蘭州市“十三五”水資源配置及水功能區(qū)達標分析

馬宏偉

(甘肅省水利水電勘測設計研究院有限責任公司，甘肅 蘭州 730000)

“十三五”時期，我國經濟發(fā)展進入增速換檔、結構升級和動力轉換的新常態(tài)，經濟社會發(fā)展環(huán)境和形勢將發(fā)生深刻變化[1- 3]。“十三五”時期，也是蘭州市推動經濟社會發(fā)展轉型升級的關鍵階段。目前蘭州市產業(yè)布局不均衡，工業(yè)總量的85%集中在黃河河谷的主城區(qū)，第三產業(yè)的50%以上集中在城關區(qū)，部分產業(yè)園區(qū)產業(yè)集聚水平低、活力不足；一、二、三產內部結構不盡合理，石油化工、有色冶金等傳統(tǒng)產業(yè)比重較高，戰(zhàn)略性新興產業(yè)和高新技術產業(yè)比重低；現(xiàn)代服務業(yè)特別是生產性服務業(yè)發(fā)展滯后；現(xiàn)代農業(yè)規(guī)模小，加工轉化水平低，增值鏈條短[4- 5]。

為推動蘭州市經濟轉型升級及可持續(xù)發(fā)展，市政府確定了立足主城區(qū)產業(yè)基礎和發(fā)展優(yōu)勢，“退二進三”和“出城入園”的經濟發(fā)展戰(zhàn)略[6]。蘭州市產業(yè)布局及產業(yè)結構的變化將引起水資源利用格局的調整，并導致污水排放量的時空變化。本文立足蘭州市“十三五”經濟發(fā)展戰(zhàn)略及產業(yè)發(fā)展布局，預測蘭州市“十三五”期間各行業(yè)需水量，對蘭州市水資源利用方案進行探討，基于水資源配置成果計算污水及污染物排放量，通過與水功能區(qū)限制納污紅線指標對比分析，提出水功能區(qū)達標調控措施，以期為全市水資源合理開發(fā)利用、水資源保護和管理提供依據(jù)。

1 蘭州市水資源及現(xiàn)狀開發(fā)利用狀況

1.1 水資源數(shù)量

1.1.1 自產水資源量

蘭州市水資源分布不均，各縣區(qū)水資源分布差異明顯，在綜合考量水文氣象條件及水資源稟賦的基礎上，分析核算研究區(qū)各縣區(qū)的水資源量[7]。蘭州市降水量為43.67億m3，自產地表水資源量為2.23億m3，與地表水不重復地下水資源量為0.40億m3，水資源總量2.63億m3，水資源量成果見表1。

1.1.2 可利用水資源量

蘭州市入境水資源豐富，全市多年平均入境水資源量317.62億m3，但受國家“87分水指標”和水資源管理“三條紅線”指標的限制，大量的過境水資源難以開發(fā)利用。水資源對蘭州市經濟發(fā)展和生態(tài)環(huán)境保護的約束日益凸顯，現(xiàn)階段全市水資源可利用量為18.22億m3，其中地表水可利用量為16.63億m3，地下水可開采量1.593億m3。

1.2 現(xiàn)狀水資源開發(fā)利用狀況

現(xiàn)狀年2014年，全市各行業(yè)用水量121089萬m3，其中城鎮(zhèn)居民生活用水7850萬m3，一般工業(yè)生產用水41163萬m3，火電用水3698萬m3，建筑業(yè)用水9885萬m3，服務業(yè)用水916萬m3，農村生活用水1751萬m3，農田灌溉用水48383萬m3，林果灌溉用水5280萬m3，生態(tài)環(huán)境用水2165萬m3。各用水行業(yè)中，農業(yè)為主要用水戶，占總用水量的44.32%，其次為工業(yè)，占總用水量的37.05%。為進一步了解研究區(qū)水資源開發(fā)利用情況，對研究區(qū)內各縣區(qū)的供用水指標進行分析計算，結果見表2。

表1 蘭州市水資源量成果表 單位：萬m3

表2 蘭州市2014年供用水指標

1.3 水資源開發(fā)利用及保護存在的問題

1.3.1水資源短缺問題日益凸顯，制約經濟社會的發(fā)展

蘭州市自產水資源總量為2.63億m3，人均水資源占有量不足全省人均水資源量(1101m3)的1/10及全國人均水資源量(2200m3)的1/20，屬水資源極為緊缺的地區(qū)。水資源各縣區(qū)之間分布不均，部分縣區(qū)缺水嚴重，水資源供需矛盾日益凸顯，水資源問題已成為制約蘭州市經濟社會發(fā)展和生態(tài)環(huán)境保護的重要瓶頸。

1.3.2水資源配置不盡合理，不能滿足經濟社會發(fā)展的要求

現(xiàn)狀蘭州市各行業(yè)水資源配置不盡合理，用水結構與國民經濟發(fā)展要求不相適應。農業(yè)方面，多數(shù)灌區(qū)配套設施不全，灌溉技術落后，用水總量偏大；工業(yè)方面，重工業(yè)比重大，用水定額偏高。

1.3.3 水源類型單一，中水利用率低

現(xiàn)狀蘭州市主要水源為地表水，供水量占蘭州市總供水量的80.7%，現(xiàn)狀僅中心城區(qū)有中水回用設施，回用率很低，其他縣區(qū)再生水利用還為空白。

1.3.4 部分河段水環(huán)境污染嚴重

湟水、宛川河局部河段水質較差，現(xiàn)狀宛川河全年期水質為劣Ⅴ類，湟水全年期水質為Ⅳ類。

表3 蘭州市2020年需水量預測成果表 單位：萬m3

2 蘭州市需水量預測

本文依據(jù)蘭州市“十三五”經濟發(fā)展戰(zhàn)略，針對提出的發(fā)展目標、布局、規(guī)模、結構等采用定額法對各行業(yè)需水進行預測，2020年蘭州市需水量預測成果見表3。

3 水資源配置方案及供需平衡分析

適應新時期經濟發(fā)展方式的轉變，充分利用蘭州市現(xiàn)狀水利工程及規(guī)劃水利工程[8]，堅持水資源可持續(xù)利用，合理配置各種水資源，促進經濟、社會、環(huán)境協(xié)調發(fā)展。為支撐蘭州市“十三五”經濟發(fā)展戰(zhàn)略，蘭州市需加大再生水資源利用，部分南北兩山綠化和火電廠用水逐步由中水供給，城鎮(zhèn)環(huán)境綠化、城鎮(zhèn)環(huán)境衛(wèi)生和人工湖全部由中水供給，經計算，2020年，中水總供水量12685萬m3。

本文根據(jù)需水預測成果、水源條件及水利工程供水能力，對2020年蘭州市水資源進行配置。2020年蘭州市總供水量146746萬m3，其中新鮮水供水134061萬m3(地表水供水124764萬m3，地下水供水9297萬m3)，中水供水12685萬m3，蘭州市各縣區(qū)可實現(xiàn)供需平衡。供需平衡分析成果見表4。

4 污染物排放量預測及水功能區(qū)達標分析

水資源配置格局的調整必然導致排污量的時空變化，本文根據(jù)水資源配置成果，預測2020年蘭州市污水排放量為17197萬t，主要污染物COD排放量為9414t，氨氮為1506t，COD和氨氮排放總量滿足蘭州市限排總量要求，根據(jù)各污水處理廠污水收集范圍及排污口位置，將污染物排放量分解到各水功能區(qū)，經與各水功能區(qū)限制納污紅線指標[9]對比，部分水功能區(qū)出現(xiàn)COD和氨氮超標現(xiàn)象。各水功能區(qū)污染物排放量與限排量見表5。

表4 蘭州市2020年供需平衡表 單位：萬m3

5 水功能區(qū)達標保障措施

為保障各水功能區(qū)達標，本文根據(jù)地理位置區(qū)劃，對污染物排放量超標的水功能區(qū)提出了調控措施如下：

(1)將城關區(qū)和七里河區(qū)向黃河蘭州工業(yè)、景觀用水區(qū)排放的污水超標部分調整至黃河蘭州排污控制區(qū)排放。

(2)將紅古區(qū)向湟水青甘緩沖區(qū)和大通河甘青緩沖區(qū)的污水排放超標部分，調整至黃河蘭州飲用、工業(yè)用水區(qū)排放。

(3)將莊浪河天祝、永登飲用、工業(yè)、農業(yè)、漁業(yè)用水區(qū)污水排放超標部分調整至大通河紅古農業(yè)、工業(yè)用水區(qū)排放。

表5 蘭州市2020年各水功能區(qū)污染物排放量及限排量對比表

(4)將宛川河榆中工業(yè)、農業(yè)用水區(qū)污水排放超標部分調整至黃河蘭州過渡區(qū)排放。

6 結語

根據(jù)蘭州市“十三五”經濟發(fā)展戰(zhàn)略及產業(yè)布局，預測2020年蘭州市需水量為146746萬m3，較現(xiàn)狀2014年新增需水量13207萬m3，通過加大再生水資源利用，進一步合理配置水資源，蘭州市水資源條件可支撐“十三五”經濟發(fā)展戰(zhàn)略的實施，根據(jù)水資源配置成果，預測2020年蘭州市COD排放量為9414t，氨氮排放量為1506t，總量滿足蘭州市限排總量要求，但部分水功能區(qū)污染物排放超標，為保障各水功能區(qū)達標，需對部分水功能區(qū)的排污量進行調整。