桦川县水资源供需平衡预测分析

李治军 侯 岳 景安琳

(黑龙江大学水利电力学院，黑龙江 哈尔滨 150000)

桦川县位于黑龙江省东部，三江平原腹地，隶属于佳木斯市。东邻富锦市，西接佳木斯市，南与桦南县、集贤县接壤，北临松花江，区域狭长呈L形。桦川县行政区划分为9个乡镇及江川农场、宝山农场，全县行政区总面积2268km2。桦川县为佳木斯市的粮食主产区。近年来，随着农田灌溉面积的增加，该县水资源开采量逐年增加。2019年，桦川县地下水开采量已达4.46亿m3，严重超过全县2020年地下水开发利用控制指标2.47亿m3和2030年地下水开发利用控制指标2.06亿m3，属严重超载地区。

本研究对桦川县现状产业结构、各行业用水水平进行分析，在充分考虑桦川县地下水资源量、补给量、可利用量及桦川县经济社会发展规划的基础上，特别考虑了农业种植结构调整，确立2020年为现状年，2025年为近期规划水平年，2030年为远期规划水平年，分别对区内水资源的需求量和可供水量进行预测分析，并在此基础上提出水资源的开发利用建议。

1 水资源概况

桦川县境内河流主要有“一江三河”，“一江”是指松花江，属过境河流；“三河”指玲珰麦河、安邦河和丰收沟，都是境内松花江干流的小支流。根据《黑龙江省水资源综合规划报告》中多年平均径流深等值线图，采用等值线法可知多年平均径流深为106.00mm。根据黑龙江省水资源综合规划的地下水资源计算成果，平原区地下水可开采量为2.04亿m3。区域内多年平均地表水资源量为2.38亿m3，多年平均地下水资源量为2.26亿m3，扣除两者之间的重复计算量0.77亿m3，分析区内多年平均水资源总量为3.87亿m3。2020年，桦川县总供水量6.61亿m3，其中地表水供水2.14亿m3，占总供水量的32.3%；地下水供水4.47亿m3，占总供水量的67.6%。扣除使用的过境水量后，桦川县地表水资源开发利用率5.4%，地下水开采率219%，地下水严重超采。

2 供用水现状分析

根据《黑龙江省水利统计年鉴(2020)》，桦川县2020年共有机电井13768眼，其中规模以上10016眼，规模以下3752眼，取水主要用于生产和生活。根据桦川县2016—2020年水资源利用统计数据可知，该县地下水年平均实际开采量52080.81万m3，全部为浅层地下水。近5年平均用水量中，农田灌溉占总用水量的97.7%，林牧渔畜用水占0.89%，工业用水占0.23%，城镇公共用水占0.21%，居民生活用水占1.06%，生态环境用水占0.05%。根据全国第三次水资源调查评价结果，除去已划走的“二九一农场”后，桦川县多年平均地下水可开采量为22186.75万m3、2019年实际开采量为44594.96万m3，实际开采量大于可开采量；桦川县2019年用水总量6.59亿m3，其中地表水用水量2.14亿m3，地下水用水量4.45亿m3，超2020年用水总量3.56亿m3，地下水用水量2.79亿m3。现状年总用水量及地下水用水量均超过2020年“三条红线”控制指标，桦川县水资源总体处于超载状态。

3 需水预测

根据《桦川县国民经济和社会发展第十三个五年规划纲要》、统计年鉴及产业特点，本文对相关指标进行预测。工业增加值按年均增长率9%预测，工业用水重复率由现状60%提高至65%，人口年平均增长率按4‰预测，不发展新的水田井灌面积，牲畜数量保持不变。桦川县规划水平年经济指标预测见表1。

表1 桦川县规划水平年经济指标预测

水田井灌亩均用量根据黑龙江省地方标准《用水定额》(DB23/T 727—2021)预测，桦川县位于水田灌溉分区中的Ⅱ-2-3区，多年平均情况下水田灌溉净定额取370m3/亩，先进值为335m3/亩；75%保证率情况下水田灌溉净定额取400m3/亩，先进值为370m3/亩。本次灌溉水利用系数取0.85，考虑到届时将全面推进水田控制灌溉技术，故净灌溉用水定额指标采用先进值。据此计算，规划水平年多年平均水田毛灌溉用水定额为390m3/亩，75%保证率情况下水田毛灌溉用水定额为435m3/亩。

人均生活用水指标根据《室外给水设计标准》(GB 50013—2018)预测，桦川县位于二区，人口不满50万，属中小城市，综合人均生活用水定额范围为70～150L/d，本次预测城镇人均生活用水指标用110L/d，农村生活用水指标采用现状年用水指标。牲畜用水指标同样采用现状年用水指标。

单位工业增加值用水量采用式(1)进行计算，求得规划水平年需水定额为22.58m3/万元，规划年用水指标详见表2。根据规划年社会经济指标预测与用水指标规定，采用定额法计算规划年各用水部门需水量。

表2 桦川县规划年用水指标

(1)

式中：Q1、Q2为万元工业增加值需水定额，m3；α为综合影响因子(包括科技进步、产品结构等因素)，取0.025；n为年份长度；η1、η2为工业用水重复利用率，η1取60%，η2取65%。

从近年来《佳木斯水资源公报》生态环境用水量的数据分析，与同类地区生态用水标准进行比较后，根据桦川县内生态发展规划对生态需水量进行预测，预计2025年桦川县生态需水量为31.2万m3，2030年生态需水量为71.2万m3。

根据规划年的发展指标和需水定额，依据《室外给水设计标准》(GB 50013—2018)，管网漏损水量取城镇居民综合用水、工业企业用水及城镇绿地道路用水之和的10%计算；未预见水量取城镇综合生活用水、工业企业用水、城镇绿地道路用水和管网漏损水量之和的8%～12%。在考虑不同设计灌溉保证率情况下，分别预测规划水平年各业需水量。

4 水资源供需分析

4.1 可供水量分析

根据《佳木斯市用水总量控制方案》和中共黑龙江省委办公厅黑龙江省人民政府办公厅《关于加强地下水管理和保护工作的意见》要求，结合佳木斯市分配给桦川县用水总量、地表水和地下水用量指标，确定规划水平年2025年、2030年桦川县水资源可利用量分别为3.56亿m3和3.34亿m3，其中最大可利用地表水量均为1.28亿m3，浅层地下水开采量分别为2.22亿m3和2.06亿m3，地下水开发利用指标分为别2.01亿m3和1.89亿m3。

4.2 供需平衡分析

4.2.1 一次供需平衡分析

根据桦川县近远期规划水平年的各行业需水量，并结合最大可利用地表水量、地下水控制指标进行供需平衡，桦川县2025年、2030年水资源供需平衡分析结果见表3。

表3 不同水平年一次供需平衡分析和结果 单位：万m3

由表3可知，按地下水管控指标计算，2025年保证率由50%变为75%，全县缺水总量增加了4074.62m3，缺水率分别为18%和26%；2030年保证率由50%变为75%，全县缺水总量增加了3879.08m3，缺水率分别为0.04%和14.00%。

4.2.1 二次供需平衡分析

二次供需平衡分析是在一次平衡的基础上，降低用水定额，从而得到节水方案；供水侧根据桦川县水源工程现状和水源规划，到2025年，新增地表水水源工程悦来灌区、新城灌区、新河宫灌区，兼顾改善桦川县供水、农田灌溉用水和环境用水。由表4可知，桦川县2025年、2030年不同保证率下的缺水程度均有所缓解，按地下水管控指标计算，2025年50%、75%保证率下缺水率分别从18%和26%下降至0.07%和19.00%；2030年在50%保证率情况下，由一次平衡的缺水状态变为余水状态，余水量达2755.95万m3，2030年75%保证率下，缺水率从14.00%下降至0.03%。

表4 不同水平年二次供需平衡结果 单位：万m3

二次供需平衡分析结果表明：根据远期规划，桦川县将推进灌区节水改造工程建设，推广管灌、滴灌等节水灌溉模式，推进三江连通等引调水和重点水源工程、大中型灌区续建配套工程等开源节流措施的实行，以上措施虽有效地缓解了缺水问题，但桦川县仍面临着提高用水效率、抑制农业用水需求和加大非常规水源利用等一系列的挑战。

5 结 语

本文根据社会经济指标及生产生活用水指标，结合桦川县水资源现状，地区水资源管控和相关政府政策文件，以2020年为现状年，对规划年2025年、2030年的需水量和地表可供水量进行预测，并从用水管控的角度出发，对地区水资源供需两端做深入计算，主要结论如下：

a.从本研究的预测结果来看，桦川县供水仍处于紧缺状态，在两次供需平衡分析中，仅在第二次分析中，保证率为50%的情况下，2030年可供水量大于需水量，盈余2755.95万m3，其余情况下均为缺水状态，最大缺水量达11068.15万m3。

b.结合地区水源工程规划和节水方案设想，在第一次供需平衡分析的基础上，进行二次供需平衡分析，结果显示各水平年水资源失衡状态有所缓解，供需水量差值减小，缺水率进一步下降。

为此，桦川县应积极落实综合节水措施，落实“三条红线”用水指标，推广抗旱作物种植，采用滴灌等节水措施，开源节流，加快推进地表水利工程建设，坚持节水优先，供需两侧共同发力。