区域节水潜力计算方法及河南省节水潜力评估

2021-10-14李佳伟水淼左其亭张洁祥朱大炯

灌溉排水学报 2021年9期

李佳伟，水淼，左其亭, 3，张洁祥，朱大炯

李佳伟1，水淼2，左其亭1, 3*，张洁祥2，朱大炯2

（1.郑州大学水利科学与工程学院，郑州 450001；2.河南省水利勘测设计研究有限公司，郑州 450016；3.郑州市水资源与水环境重点实验室，郑州 450001）

【】明晰节水潜力概念，并改进计算公式。在对节水潜力概念分析整理的基础上，明确了节水潜力在不同行业之间的内涵，进而推导出面向节水来源并考虑水源置换的分行业节水潜力计算公式；在此基础上，依靠河南省规划方案，对河南省规划年节水潜力进行实例研究。河南省2025年综合节水潜力为10.72亿m3，2035年为16.65亿m3，节水潜力较为可观，分别达到现状年用水总量的4.6%和7.1%，分行业节水潜力中农业节水潜力较大。计算结果符合河南省粮食主产区的实际情形，本文推导公式具有系统、精准、深度的特点，对地区推进全程、全产、全民的系统节水工作具有指导意义。

节水潜力；计算方法；河南省；评估

0 引言

【研究意义】水是万物之母、生存之本、文明之源，是国家重要战略资源。与人类密切相关的农业种植、工业生产和居民生活都离不开水资源，面对我国水资源约束促紧的形势，需坚持节水优先，充分挖掘节水潜力，实现水资源节约集约利用。

【研究进展】节水潜力是节约用水研究的主要内容，部分学者针对节水潜力开展了多方位多角度的研究，目前节水潜力的研究成果可归纳为二大方面：一方面，针对节水潜力概念及计算方法研究。例如，罗玉丽等[1]进行了不同尺度节水潜力计算方法研究；顾文权等[2]建立了南方湿润地区流域尺度的节水潜力计算模型；丁志宏等[3]提出了工程型、效率型和结构型3个层次的节水潜力，并在海河流域农业节水潜力评估中进行了应用。另一方面，针对特定区域或作物进行节水潜力计算研究。例如，曹士圯等[4]进行了深圳市分行业节水潜力评估；朱正全等[5]以作物需水量为基础，分析了内蒙古河套灌区农业灌溉资源型节水潜力；Umair等[6]进行了冬小麦在地下滴灌情形下的节水潜力研究；Karimov等[7]对费加纳河谷的节水潜力进行了系统评估。总体来看，目前节水潜力研究主要以概念和应用为主，提出了不同尺度、不同需求下的节水潜力计算方法，重点分析了特定区域或作物的节水潜力。【切入点】根据已有研究及相关规划报告，可见节水潜力概念在不同层次和尺度下存在差异，在区域节水潜力研究中全面考虑3方面节水潜力的研究不足，在生产实践中计算方法不统一，即使同一方法也存在指标解释不统一的情况，导致不同地区节水潜力计算存在较大偏差。

【拟解决的关键问题】基于以上分析，拟结合“节水优先”需求，以推进系统、精准、深度的节水工作为目标，对新形势下的节水潜力概念进行梳理，进而进行节水潜力计算方法及应用研究。首先，结合不同文献、报告中节水潜力定义，明确节水潜力概念；然后，以概念为基础，推导面向节水来源并考虑水源置换的分行业节水潜力计算方法；最后，结合河南省“四水同治”工作，在河南省进行节水潜力计算的实例研究，以规划水平年各行业节水目标为基础，计算河南省分行业节水潜力。

1 节水潜力概念及计算方法

1.1 节水潜力概念

参考《全国水资源综合规划技术大纲》中节水潜力定义，节水潜力以各行业（或作物）通过综合节水措施所能达到的节水指标为参照标准，分析现状用水水平与节水指标的差值，并根据现状发展的实物量指标计算的最大可能节水数量，主要包括农业、工业、城镇生活3部分[8]。结合相关文献、节水型社会建设、各部委节水报告等对分行业节水潜力概念进行分析，并对节水潜力概念着重解释。

1）农业节水潜力：在满足农业发展需求和科技支撑的前提下，通过经济投入、农业节水措施推广、发展高效节水灌溉等手段，减少规划年农田灌溉用水定额，同时提升灌溉水利用系数，以此节约的农业用水量[9]。

此处灌溉用水定额指作物净灌溉定额，可以通过地膜覆盖、膜下滴灌、覆盖保墒等技术减少无效蒸发、无效流失水量来提高。而灌溉水有效利用系数是评价农业灌溉用水效率的综合性指标，可以通过管网优化、渠道衬砌、田间节水灌溉、农艺节水等手段来提高。

“周所长呢，请你再留心一下寄存处的几个人，看看他们还有什么能回忆起来的线索，再注意观察一下寄存处是否有什么可疑的人来存或取行李。”周所长不是他的部下，所以他说话时也就多加了一个请字。

无论采取哪一种央地财政关系模式，就治理角度看，财政体制的权责内洽机制安排是核心。中国财政体制改革的历史，实际就是一个权责不断适配的探索过程。改革开放以前我国实行的是一种高度集权的计划经济体制，在解决短缺经济问题方面非常有效，迅速建立了国民经济体系，优势明显，但是“统收统支”的体制安排，决策责任集中在中央，地方在财政收支方面没有自主权，地方积极性不足，效率就成为当时的主要问题。

本文利用预应力钢丝绳对某座既有后张混凝土空心板梁桥进行了加固，详细介绍了该加固方法的实施步骤，并对加固前后的空心板进行了荷载试验。通过对正常使用状态下的荷载-挠度、裂缝宽度和钢筋应力进行比较，明确了预应力钢丝绳对既有PC桥梁的加固效果。

但是湿式电除尘器运行温度在烟气的露点以下，内部烟气、液体具有强烈的腐蚀性，因此，在选材时必须考虑采用抗腐蚀性能强的材料，以保证湿式电除尘器正常运行和使用寿命。

此处城镇生活节水为大生活节水，包括城镇居民生活、第三产业和建筑业节水。随着生活水平的提高，生活用水定额呈增加趋势，生活用水定额的变化是生活用水正常的需求增加与采取节水措施减少需求共同作用的结果[10]。

3）工业节水潜力：在保障工业发展的前提下，通过优化产业布局，高耗水工业提质改造、提高重复利用率等手段，降低工业定额，以节约工业用水量[11]。

工业节水潜力不仅与现状工业用水水平有关，还与工业产业结构调整、节水技术推广、供水管网漏损和工业用水重复利用率等多种因素有关，是多因素联合作用的结果。由于工业用水重复利用率和工业供水管网漏失率对工业节水潜力影响较大，在实际计算中应重点考虑这2项因素。

1.2 计算方法

本文针对农业和城镇生活节水潜力提出2种计算方法，理想情况下2种方法计算结果应一致，2种方法的主要差别在于所需数据不同。考虑生产实践中部分数据难以获取，可根据实际情况适当选择。针对工业节水潜力提供一种计算方法供参考。

1.2.1 农业节水潜力

农业节水潜力主要表现在灌溉水利用系数的提高和高效节水灌溉面积的增加[12]。0为现状年实际农业灌溉水利用系数，但现状年农业灌溉水利用系数往往由不合理的地下水、地表水配比综合后形成，而规划年则会进行农业供水水源优化，一般会实现地下水压采。考虑现实情形中地下水和地表水特性差异，地下水的灌溉水利用系数远大于地表水。因此在计算农业节水潜力时需对0进行修正，调整为地下水、地表水合理配比情形下的现状年农业灌溉水利用系数。

今年云南省局部地区，在授粉阶段成片发生高温热害，造成缺粒减产，产量可能降低30%-50%。主要原因是开花抽丝期间，当温度高于32-35℃，空气湿度低于30%，田间水量低于70%，雄穗开花的时间会显著缩短。因高温干旱，花粉粒在1-2 h内失水干枯，丧失发芽能力，花丝延期抽出，造成花期不遇；或花丝过早枯萎，严重影响授粉结实，形成秃尖、缺粒，产量降低。如能及时浇水，改善田间小气候，可减轻高温干旱的影响。

式中：农潜为农业节水潜力；0为现状年农田实际灌溉面积；净为现状年作物净灌溉定额；01为合理供水水源情形下的现状年农业灌溉水利用系数；1为规划年农业灌溉水利用系数。

方法二：不对0进行修正，但在公式中考虑水源置换的影响，增加地下水、地表水配比合理转变所节约的水量，即：

选择我院2016年1月—2018年3月期间诊治的烟雾病患者20例作为研究样本，其中男11例，女9例；患者年龄13～51岁，平均年龄（33.2±0.6）岁。患者的临床症状主要表现为运动后疲乏、突发性意识障碍和语言不清、恶心呕吐、发热、头晕以及突然性昏迷等。

工业节水潜力主要表现在万元工业增加值用水量的降低，是考虑产业技术改革、节水技术提高和工业管网漏损率减少等条件下的工业综合节水指标[15]。在工业节水潜力计算中应重点考虑工业用水重复利用率提高和工业供水管网漏失率降低2项。计算式为：

1.2.2 城镇生活节水潜力

城镇生活节水潜力主要表现在城镇供水管网漏失率降低和节水器具普及率提高二方面。基于考虑角度差异，提供2种计算方法。

2）城镇生活节水潜力：在保障城镇居民生活的前提下，通过供水管网改造、节水器具推广、节水宣传等手段，降低供水管网漏损率，提高节水器具普及率，以此节约的生活用水量。

方法一：考虑节水器具普及率增加的节水潜力不易量化，节水器具普及率增加近似认为新增用水户实现节水器具使用。本文引入变量，代表节水器具相比传统器具每人每天的节约水量。根据中华人民共和国城镇建设行业标准（CJ/T164—2014节水型生活用水器具标准）和相关调查研究[13-14]，参考类似地区调查结果，河南省取20 L/（人·d-1）。计算式为：