臨汾市水資源承載力分析

高 波

(山西省臨汾市水利局，山西 臨汾041000)

臨汾市水資源承載力分析

高 波

(山西省臨汾市水利局，山西 臨汾041000)

在現(xiàn)狀分析基礎(chǔ)上，根據(jù)臨汾市社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃，對基準(zhǔn)年(2012年)、規(guī)劃水平年(2020年)、全市各行業(yè)需水量進(jìn)行預(yù)測，對各種水源、供水工程的可供水量進(jìn)行預(yù)測，對基準(zhǔn)年和2020年進(jìn)行了水資源供需平衡分析，計算出供水潛力和社會各行業(yè)缺水量。

水資源;需水量;可供水量;供需平衡;臨汾

1 水資源概況

臨汾市位于山西省中南部，總面積20 294 km2。全市多年平均降雨量537 mm，水資源總量18.9億 m3，人均占有水資源量380 m3，大約是全國平均水平的1/6，不足全世界平均水平的1/20。，臨汾市屬于資源型嚴(yán)重缺水地區(qū)。

臨汾市水資源時空分布不均，時間上6－9月降雨量占全年降雨量的70%，并且多發(fā)生暴雨?？臻g上自東部山區(qū)、中部盆地至西部山區(qū)降雨量依次減少。東部太岳山區(qū)屬于沁河流域，年均降雨量585.7 mm，水資源量2.23億 m3;中部臨汾盆地為汾河流域，年均降雨量537.4 mm，水資源量10.20億 m3;西部呂梁山沿黃(河)支流區(qū)，年均降雨量522.5 mm，水資源量2.79億m3。從上世紀(jì)80年代開始，全市降雨量呈逐年減少趨勢，水資源總量也呈明顯減少趨勢。1980－2000年全市水資源總量比1956－2000年減少了12.9%。

2 水資源開發(fā)利用中存在的問題

全市水資源開發(fā)利用存在以下幾個方面的問題:(1)過境水利用程度低。西山沿黃支流區(qū)地表水相對豐富，因缺乏調(diào)蓄工程，利用率較低。黃河流經(jīng)我市長度達(dá)170 km，國務(wù)院分配我省可用黃河水量43.1億 m3，2012年全省用水量不足10億m3。我市尚未開發(fā)利用。(2)供水結(jié)構(gòu)不合理。由于地表水供水能力不足，過度依賴地下水，造成部分區(qū)域地下水嚴(yán)重超采。臨汾盆地已經(jīng)形成臨汾城區(qū)和侯馬城區(qū)兩個超采區(qū)，總面積211 km2，古堆泉域460 km2也已超采。(3)水質(zhì)污染嚴(yán)重。水質(zhì)污染使大量水資源喪失了可利用功能，全市平川及主要城市附近的河段已全部污染。據(jù)監(jiān)測，全市汾河、澇巨河、洪安澗河等1 083 km評價河長中，Ⅳ類水～劣Ⅴ類水占52.6%。35個水功能區(qū)，達(dá)標(biāo)6個，達(dá)標(biāo)率僅17.1%。(4)水資源利用率有待提高。農(nóng)業(yè)用水占總用水量的70%左右，農(nóng)業(yè)灌溉水利用系數(shù)僅0.45;城市管網(wǎng)漏損率較高，一些城市達(dá)到20%。(5)采煤對水資源影響嚴(yán)重。采煤直接導(dǎo)致含水層破壞和水質(zhì)污染，全市年采煤排水量1 900萬 m3。

3 水資源預(yù)測及平衡分析

3.1 需水量預(yù)測

基準(zhǔn)年為2012年，規(guī)劃水平年為2020年。需水預(yù)測按照用水部門分為城鎮(zhèn)和農(nóng)村生活、第一產(chǎn)業(yè)、第二產(chǎn)業(yè)、第三產(chǎn)業(yè)和生態(tài)用水。在現(xiàn)狀用水項目基礎(chǔ)上，根據(jù)全市社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展“十二五“規(guī)劃，計算節(jié)水條件下各行業(yè)基準(zhǔn)年、2020水平年用水量。

3.1.1 預(yù)測方法

(1)城鎮(zhèn)和農(nóng)村生活。包括城鎮(zhèn)居民和農(nóng)村居民兩類，需水預(yù)測采用定額法。城鎮(zhèn)生活凈定額依據(jù)《山西省用水定額》以及不同縣市區(qū)現(xiàn)狀情況和生活習(xí)慣而定，基準(zhǔn)年生活凈定額范圍為80～90 L/P·d，管網(wǎng)漏失率經(jīng)采取節(jié)水措施后按7% ～11%考慮。2020年生活凈定額范圍為85～95 L/P·d，管網(wǎng)漏失率經(jīng)采取節(jié)水措施后按7% ～8%考慮。

農(nóng)村生活用水定額參照《山西省用水定額》和現(xiàn)狀情況加以確定，不同分區(qū)2012年用水定額50～55 L/P·d，2020水平年農(nóng)村生活定額確定為55～60 L/P·d。

(2)第一產(chǎn)業(yè)。農(nóng)田灌溉需水量采用非充分灌溉定額法進(jìn)行預(yù)測。參考本區(qū)灌溉試驗所取得了灌溉試驗成果，分別提出降雨頻率為50%和95%的灌溉凈定額1 845 m3/hm2、2 715 m3/hm2，以此預(yù)測農(nóng)田灌溉凈需水量，其中P=95%的年份干旱少雨，已超過農(nóng)田灌溉保證率，允許灌溉在一定程度上的破壞，因此按P=75%的凈灌定額計算需水量。農(nóng)業(yè)灌溉水利用系數(shù)按照節(jié)水條件考慮，基準(zhǔn)年為0.49，2020年提高到 0.61。

(3)第二產(chǎn)業(yè)。工業(yè)需水預(yù)測分為高用水工業(yè)、一般工業(yè)和火電力工業(yè)三類用戶分別進(jìn)行，其中電力工業(yè)全部為空冷機(jī)組，需水量計算采用單位裝機(jī)取水定額預(yù)測法，單機(jī)容量在300 MW以上的空冷機(jī)組控制在0.12 m3/s·GW以下;單機(jī)容量在300 MW以下的空冷機(jī)組控制在0.15 m3/s·GW以下。

高用水工業(yè)和一般工業(yè)采用工業(yè)萬元增加值取水量預(yù)測法。萬元工業(yè)增加值用水定額根據(jù)現(xiàn)狀用水水平并參考全國、山西省及省內(nèi)其他市的先進(jìn)用水水平確定，高用水工業(yè)萬元增加值取水量為48.0～24.8 m3/萬元;一般工業(yè)為18.9～9.7 m3/萬元。

(4)第三產(chǎn)業(yè)。第三產(chǎn)業(yè)主要包括商飲業(yè)(商業(yè)、飲食業(yè))和服務(wù)業(yè)(交通運(yùn)輸業(yè)、倉儲業(yè)、郵電通訊、農(nóng)林牧漁、地質(zhì)勘查、水利管理、金融保險、房地產(chǎn)、衛(wèi)生、體育、文藝、科研、國家行政機(jī)關(guān)和社會團(tuán)體以及其他服務(wù)業(yè))，需水量預(yù)測采用從業(yè)人員定額法。2012年取值85～90 L/P·d，2020年取值 90～100 L/P·d。

(5)生態(tài)。分別按河道內(nèi)和河道外生態(tài)需水計算。根據(jù)臨汾市主要河流特點(diǎn)，河道內(nèi)生態(tài)環(huán)境用水主要是維持河床基本形態(tài)，防止河道斷流所需的最小水量，2012年取河道多年平均徑流量10%，2020年取多年平均徑流量的15%～20%。

河道外生態(tài)需水主要是城鎮(zhèn)綠化、環(huán)境衛(wèi)生、城鎮(zhèn)河湖補(bǔ)水等生態(tài)環(huán)境用水。綠化用水定額取值3 000 m3/hm2，環(huán)境衛(wèi)生定額為 1 000 m3/km2·d，河湖補(bǔ)水按1.0 m3/m2·d。

3.1.2 需水量計算結(jié)果

根據(jù)各行業(yè)的現(xiàn)狀規(guī)模，在采取節(jié)水措施的條件下，根據(jù)《山西省用水定額》的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，對各行業(yè)需水量進(jìn)行預(yù)測。根據(jù)計算，基準(zhǔn)年(2012年)特殊干旱年(95%保證率)需水量為102 275萬 m3。根據(jù)“十二五”規(guī)劃，全市將在“十二五”期間將新增灌溉面積2 733 hm2。考慮到新增灌溉面積需水量，在現(xiàn)狀需水規(guī)?；A(chǔ)上，2020年(95%保證率)全市需水量116 877萬 m3。

表1 全市總需水量預(yù)測表 萬m3

3.2 可供水量預(yù)測

3.2.1 預(yù)測方法

可供水量按水源分為地表水、地下水、非傳統(tǒng)水源三大類。計算方法如下:

(1)地表水。按照現(xiàn)狀不同形式和規(guī)模的地表水工程、規(guī)劃各類地表水工程進(jìn)行預(yù)測;以現(xiàn)狀水利供水工程為基礎(chǔ)，充分考慮技術(shù)經(jīng)濟(jì)因素、外區(qū)來水量、水質(zhì)狀況、生態(tài)環(huán)境的影響以及開發(fā)不同水源的有利和不利條件，計算確定現(xiàn)有水利工程加固改造、配套更新后可供水量以及規(guī)劃的水利工程，重點(diǎn)是新建大中型水利工程可供水量。

(2)地下水。巖溶水是臨汾市地表引水工程的主要供水水源，在地表水可供水量中已經(jīng)計入;孔隙和裂隙水與地表水的重復(fù)計算量在地表水可供水量中也已計入，因此地下水開采量中扣除了地下水與地表水中重復(fù)計算量。

(3)非傳統(tǒng)水源。非傳統(tǒng)水源開發(fā)利用主要指參與水資源供需分析的污水處理利用量、雨水集蓄工程供水和煤礦礦坑水利用工程等。

3.2.2 可供水量計算結(jié)果

臨汾市本地水資源先天不足，但臨汾市外來水資源量較大，有黃河、汾河等過境河流，還有郭莊泉、霍泉等跨市巖溶大泉，提供了較多的可利用水資源量。根據(jù)2012年供水工程現(xiàn)狀，全市特殊干旱年份(95%保證率)可供水量89 109萬m3。

為解決水資源短缺問題，提高水資源對經(jīng)濟(jì)社會支撐作用，山西省正在實(shí)施“兩縱十橫”大水網(wǎng)規(guī)劃，通過跨流域調(diào)水工程，增加全省可供水量。臨汾市有其中的兩縱四橫，包括禹門口東擴(kuò)工程、引沁入汾工程、中部引黃工程、古賢水庫引水工程等，其中引沁入汾工程已經(jīng)完成，禹門口東擴(kuò)、中部引黃工程規(guī)劃在“十二五”期間完成。另根據(jù)全市水利發(fā)展“十二五”規(guī)劃，將在沿黃4縣建設(shè)26處提黃工程、全市新建21座小型水庫工程等。這些工程建成后將新增供水量(95%保證率)30 095萬m3，屆時全市95%保證率可供水量將達(dá)到119 204萬m3。

表2 全市總供水量預(yù)測表 萬m3

3.3 水資源供需平衡分析

供需平衡分析的基本原則是:1)優(yōu)先保障城鄉(xiāng)居民生活用水;2)平水年份滿足農(nóng)業(yè)灌溉用水，特殊干旱年份向工業(yè)用水傾斜，盡量保證工業(yè)用水，農(nóng)業(yè)灌溉用水可受到一定影響。由于生活、工業(yè)用水保證率為95%，農(nóng)業(yè)灌溉用水保證率為50%，水平衡計算時，主要考慮95%保證率下供水潛力和缺水量。

根據(jù)以上原則，經(jīng)過計算，在現(xiàn)狀水源工程條件下，全市各水資源分區(qū)仍然缺水，特殊干旱年缺水量13 112萬 m3。中部引黃、禹門口東擴(kuò)等工程建成后，到2020年，在保證現(xiàn)有的城鄉(xiāng)居民生活、第二產(chǎn)業(yè)、第三產(chǎn)業(yè)、生態(tài)用水水平前提下，在增加農(nóng)業(yè)灌溉面積27 333 hm2，全市水資源供需基本平衡，一般干旱年份不缺水;特殊干旱年份全市總體有富余水量2 327萬 m3。但由于各分區(qū)水資源條件不同，水資源供需平衡結(jié)果有一定差異，其中汾河下游區(qū)為全市經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)，2020年以前一般年份可以滿足現(xiàn)狀社會用水，但特殊干旱年份，農(nóng)業(yè)缺水4 994萬 m3。西山沿黃地區(qū)由于中部引黃工程和沿黃提灌工程的建設(shè)，在滿足設(shè)計農(nóng)業(yè)灌溉條件下，工業(yè)用水有較大的開發(fā)利用潛力。

表3 全市分區(qū)供需平衡分析 萬m3

表4 2012年全市分行業(yè)95%保證率供需平衡分析

表5 2020年全市分行業(yè)95%保證率供需平衡分析 萬m3

4 結(jié)語

現(xiàn)狀水源工程條件下，全市缺水量較大，可供水量難以滿足經(jīng)濟(jì)社會對水才需求，特殊干旱年份難以保證農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用水?，F(xiàn)狀供水工程條件下，全市缺水量較大，“十二五”期間山西“大水網(wǎng)”工程(不含古賢水庫)以及規(guī)劃小水庫工程建成后，可以保證“十二五”期間規(guī)劃工業(yè)用水，但經(jīng)濟(jì)最發(fā)達(dá)的汾河下游區(qū)在特殊干旱年份農(nóng)業(yè)灌溉仍然缺水?，F(xiàn)有水源以及“十二五”規(guī)劃水源已經(jīng)達(dá)到優(yōu)化配置后，要解決缺水問題，需要建設(shè)新的跨流域調(diào)水工程。

根據(jù)國家水利部有關(guān)規(guī)劃及山西省“大水網(wǎng)”規(guī)劃，臨汾市是南水北調(diào)西線工程的受益區(qū)，2030年以前將在黃河干流建設(shè)古賢水庫工程，作為南水北調(diào)的調(diào)蓄水庫，總庫容160億 m3。工程建成后，將向晉陜兩省供水2.8億 m3，其中向臨汾市供水1.4億 m3，受益區(qū)為汾河下游區(qū)，屆時將徹底解決臨汾市工農(nóng)業(yè)缺水問題，保障全市經(jīng)濟(jì)社會可持續(xù)發(fā)展。并極大改善臨汾水生態(tài)環(huán)境，推進(jìn)水生態(tài)文明建設(shè)。

［1］范堆相.山西省水資源評價［M］.中國水利水電出版社.2005.7.

［2］王浩.流域初始水權(quán)分配理論與實(shí)踐［M］.中國水利水電出版社.2008.12.

TV211.1

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1004－1184(2014)02－0103－02

2014－01－17

高波(1967－)，男，河北行唐人，高級工程師，主要從事水資源規(guī)劃保護(hù)和研究工作。