不同情景下新疆水资源承载力分析研究

古丽菲娅·吾斯曼

(新疆维吾尔自治区水文局水文实验站，新疆 乌鲁木齐 830000)

水资源是人类赖以生存的基本资源，是支撑生态环境系统循环不可缺少的资源[1]。随着经济社会的快速发展和人口的不断增长，人类正以前所未有的速度和规模开发和利用极其有限的水资源[2]，盲目、掠夺性开发利用水资源将危害人类赖以生存的生态环境[3]，水资源问题已经迅速发展为全球性普遍关注问题。新疆地域辽阔，气候干旱，降水稀少，特定的自然地理环境和水资源条件决定了水在新疆社会经济发展、生态建设和环境保护中的极端重要性。如何协调资源、环境、人口、发展之间的关系，已成为新疆目前急需解决的重要问题。

1 区域概况

新疆位于我国西北边陲，地域辽阔，约占国土面积的1/6，处于东经 73°40′～96°18′、北纬 34°25′～48°10′之间。山脉和盆地相间排列，盆地和高山环抱。由于远离海洋，内陆深处，四面环山，形成了典型的温带大陆性气候，表现为气温温差大，气候干燥，日照时间极为充足，降水量少，各地区降水具有明显差异，北疆的降水量要明显高于南疆。

目前新疆现状水资源开发利用率已超出70%，超过了新疆水资源“三条红线”中水资源开发利用控制指标。随着“新丝绸之路”经济带的提出，新疆在新时期获得了新的发展机遇，对水资源的需求呈急剧性增长，主要面临着以下三个方面的问题：(1)水资源配置不合理，农业灌溉面积远远超过水资源承载能力；(2)地下水开采量增加迅猛，致使生态环境趋于恶化；(3)水价偏低，农业用水价格长期偏离成本。

2 研究方法

目前新疆水资源分布不均和短缺已经成为制约其经济社会发展的主要因素，根据近五年用水数据显示，农业用水占 95%左右，利用率却仅为 0.49 左右[4]，新疆的节水潜力巨大。因此，必须使新疆水资源得到合理利用，提高新疆水资源承载力，促进水资源与经济协调发展。

本文根据水资源承载能力的内涵和特点以及决策变量的选取原则，合理调整各决策变量，选取城市生活用水定额、农村生活用水定额、农业灌溉定额、第三产业 GDP 用水量、工业 GDP 变化率、第三产业 GDP 变化率六个变量作为决策变量，设计三种不同方案情景，具体方案如下：

情景一：延续型方案。按照当前惯性发展。

情景二：节水型方案。本文将城市生活用水定额、农村生活用水定额、农业灌溉定额及工业 GDP 用水量逐步减少 20%左右。

情景三：产业结构调整型方案。在节水规划的基础上，合理调整产业结构。新疆农业用水比例达到95%。因此，在未来经济发展中，可以通过适当提高工业GDP变化率和第三产业GDP变化率来实现水资源的合理配置，模拟新疆水资源承载力的变化趋势及改善程度。

三种不同情景的决策变量设置值如表1所示：

表1 三种不同方案的决策变量设置值

各流域水资源承载力的研究内容复杂，影响因数较多，分析牵涉方面较多，诸如社会因素、经济因数、水资源和生态等因素，并且这些因素都是随时间动态变化的变量，各系统因素之间相互联系与影响。

3 不同情景下的需水量分析

3.1 延续型情景下的水资源需求分析

按延续现状来预测新疆各县市2020年和2030年的总需水量，将表1 中延续型方案的各决策变量数值赋予到新疆各县市水资源承载力系统模型后计算机运行，得到延续型方案下新疆各县市 2020 年和 2030 年的总需水量见表2。由表2统计分析可看出，延续型方案下 2020-2030 年间，需水量变化率较大的行政区有和田地区，变化率高达 31.08%；乌鲁木齐和克拉玛依市变化率均在 18.67%左右；塔城地区变化率为 15.37%。延续型方案下全疆用水量的明显增长，由2020 年609.95亿 m3增加到673.84亿 m3，其主要由于经济增长过分依赖资源的粗放型增长模式。

表2 新疆各地市需水量

3.2 节水型情景下的水资源需求分析

节水是提高水资源承载力的重要途径，新疆水资源利用效率较低，水资源利用效率的提高存在着巨大的潜力，在现有的基础上提高生活、农业以及工业的节水能力是十分必要的。考虑到生活、农业和工业节水能力的提高，节水计划是在当前发展的基础上，逐步降低城镇生活用水定额、农村生活用水定额、农业灌溉定额和工业GDP用水量20%左右。计算得到节水方案下新疆各县市 2020 年和2030 年的总需水量见表3。

由表3统计分析可看出，节水型方案下 2020-2030 年间，各地市需水量较延续型方案下有明显的减小，其中喀什地区、阿克苏地区以及伊犁地区等尤为突出，分别由2020年延续型方案下 129.46亿 m3、109.25亿 m3、62.10亿 m3减至109.53亿 m3、93.22亿 m3、50.07亿 m3，节约需水量分别为 19.93亿 m3、16.04亿 m3、12.03亿 m3；由 2030年延续型136.52亿 m3、115.32亿 m3、67.90亿 m3减至115.99亿 m3、98.57亿 m3、53.88亿 m3，节约需水量分别为20.54亿 m3、16.76亿 m3、14.02亿 m3。节水型方案下全疆需水量较延续型方案减少明显，其中2020年减少97.15亿 m3需水量，2030 年减少113.41亿 m3需水量。因此减少农业灌溉定额、生活用水定额以及工业 GDP 用水量可以有效的节约用水量。

表3 新疆各地市需水量

3.3 产业结构调整型情景下的水资源需求分析

表4 新疆各地市需水量

由表3和表4可以看出，产业结构调整下全疆需水量较节水方案有所下降，2020年减少19.08亿 m3需水量，2030年减少22.88亿 m3需水量。各地市需水量较节水型方案下有所减小，但是减小的幅度较小。对于水资源稀缺的且需水量较大的县市来说，依旧不能从根本上解决水资源短缺的问题。

4 结语

本文围绕经济发展及气候变化对新疆水资源承载力的影响问题，模拟三种经济发展情景下未来新疆需水量变化，通过不同情景下供需水情况，对新疆各情景下水资源承载力进行分析，得到人类活动对水资源变化的不同适应产生不同的结果，研究发现：延续型方案下全疆需水量由 2020年609.95亿 m3增加到2030年673.84亿 m3，各地市需水量均显著增加，说明经济增长过分依赖资源的粗放型增长模式；节水型方案下由于农业经济以及人口的增长，致使全疆需水量有小幅上涨，但较延续型方案有所减少，其中2020年减少97.15亿 m3需水量，2030年减少113.41亿 m3需水量；产业结构调整型方案下全疆需水量较节水方案小幅减少，2020年减少19.08亿 m3需水量，2030年减少22.88亿 m3需水量，而各行政区需水量减小的幅度更是微小，对于水资源稀缺的且需水量较大的县市来说，依旧不能解决水资源短缺的问题。当地政府应当基于经济—生态可持续发展为出发点，从管理、配置、调度以及利用等方面提出水资源开发利用的适应性对策，以缓解水资源的紧缺，调动生态经济可持续发展能力。