分析，分析结果见表3所示。

表3 方案三下各市不同行业用水模拟下的水资源承载能力综合评价结果

通过模拟后进行评价，可以看到，若辽宁省按照方案三对各行业用水量进行管控，可以实现全省各地市用水总量要素不超载。

2 主要管控原则

首先应当注重管理理念的转变，从单一调控水资源，到反向调节经济社会发展模式，从无节制增加承载能力到提升能力同时提升稳定度与保障性，从单一降低需求与负荷到合理化负荷的量值与结构。

注重针对性(针对现状的超载状况和水资源管理中比较突出的问题)、联动性(强调量质生流4个维度的联动管控以及辽宁省各区域之间的联动行为)、效能性(充分结合现有管理体系，并能有效改变超载状况)、实践性(措施具有较好的可操作性)。

以承载能力和承载负荷管控为2条主线，以量质生流2个维度为要素共同作用，从经济社会侧和水资源管理侧进行双向调整，从政府侧和市场侧两手发力，强调统一管理与协同发展。

3 水资源承载力管控措施

3.1 坚持节水优先，保障水资源利用的高效和可持续性

辽宁地区提升水资源承载力的重要途径是通过节水措施进行。因此必须加大节水措施的力度和科学方式，结合区域水资源特点，制定相对应的节水措施，通过对农业、工业以及生活用水方式的管理，提升区域节水潜力，加快区域节水型社会的建设规划。

(1)农业节水

一是提升大中型灌区节水能力。二是积极推广节水高效灌溉的方式，因地制宜科学选取节水灌溉模式，积极推广高效节水灌溉技术，加强用水计量。三是调整种植结构，在部分地区两季改种一季作物，同时大力发展旱作节水农业。四是在地下水严重超采地区退减灌溉面积减少地下水开采量，或实行轮换灌溉，甚至直接改为旱作。五是因地制宜在山丘区及干旱区进行雨水暗蓄工程、土壤增墒、生物节水、保护性耕作等措施。

(2)工业节水

一是按照以水定产要求，促进产业结构调整和合理布，缺水地区禁止引进高耗水、高污染项目，新建项目强制采用先进节水技术。二是强化工业用水定额管理，加大现有企业的节水力度。加强技术改造和技术升级，将耗水量大、工艺性能地的设备逐步进行淘汰。三是对生态洁能工艺进行持续推进，发展生态绿色经济。鼓励企业开展污水深度处理，促进废污水处理循环再利用，提高工业用水重复利用率。四是加大沿海地区工业项目海水直接利用和淡化利用力度，支持海水利用。五是加强企业用水计量与考核。建立完善的计量体系，支持重点工业企业节水工艺更新改造，强化用水考核。

(3)服务业与生活节水

一是提升城市供水管网的输水能力，降低水量损失。二是推行节水型用水器具的强制性标准，统一节水器具技术标准和建立市场准入制度。三是提升城市中水回用的污水处理能力，加大中水对城市绿地以及公共设施的节水力度。四是增加城市雨水回蓄能力和设施，强化雨水资源化利用的程度，增加城市河湖和公共绿地灌溉雨水使用量。五是加强对高尔夫、洗浴、洗车等高用水服务行业的节水管理，限制高耗水服务业过快发展。

3.2 加强河渠联通、多源联动配置

将现有供水网络通过河渠连通工程进行有效连通，加强区域水量调蓄能力，通过水量供水的稳定度和容量提升来强化区域水资源承载能力，提升辽宁地区水资源承载能力的管控措施以及供水保障度。

对地下水进行水量和生态环境的双向综合治理，多种措施并举方式，加大耕地休养保护方式，降低区域地下水利用率，结合河湖生态修复措施，提升两岸区域地下水埋深，逐步恢复到生态适宜水位。

3.3 综合治理地下水、生态双向补偿

应加快实施《辽宁省地下水资源保护条例》《辽宁省禁止提取地下水规定》，多管齐下，因地制宜实施耕地休养生息，开展地下水综合治理，减少地下水开采量，结合河湖水生态修复建设，在重要河流两岸及湿地周边区域，逐步偿还地下水开采量，恢复地下水位到适宜水平。

具体措施包括：一是置换地下水源。实施一批从水源到田间的引、提、蓄、灌等水利工程，重点扶持推广喷灌、微灌等高效节水技术，在地下水超采区实施“一季休耕、一季雨养”的耕作方式，通过跨区域供水、平原小型蓄水、河湖坑塘连通及淡化海水、微咸水利用等多水源利用，逐步置换压减地下水开采量。二是发展高效节水。选择水源有保障、基础条件好的地区因地制宜发展高效节水灌溉，综合运用工艺和农艺方式对地下水灌区进行节水方式的改造和力度强化。提升城市供水管网输水能力，提高工业和城镇生活用水效率，减少地下水开采量。三是调整产业结构。调整现有两季种植井灌区中的部分灌溉面积为耐旱农作物或与当地雨热同期生长的农作物，充分利用自然降水，减少农业利用地下水量。调整工业结构，加快退出高耗水企业。四是压减灌溉面积。在采取水源置换、高效节水、产业结构调整等措施后仍无法解决超采的地区，压减部分灌溉面积，发展旱作雨养农业，或实施休耕。五是回灌涵养保护。建设回灌补源工程，利用河道、蓄滞洪区拦蓄的洪水、涝水以及跨区域供水等相机回补地下水，增加地下水战略储备，加强地下水功能区和山区重要泉域保护。

逐步对辽宁经济发展及生态保护区进行生态修复和补偿措施。重点对辽浑太及大凌河等典型河流进行生态综合治理以及补偿工作，建立流域内从上到下一体化的生态综合治理和补偿体系以及机制。对补偿范围、覆盖区域以及生态功能进行综合确定，对生态补偿进行区域双向推动，引导鼓励上游加大对流域以及涵养水源的生态保护力度；强化水质水量监测，健全评价与考核制度，研究探索实行双向补偿政策，促进流域上下游不同区域协调发展。对实施高效用节水灌溉和退减灌溉面积给予政策补偿。完善跨地市应急备用水源长效合作机制；推进区域水污染防治及水环境保护联动机制建设。

3.4 推动水权的市场化改革和水权流转的力度

水权市场的核心在于其价格，水资源对于经济社会发展影响程度加大，通过价格可以对社会经济发展模型进行调整和优化，从而提升区域水资源承载程度和能力。价格改革应当基于现有市场供求关系、资源稀缺程度以及现有水资源配置格局，并应当能够充分体现管理需求，进一步促进水资源可持续利用，并能形成良性的运行机制。从措施上来说，应当对区域水资源供水价格以及征费标准进行合理化制定，采用超定额累进制度实现城市居民供水的阶梯化水价，加大农业用水价格的综合改革力度。此外，通过水权市场对水、排污等资源进行合理化交易，实现资源和合理优化配置和流转，调整和优化区域水资源开发利用的结构，从而可降低区域水资源承载负荷和提升水资源承载能力。