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基于地表水可用水量的用水总量控制评价指标体系研究
——以唐山市为例

2023-07-16范素平张俊芝杨婷婷

河北水利 2023年6期
关键词:开采量唐山市限值

□范素平 张俊芝 张 文 杨婷婷

2020 年全国水资源管理工作座谈会强调,“坚持以水而定、量水而行,以建立水资源刚性约束制度为主线,在保障基本生态用水的前提下,以可用水量确定经济社会发展的布局、结构和规模”,自此水利系统全面展开了水资源刚性约束制度的研究与建设。

河北省属于水资源缺水省份,2021年亩均水资源量418m3,人均水资源量仅为505m3,供需矛盾十分突出。自2014 年河北省开展地下水超采综合治理项目以来,进一步压减地下水开采量,多措并举,有效减少了地下水超采量,地下水综合治理工作取得了显著成效;但是,河北省资源型缺水的状态仍未能得到根本性的改变,地表水、再生水的开发利用以及压缩地下水开采仍有进一步拓展的空间。为此,研究构建以地表水可用水量为核心指标的用水总量控制评价指标体系十分迫切。

1.研究现状及数据基础

1.1 研究现状

当前研究地表水资源可用水量的公开文献较少,陈卫东等以《常州市可用量核算及优化配置》为题对常州市地表水可用水量进行了核算,刘晓燕以《引汉济渭工程受水区需水与可用水量分析》对引汉济渭工程受水区的可用水量进行了分析。经分析,上述文献提到的地表水可用水量均为传统的地表水可利用量概念。

地表水可利用量具有规划性和前瞻性的特性,属于未来规划水平年地表水的可利用量,难以满足当前工程条件下工农业生产对水源的水量和水质需求,也难以满足建立当前水资源“刚性约束制度”的要求。

文章提到的地表水可用水量是指统筹地表水资源量、入境水量、涉水工程等各因素,在满足基本生态用水基础上,考虑生活、生产和生态环境对水量和水质的要求,可供经济社会利用的水量。地表水可用水量同时具有水量、水质两种特征。

1.2 研究区基本情况

唐山市位于河北省东北部,总面积13472km2,包括迁安市等11 个县级行政区,多年平均降水量644mm,比河北省多年平均降水量521mm 多23.6%,属降水偏多的地区。境内水系为滦河水系、冀东沿海渚河水系和蓟运河水系。

截止2021 年底,全市共有大中小型水库121 座,总库容41.18 亿m3,近年来唐山市加大地表水利用,目前已经形成了以滦河水为核心、以引滦入唐工程为主干、以陡河邱庄两大水库为枢纽、以重点地区供水管线工程为纽带的水资源配置体系。2021 年地表水供水量9.07 亿m3,地 下 水 开 采 量 为10.92 亿m3,整体来看,用水总量呈现减少趋势,形成了地下水供水为主、地表水供水为辅的供水格局。

唐山市多年平均水资源总量为22.13 亿m3,其中地表水资源量为10.78 亿m3,地下水资源总量为13.59亿m3,多年平均地下水可开采量为12.70 亿m3。

唐山市水资源开发利用问题主要是地下水开发利用程度较高,开发利用率达86%,部分地区形成了地下水超采区;而地表水开发利用程度较低仅有37%,与全省地表水利用率的49% 相比,还存在一定的差距,且唐山地区属多雨地区,地表水资源量相对丰沛,地表水开发利用具有较大的潜力;而再生水利用率仅21.4%,距离2025 年45%再生水利用率目标值差距较大。

1.3 数据基础

1.3.1 地表水可用水量分析与计算

依据全国第三次水资源调查评价相关规定,以2001 年—2021 年为现状条件,确定2021 年为现状年,以现状条件下地表水实际用水量为基础,结合系列地表水资源量、水质监测成果,分析计算不同降水保证率条件下的地表水可用水量。

可用水量反映了现状条件下,在满足生态用水的前提下,当前现有水利工程供水能力、上游来水量、本地水资源量、工农业需水量等多种因素综合作用下以及不同降水条件下,满足水质要求的最大用水量。依照优先满足上游山区县级行政区用水量、后满足下游平原区用水量,且水质满足I~V 类水质标准的原则,经计算,枯水年份时唐山市地表水可用水量为7.50 亿m3,其他年份(偏枯年、平水年、偏丰年和丰水年)唐山市地表水可用水量为9.43 亿m3。

从各县级行政区来看,枯水年滦南县可用水量最小,为0.06 亿m3,丰南区可用水量最大,为1.60 亿m3;其他年份滦南县可用水量最小,为0.08 亿m3,丰南区可用水量最大,为2.22 亿m3。

县级行政区地表水可用水量下限值地表水可用水量上限值再生水利用率年增长率(%)1.2唐山市区丰南区曹妃甸区滦南县乐亭县丰润区滦州市迁安市迁西县玉田县遵化市合 计枯水年1.04 1.44 0.99 0.05 0.63 0.20 0.51 0.90 0.39 0.20 0.40 6.75其他年份1.34 2.00 1.45 0.08 0.92 0.20 0.51 0.90 0.39 0.25 0.45 8.49枯水年1.16 1.60 1.10 0.06 0.69 0.22 0.57 1.00 0.44 0.22 0.44 7.50其他年份1.48 2.22 1.62 0.08 1.02 0.22 0.57 1.00 0.44 0.28 0.50 9.43地下水可开采量1.02 0.63 0.09 1.40 1.08 1.63 1.57 1.59 1.03 1.09 1.57 12.70 2023 年用水总量3.89 3.20 2.90 2.76 3.08 1.74 1.57 2.34 0.95 1.79 1.87 26.09

1.3.2 地下水可开采量

地下水可开采量是指在保护生态环境和地下水资源可持续利用的前提下,通过经济合理、技术可行的措施,在近期下垫面条件下,可从含水层中获取的平原区浅层地下水(M≤2g/L)最大水量。据计算,唐山市地下水可开采量为12.70 亿m3,从各县级行政区来看,曹妃甸区可开采量最小,为0.09 亿m3,丰润区最大,为1.63 亿m3。

1.3.3 再生水利用量

根据《唐山市地表水配置利用规划》,唐山市已建成运行的污水处理厂有20 多座,现状年再生水供水量为17.7 万m3/d,再生水开发利用主要是区域内部的回用,多余部分外排,尚未形成较为完整再生水的供水工程体系,资源配置能力较弱。

1.3.4 用水总量

根据《唐山市实行最严格水资源管理制度用水总量控制指标(2021-2025年)的通知》,唐山市各县级行政区用水总量指标中全市用水总量指标为26.09亿m3,其中迁西县最小,为0.95 亿m3,唐山市区最大,为3.89 亿m3。

2.用水总量控制评价指标体系的建立

现行的用水总量控制主要以用水总量、地下水开采量为主要指标,均为控制开发利用上限,为充分利用再生水,提出了再生水利用率指标控制开发利用下限。上述指标体系没有提出地表水开发利用下限指标,水资源优化配置动力不足。

为建立“水资源刚性约束制度”,形成以地表水可用水量为核心指标,包括地表水可用水量、地下水可开采量、再生水利用率、用水总量4 个指标组成的用水总量控制评价指标体系。其中应达到的指标属控制性指标,宜达到的指标属鼓励性指标。

2.1 地表水可用水量指标

设置地表水可用水量的上限值、下限值分别作为地表水可用水量指标的满分值和合格值。地表水可用水量为上限值,根据2001 年—2021 年不同降水条件下的实际地表水用水量统计数据,以地表水可用水量的90%为下限值。评估时,当年可用水量达到或者超过该上限值时,得满分,属鼓励性指标;当达到该下限值时,为合格,属于控制性指标。

2.2 地下水可开采量指标

地下水可开采量指标以地下水实际开采量不超过地下水可开采量为合格,属控制性指标。

2.3 再生水利用率指标

根据《河北省“十四五”节水型社会规划》中的要求,河北省到2025 年应实现再生水利用率达到45%。以现状年2021 年再生水实际利用率为初始值,2025 年再生水利用率45%为目标值,按照逐年递增的方式计算再生水利用率年增长率。再生水利用率年增长率超过1.2%为合格,属于鼓励性指标。

2.4 用水总量指标

唐山市各县级行政区用水总量不超过当年用水总量指标为合格,属控制性指标。

2.5 综合评估

综合评估分为优秀、合格、不合格3 个等次。综合地表水可用水量、地下水可开采量、再生水利用率、用水总量4 个指标开展用水总量指标评估,上述4 个指标均为合格且地表水可用水量为满分,用水总量控制综合评估为优秀;地表水可用水量、地下水可开采量、用水总量3 个指标均为合格,用水总量控制综合评估为合格;地表水可用水量、地下水可开采量、用水总量单个指标均为不合格,用水总量控制综合评估为不合格。

按照“优先利用地表水、充分利用再生水、限制利用地下水”的要求,在水资源精细管理中,在保证基本生态用水的基础上,以增加地表水、再生水利用,限制开采地下水为主要手段,压减的地下水水量主要由地表水承担,少量根据工程等条件由再生水承担。唐山市各县级行政区用水总量控制评价指标体系见表1。

3.结论与建议

依据地表水可用水量的概念,本文在2001 年—2021 年现状条件下以唐山市为例,分析计算了唐山市各县级行政区地表水可用水量的上限值与下限值,其中,枯水年份的上限值为7.50 亿m3,其他年份的上限值为9.43 亿m3,枯水年的下限值为6.75 亿m3,其他年份的下限值为8.49 亿m3。结合地下水可开采量、再生水利用率、用水总量指标,建立了以地表水可用水量为核心的用水总量控制评价指标体系,细化了原有的用水总量控制机制,提出了新的综合评估标准,鼓励利用地表水,促进了县级行政区水资源优化配置,为建立水资源刚性约束制度提供了技术支撑,其计算方法也适用于北方其他地区,为拓展应用提供了坚实的基础。

鉴于本计算方法基于现状水利工程现状条件,指标具有动态性的特征,应根据当地水利工程建设的进展,适时进行调整和完善。□

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