延安市节水潜力计算与评价分析

霍 磊，马永胜，龙瑞昊，韩彩波

（陕西省水利电力勘测设计研究院,陕西 西安 710001）

0 引言

水是事关国计民生的基础性自然资源和战略性经济资源,是生态环境的控制性要素。面对经济社会飞速发展的新发展阶段,坚持以水定城、以水定地、以水定人、以水定产,把水资源作为最大的刚性约束[1]。因此,在供水受到约束而用水又呈增长的态势下,节水成为缓解区域水资源供需矛盾的有效途径。特别是新时期“节水优先、空间均衡、系统治理、两手发力”的治水思路,把节水放在系统治水的首要位置[2]。针对新发展形势,全社会应大力发展节水产业和技术,大力推进农业节水,实施全社会节水行动建设,坚决抑制不合理用水。对于区域节水规划与节水方案设计,节水潜力计算与分析是其中最为核心内容,并且作为关键环节统筹现状用水水平与未来节水目标[3]。通过各行业或部门节水潜力计算,确定可量化节水阈值,为确定区域节水上限,指导各行业节水措施与重点工程布置具有现实意义,还可为把握与调整区域水资源配置格局提供技术支撑。

1 区域概况

延安市位于黄河流域中部,是经济、生态、革命老区,也是黄河流域生态保护和高质量发展、革命老区振兴等国家重大战略的重要组成部分,能源资源富集、水资源禀赋不足,供需矛盾突出。延安市是资源型缺水、工程型缺水和水质型缺水并存地区,水资源开发利用难度大和水资源短缺已成为全市水情主要特征,供用水矛盾极为突出,水资源承载能力较低。一方面,全市水资源自然禀赋条件较差,水资源总量13.35 亿m3,人均水资源量约为590 m3,约为全省人均水资源量一半,全国人均水资源量的四分之一,是陕西省水资源极度匮乏地区之一。随着全市经济社会发展和陕北能源高端化工基地建设,水资源已成为制约经济社会发展的重要“瓶颈”。加大节水工作力度,将节水工作作为破解延安市水资源利用困境的重要手段,加快推进全市节水型社会建设,缓解延安革命老区水资源供需矛盾,对实现经济社会高质量可持续发展具有重大意义[4]。

2 计算方法

根据水利部节水型社会建设规划编制导则[5],所确定的节水潜力计算主要划分为农业节水、工业节水、城镇节水三个主要行业。各行业相应节水潜力计算公式如下。

2.1 农业节水潜力

基于农田实际灌溉面积,选用现状年亩均灌溉用水量,通过相应现状及规划年灌溉水利用系数折算综合灌溉毛定额,进而测算规划水平年农业节水潜力。农业节水潜力计算公式：

式中：dwn是农田灌溉节水潜力；Ao是实际灌溉面积；Qo是现状年亩均灌溉用水量；ηo和ηt分别是现状、规划年农业灌溉水利用系数。

2.2 工业节水潜力

基于现状年工业增加值水平,采用规划年及现状年万元工业增加值用水量的差值,测算工业领域在规划水平年的节水潜力。工业节水潜力计算公式：

式中：dwn是工业节水潜力；Zo是现状年工业增加值；WZo和WZ1分别是现状年和水平年万元工业增加值取水量,其中WZ1包含了工业内部结构调整的影响。

2.3 城镇生活节水潜力

城镇生活节水潜力主要由供水管网节水潜力和节水器具节水潜力组成。

（1）供水管网节水潜力

通过测算规划年管网漏损率,计算规划水平年和现状年城镇生活供水量差值,进而测算延安市各县区供水管网节水潜力。供水管网节水潜力计算公式：

式中：dwGW是供水管网节水潜力；wGWo是自来水厂的城镇生活用水量；ηo、ηt分别是现状年和规划远期水平年供水管网漏失。

（2）节水器具节水潜力

基于现状年城镇人口,选取规划年及现状年节水器具普及率差值,匡算节水器具节水潜力。采用下式计算节水器具节水潜力：

式中：dwqj是器具节水潜力；R是城镇人口；JZ是采用节水型器具和改变生活习惯的单位节水量（取28L/（d·人））；Pt和Po分别是现状年和规划年节水器具普及率。

3 实例研究

本次计算选取以2020 年和2025 年分别作为现状年和规划水平年。主要围绕农业节水增效、工业节水减排和城镇节水降损等重点行业领域节约用水[6]。通过现状用水水平分析与行业节水潜力测算,分析评价各行业节水潜力及合理确定延安市未来节水工作发展重点。

3.1 现状用水水平

延安市现状年2020 年总用水量为2.70 亿m3,其中：农业用水量较大为1.03 亿m3,占总用水量的38%；其次为工业用水,用水量为0.77 亿m3,占比28%；城镇综合用水量为0.55 亿m3,占比为20%；农村居民生活用水量为0.27 亿m3,占比10%；河道外生态环境用水量较小为0.09 亿m3,仅占总用水量的3%。

统计分析现状年2020 年延安市各县（区）用水量,结果见表1。

表1 现状年延安市各县（区）用水量统计表 单位：万m3

为表明延安市现状用水效率,选取延安市各区县的用水指标与陕北地区、陕西省对比,结果见表2。延安市万元GDP用水量为16.6 m3/万元,综合用水水平高于陕北地区与全省平均水平,主要原因是以能源化工企业为主的延安市工业产业规模化程度高、工业生产用水水平较高；此外,农业灌溉水利用系数为0.566,农业节水灌溉效率虽低于全省平均水平,但仍高于陕北地区农业用水水平,主要由于延安市高效节水推广较早,高效节水灌溉相较于传统灌溉面积占比较大,然而,实际亩均灌溉水量仅为143.4 m3/亩,远低于全省及陕北地区水平,主要由于某些灌区作物灌溉不充分所致；城市供水中城市管网漏损以及节水器具普及率均高于陕北地区水平,由于近年来节水型社会建设不断深入,市民节水意识增强、各类节水器具普及程度较高。

表2 现状年延安市各县（区）用水效率统计表

3.2 节水潜力测算

秉承水资源刚性约束原则,参照延安市水安全保障“十四五”规划中所确定的不同行业规划水平年用水目标,根据各行业节水潜力计算方法,统计分析延安市各县（区）总节水潜力,结果见图1。

图1 延安市各县（区）总节水潜力对比图

由图1可见,延安市各县（区）总节水潜力对比中富县节水潜力最大为329 万m3,主要由于富县农业灌溉面积较大,且农业用水于富县生产、生活用水量中占比大,农业节水产生的节水量更多；与之相反,黄龙县节水潜力最低仅为10.8万m3,一方面,黄龙县灌溉面积较少（不足一万亩）,农业节水潜力低,另一方面,黄龙县工业主要发展绿色太阳能产业,相较于其他县区工业用水水平较高,规划水平年工业节水水平提高有限。

为确定各县（区）节水方向,针对性地开展节水工作,进一步分析各县（区）行业节水结构。由此,绘制各县（区）三大行业节水潜力结构图,见图2。

图2 延安市各县（区）总节水潜力对比图

由图2可见,延安市各县（区）在农业、工业、生活等行业的节水潜力结构各有不同。首先,各县（区）总体呈现出农业潜力占比较大的特点；而各县（区）社会经济发展水平及产业组成有所差异,导致其工业与生活节水潜力差异较为明显,例如,吴起、洛川县工业节水潜力相较于生活节水潜力比重较大,特别是洛川县工业节水潜力甚至超过农业为潜力最大行业；与之相反,子长、黄龙生活节水所占比例大,主要由于两县主要发展太阳能等绿色低耗水产业,工业用水水平高,工业节水潜力较低。

对比分析延安市三大行业节水潜力总量,其中,生活节水潜力为217.5 万m3、工业节水潜力为411.3 万m3、农业节水潜力为1538.8 万m3,农业节水潜力占比高达70.9%,其次分别为工业节水与生活节水,农业节水应定位为未来一个时期延安市节水工作的重点行业。

4 结论与建议

通过对延安市各县（区）不同行业节水潜力与其结构占比分析计算,延安市大部分县（区）农业节水潜力较大。对比分析延安市三大行业节水潜力,农业节水占绝对主导地位,表明新时期农业是延安节水重点行业。因此,作为我省黄河流域高质量发展的重要城市,延安市应主抓农业节水,以农业节水增效为突破,引领延安市节水工作推进,应积极完善主要灌区节水改造、大力推广高效节水灌溉模式、主动调整高耗水作物种植结构；与此同时,工业节水减排、城镇节水减损等也应稳步推进,逐步建立涉及各行业的全社会节水模式,面向水资源刚性约束的新发展阶段,助力延安节水型城市建设。