江苏省“十四五”节约用水潜力探究

孙晓文 陈松峰 何菡丹

(江苏省水资源服务中心，江苏 南京 210029)

党中央、国务院高度重视节约用水工作，特别是国家节水行动方案印发实施后，节水已上升为国家意志和全民行动。节约用水是促进经济社会高质量发展的必然选择，是解决复杂水问题的根本措施。

江苏省地处我国南北气候过渡带，境内地势平坦、江河湖泊密布，素有“水乡”之称，是我国经济发展的排头兵和领头羊，也是一带一路倡议以及长江经济带、长三角一体化、江淮生态大走廊、国家沿海开发战略等国家重大战略核心承载地，在我国经济社会总体布局中居重要地位。“十四五”时期是江苏省提高水资源集约节约利用水平的攻坚期，“高质量发展”“美丽江苏建设”均对全省节约用水工作提出了更高要求。

1 当前节水工作所面临的形势

水资源已经成为制约经济社会发展的主要因素，迫切要求增强水忧患意识、水危机意识，从全面建成小康社会、实现中华民族永续发展的战略高度，重视解决好水安全问题。“十四五”期间，江苏省要树立人口经济与资源环境相均衡的理念，提升水资源集约节约利用水平，为全省经济社会高质量发展提供支撑和保障。

自2019年4月《国家节水行动方案》印发以来，国家发展改革委、水利部、教育部等20个部门按照职责分工，各负其责，联合发力，共同推动全社会节水，全面提升水资源利用效率，形成节水型生产生活方式，保障国家水安全，促进经济社会高质量发展。同年8月，经省政府同意，江苏省水利厅、发展改革委联合在全国率先印发《江苏省节水行动实施方案》，对今后一个时期全省节水工作进行了总体部署，要求必须严格用水总量和强度双控，加强农业节水增效、工业节水减排、城乡节水降损，全面提升水资源利用效率，建设节水防污型社会。“十四五”期间，江苏省要通过实施国家节水行动，促进经济结构和经济发展方式转变，实现经济社会发展与人口、资源、环境相协调。

“十四五”期间，江苏省经济仍将保持高速增长，水资源承载压力依然较大。在此形势下，亟需构建节水新格局，围绕水资源取、用、耗、排、再利用等各个环节，实施全领域、全过程综合节水。

2 用水水平分析

2.1 用水组成

根据2020年《江苏省水资源公报》，江苏省用水总量452.7亿m3(考核口径)。其中，农业用水量266.6亿m3，占用水总量的58.9%；工业用水量117.6亿m3，占用水总量的26.0%；生活用水量63.7亿m3，占用水总量的14.1%；生态用水量4.8亿m3，占用水总量的1.0%。农业用水量中，农田灌溉用水240.3亿m3，林牧渔畜用水量26.3亿m3。工业用水量中，火核电用水量80.0亿m3，一般工业用水量37.6亿m3。生活用水中，城镇公共用水19.4亿m3，居民生活用水量44.3亿m3。2020年江苏省用水结构见图1。

图1 2020年江苏省用水结构

2.2 江苏省用水指标

2020年，江苏省万元地区生产总值用水量44.1m3，万元工业增加值用水量31.1m3。农田灌溉亩均用水量423.1m3，城镇居民生活用水量158.0L/(人·d )，农村居民生活用水量102.6L/(人·d) 。2020年，江苏省万元地区生产总值用水量仍较上海市(25.2m3)、浙江省(25.4m3)偏高；全省万元工业增加值用水量与广东省(20.7m3)、山东省(13.8m3)相比仍有一定差距；城镇居民生活用水量较全国平均值[134L/(人·d)]也偏高。

2.3 江苏省用水指标趋势分析

2015—2020年，江苏省用水总量总体稳定，万元地区生产总值用水量和万元工业增加值用水量逐年下降，农田灌溉水有效利用系数逐年提升。江苏省用水指标趋势分析见表1。

表1 2015—2020年江苏省用水指标趋势分析

由表1可知，江苏省用水效率逐年提高，但和先进水平相比仍有一定差距，“十四五”期间各行业仍有一定的节水潜力待挖掘。

3 江苏省“十四五”节水潜力分析估算

江苏省“十四五”节水潜力按农业节水潜力、工业节水潜力及生活节水潜力进行分析。其中，现状水平年为2020年，规划水平年为2025年。

3.1 农业节水潜力分析

农业节水潜力是指在规划水平年，以现有灌溉农业为基础，通过种植结构调整，并采取一系列工程措施提高农田灌溉水利用系数，采取各种农艺措施减小植物灌溉净定额等最大可能减少的取水量[1]。实际上，不论是通过渠系防渗等工程措施，还是采取先进的灌溉措施或农艺措施，亦或采取调整作物结构等管理措施，均表现为农田亩均实际用水量(灌溉定额)的降低，最终体现为从灌溉取水口可能减少的最大取水量。

利用公式计算相应年份的耕地灌溉亩均用水量：

Q灌t=(Q灌0ηn0)/ηnt

(1)

式中：Q灌t为规划年的耕地灌溉亩均用水量，m3/亩；Q灌0为折算为平水年型的现状年耕地实际灌溉亩均用水量，m3/亩，按照式(2)进行计算；ηn0、ηnt分别为现状年和规划年份农田灌溉水有效利用系数。

Q灌0=KQ′灌0

(2)

式中：Q′灌0为现状年的耕地实际灌溉亩均用水量，m3/亩，以水资源公报发布的数据为准；K为调节系数，按照式(3)计算。

(3)

规划水平年相对于现状年的年度农业节水量按照式(4)计算：

W农节潜=A0(Q灌0-Q灌t)

(4)

式中：W农节潜为规划年的农业节水潜力；A0为现状年农田实际灌溉面积，万亩；其余符号意义同前。

首先收集1997—2020年江苏省降水量与亩均实际灌溉用水量数据(见表2)，计算调节系数K值。

表2 江苏省多年降水数据和亩均灌溉用水量

根据P-Ⅲ曲线计算结果(见图2)，分析江苏省耕地实际灌溉用水量多年平均值与不同水平年下耕地实际灌溉亩均用水量的比值，得到调节系数与降水频率的关系，结果如图3所示，随着降水量的减少，调节系数整体上呈减小趋势。2020年江苏省为丰水年份，降水频率为7%，参照图3，调节系数确定为1.1。

图2 江苏省降水P-Ⅲ曲线

图3 不同频率下调节系数计算结果

江苏省2020年耕地实际灌溉亩均用水量为423m3，2020年和2025年灌溉水有效利用系数分别为0.614和0.625(预估)。折算为平水年型后的2020年和2025年耕地实际灌溉亩均用水量分别为465.3m3和458.6m3。最终计算2025年农业节水潜力为3.81亿m3。

3.2 工业节水潜力分析

工业节水潜力是指因工业用水重复利用率提高而减少的新鲜水取水量和因供水管网改造而减少的输水损失之和[2]。

假定工业用水总量不变，工业节水潜力来自新鲜水取水量的下降，工业节水潜力计算公式为

W工节潜=W工重节潜+W工管节潜

(5)

(6)

W工管节潜=W管0-W管0(1-η0)/(1-ηt)

(7)

式中：W工节潜为工业节水潜力；W工重节潜为由于工业用水重复利用率提高而减少的新鲜水取水量；W工管节潜为因供水管网改造而减少的输水损失；W重0为现状年工业重复利用水量；W重t为规划水平年工业重复利用水量；ξ0为现状水平年工业重复利用水率；ξt为规划水平年工业重复利用水率。

2020年江苏省一般工业用水量为37.6亿m3，其中，取自公共供水管网的工业用水量为19.5亿m3。2020年、2025年工业用水重复利用率分别为90%、93%(预估)，供水管网漏损率分别为9.3%、8%(预估)。计算得工业用水重复利用率节水潜力为1.13亿m3，供水管网节水潜力为0.28亿m3，工业节水潜力为1.41亿m3。

3.3 生活节水潜力分析

生活节水潜力是指规划水平年，以现有城镇供水管网漏损率和节水器具普及率为基础，通过供水管网改造、提高节水器具普及率并采取一系列非工程措施(如提高居民节水意识)，从生活取水口最大可能减少的取水量。

采取综合节水措施后，生活节水潜力主要表现为供水管网漏损率降低和生活节水器具普及率的提高，所以生活区域节水潜力的基本计算公式为[3]

W生活节潜=W管网节潜+W器具节潜

(8)

W管网节潜=Wgw0-Wgw0(1-η0)/(1-ηt)

(9)

(10)

式中：W管网节潜为由于供水管网改造而减少的取水量；W器具节潜为由于节水器具普及率提高而减少的取水量；Wgw0为自来水厂供出的城镇生活用水量；η0、ηt分别是现状年和规划水平年供水管网漏失率；R为城镇人口，人；Jz为每人采用节水型器具的日可节水量(L/d)，取平均值28；P0、Pt分别是现状年和规划年节水器具普及率。

2020年自来水厂供出的城镇生活用水量为54.4亿m3，城镇人口为6226万人，2020年、2025年供水管网漏损率分别为9.3%、8%(预估)，2020年、2025年节水器具普及率分别为98%、99%。最终计算得供水管网节水潜力为0.77亿m3，节水器具节水潜力为0.06万m3，生活总节水潜力为0.83亿m3。

3.4 总节水潜力

经计算，江苏省2025年总节水潜力为6.05亿m3，见表3。

表3 江苏省规划水平年节水潜力计算成果 单位：亿m3

4 建 议

4.1 农业节水对策建议

从江苏省用水结构来看，农业用水占比最大，可挖掘的农业节水潜力也最大。因此，“十四五”期间，应优化农业生产布局，因地制宜推广适应性种植方式，探索种养结合、废弃物资源化利用等生态循环农业模式，发展高效设施农业。开展灌区续建配套和节水化改造，改进地面灌水方法，推广高效节水灌溉，提高灌溉输配水利用率。完善农业灌溉计量工程体系，逐步实现终端计量供水，促进农田灌溉用水效率不断提高。

4.2 工业节水对策建议

工业节水是实施国家节水行动的重要内容，江苏省工业用水水平较先进省份仍有一定差距[4]。因此，“十四五”期间，要促进产业优化布局，严控高耗水行业用水增长，加快淘汰落后高耗水工艺、技术和装备，推动传统产业转型升级。遴选并大力推广工业节水新技术、新工艺和新设备，提高高耗水行业节水技术水平，提高工业用水重复利用率。大力推广工业集聚区水梯级利用，实施工业园区节水改造工程，强化园区用水管理，建设节水型工业园区。

4.3 生活节水对策建议

生活节水贯穿经济社会发展的方方面面。“十四五”期间，要加快开展城镇供水管网改造，降低供水管网漏损率；深入开展公共机构和高耗水服务业节水改造；加快非常规水集蓄利用；深化节水宣传教育，在全社会营造“惜水、节水、爱水、护水”的氛围。