陸豐市水資源供需平衡分析

陳開治

（廣東省水利電力勘測設(shè)計研究院有限公司,廣東 廣州 510635）

1 概況

陸豐市是廣東省汕尾市代管縣級市,屬南亞熱帶季風(fēng)氣候,海洋性氣候明顯,主要代表河流為螺河、烏坎河、龍?zhí)逗?。陸豐市全市總面積1687.7 km2,至2020 年常住人口122.16 萬人,根據(jù)《陸豐市城市總體規(guī)劃（2017-2035 年）》,2030 年、2035 年陸豐市常住人口為128.60 萬人、139.27 萬人。陸豐市產(chǎn)水模數(shù)較大,本地多年平均水資源量18.20 億m3,每平方公里年產(chǎn)水量為111.5 萬m3,人均水資源量1473 m3,低于全省人均水平1877 m3。水是制約陸豐市經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要因素[1-2]。

2 需水預(yù)測

2.1 生活需水量預(yù)測

生活需水按城鎮(zhèn)生活和農(nóng)村居民生活需水分類進(jìn)行預(yù)測。根據(jù)近年陸豐市水資源公報數(shù)據(jù),結(jié)合現(xiàn)狀生活用水調(diào)查分析成果,綜合考慮當(dāng)?shù)厣钣盟?xí)慣、收入水平和水價水平,估算基準(zhǔn)年（2020 年）、2025 年、2030 年城鎮(zhèn)生活用水定額為195 L/（人·d）、215 L/（人·d）、195 L/（人·d）；農(nóng)村居民生活用水定額為133.1 L/（人·d）、130 L/（人·d）、130 L/（人·d）。預(yù)測陸豐市2025 年、2030 年全市生活用水量為8496 萬m3、8565 萬m3。陸豐市居民生活需水量預(yù)測見表1。

表1 陸豐市居民生活需水量預(yù)測表 單位：萬m3

2.2 工業(yè)需水量預(yù)測

工業(yè)需水分為一般工業(yè)需水和高耗水工業(yè)需水[3]。一般工業(yè)需水采用萬元增加值用水量法進(jìn)行預(yù)測。陸豐市2020 年萬元工業(yè)增加值用水定額為21.55 m3/萬元,且每年減少30%,故估算2025年、2035年萬元工業(yè)增加值用水定額為15.1 m3/萬元、12.1 m3/萬元,預(yù)測2025 年、2030 年用水量為2966 萬m3、4922 萬m3。

2.3 農(nóng)業(yè)需水量預(yù)測

農(nóng)業(yè)需水包括農(nóng)田灌溉、林果地灌溉、牧草場灌溉、魚塘補水和牲畜用水[4]。農(nóng)田灌溉定額參考《廣東省農(nóng)業(yè)灌溉需水研究》和《廣東省一年三熟灌溉定額》對農(nóng)田灌溉凈定額和水利用系數(shù)的分析成果,分別對廣東省水資源綜合規(guī)劃成果、廣東省水中長期供求規(guī)劃等相關(guān)成果進(jìn)行分析,綜合確定在不同降雨頻率條件下的農(nóng)田灌溉凈定額,成果見表2。

表2 陸豐市不同降雨頻率下農(nóng)田灌溉凈定額 單位：m3/畝

根據(jù)灌溉定額及灌溉面積預(yù)測成果計算農(nóng)業(yè)灌溉需水量, 成果見表3。經(jīng)計算, 在90% 設(shè)計灌溉保證率下,陸豐市2025 年的農(nóng)田灌溉需水量為3.92 億m3,2035 年為3.68 億m3。

表3 陸豐市農(nóng)田灌溉需水量預(yù)測表 單位：萬m3

林果地灌溉需水和魚塘補水定額參考《廣東省用水定額》,按照多年平均進(jìn)行預(yù)測,確定2025 年、2030 年陸豐市林牧漁需水量為1935 萬m3、1824 萬m3。

陸豐市牲畜用水量的逐年變化不大,牲畜用水定額的變化較小,故牲畜用水定額采用《汕尾市水資源綜合規(guī)劃（2020-2035 年）》中的定額52 L/（頭·d）（不分大小牲畜）,畜牧需水量570 萬m3。

根據(jù)預(yù)測的農(nóng)田灌溉、林牧漁、牲畜等需水預(yù)測成果,合計得出陸豐市各規(guī)劃水平年農(nóng)業(yè)需水總量見表4。

表4 陸豐市農(nóng)業(yè)需水量預(yù)測表 單位：萬m3

在正常年份P=50%保證率下,陸豐市2025 年農(nóng)業(yè)需水總量約為2.90 億m3、2035 年為2.73 億m3。農(nóng)業(yè)需水量中,農(nóng)田灌溉需水量占比最大,分別占農(nóng)業(yè)需水總量的91.36%（2025 年）、91.21%（2035 年）。隨著節(jié)水技術(shù)的進(jìn)步和節(jié)水措施的開展,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)需水總體上呈減少趨勢。

2.4 生態(tài)需水量預(yù)測

生態(tài)環(huán)境需水包括河道內(nèi)生態(tài)環(huán)境需水和河道外生態(tài)環(huán)境需水。近幾年來陸豐市河道外生態(tài)環(huán)境需水量為穩(wěn)定,用水量在總用水量比例較小。本次采用變化趨勢法進(jìn)行預(yù)測,參考汕尾市水資源綜合規(guī)劃近年用水量分析成果,預(yù)測2025 年和2035 年河道外生態(tài)環(huán)境需水量年均增長率采用4%和2.5%。經(jīng)計算,陸豐市2025 年和2035 年河道外生態(tài)環(huán)境需水量分別為145 萬m3、185 萬m3。

2.5 總需水量

采用定額法進(jìn)行需水預(yù)測,對生活、工業(yè)、農(nóng)業(yè)和生態(tài)環(huán)境需水分別進(jìn)行測算,計算公式為：

式中：Wc、Wr、Wi、Wa、We分別為城鎮(zhèn)生活需水、農(nóng)村生活需水、工業(yè)需水、農(nóng)業(yè)需水和生態(tài)環(huán)境需水,萬m3。

計算結(jié)果見表5。經(jīng)計算陸豐市生活、工業(yè)、農(nóng)業(yè)和生態(tài)需水量預(yù)測陸豐市平水年（P=50%）總需水量達(dá)到42388 萬m3,到2025 年、2035 年需水量分別為40603 萬m3、40925 萬m3,總需水量表現(xiàn)為先減少后增加,總體上來看,總需水量變化不大。從用水結(jié)構(gòu)來看,農(nóng)業(yè)用水占主導(dǎo)地位,占河道外需水總量的75.34%～66.59%。

表5 陸豐市供水工程現(xiàn)狀供水能力 單位：萬m3

從需水量結(jié)構(gòu)來看,工業(yè)需水量和生活需水量均呈明顯增加趨勢,農(nóng)業(yè)需水量減少趨勢明顯。規(guī)劃水平年通過實施灌區(qū)節(jié)水改造等工程措施,加大渠系水利用系數(shù),大幅減少農(nóng)業(yè)需水量以抵消工業(yè)、生活需水量的增長,總需水量變化見圖1。

圖1 陸豐市河道外總需水量變化圖

3 供水預(yù)測

3.1 供水工程

（1）蓄水工程：陸豐市現(xiàn)有蓄水工程203 座,其中大型水庫1 座,中型水庫5 座,總控制集水面積436.94 km2,占陸豐市總面積25.89%。蓄水工程設(shè)計供水能力為29368 萬m3,現(xiàn)狀實際供水能力24921 萬m3。

（2）引、提水工程：陸豐市現(xiàn)有引水工程346 宗,引水工程總供水能力9971 萬m3。陸豐市現(xiàn)有提水工程31 宗,提水工程總供水能力4628 萬m3。

（3）地下水供水工程：陸豐市現(xiàn)有淺層地下水生產(chǎn)井20506 眼,現(xiàn)狀年實際可供水量4712 萬m3,沒有深層承壓水生產(chǎn)井。

（4）現(xiàn)狀調(diào)水及其他水源供水工程：陸豐市現(xiàn)有甲湖灣火電廠采用海水淡化工程,海水淡化利用量為139 萬m3。至2025 年建成二期后,年海水淡化量為278 萬m3。至2035 年全部機(jī)組建成后,年海水淡化利用量達(dá)到556 萬m3。

3.2 現(xiàn)狀供水能力分析

陸豐市現(xiàn)有蓄、引、提及地下水利用工程設(shè)計供水能力共計4.43 億m3。按供水工程類型分,蓄水工程供水能力最大2.49 億m3,占51.05%。引水、提水工程供水能力為1.46 億m3,占總供水能力的29.91%,地下水供水能力0.47 億m3,占總供水能力的9.65%。陸豐市現(xiàn)狀工程供水能力情況見表5。從表中可以看出,全市水資源開發(fā)利用率為23.58%,水資源開發(fā)利用程度較高。

4 供需平衡分析

供需平衡分析以現(xiàn)狀工程設(shè)計供水規(guī)模為基礎(chǔ),不包括新增水源工程、現(xiàn)有工程的挖潛以及污水處理再利用[4]。考慮到水資源的自然流域?qū)傩院腿∷┧男姓^(qū)實施、管理的實際,水資源配置的來水過程采用自然水系和5 級水資源分區(qū)為單元的長系列逐月天然徑流過程,供水能力按照現(xiàn)狀水資源工程的設(shè)計供水規(guī)模,需水則是各個水平年各縣（市、區(qū)）的逐月各行業(yè)需水過程。用水優(yōu)先保證生態(tài)用水、生活工業(yè)供水,河道外生態(tài)用水在本次供需平衡計算中已扣除。陸豐市生活工業(yè)用水、農(nóng)業(yè)用水供需平衡情況見表6、表7。

表6 陸豐市生活工業(yè)用水供需平衡表

表7 陸豐市農(nóng)業(yè)用水供需平衡表

根據(jù)水資源配置結(jié)果,在現(xiàn)有供水能力下,到規(guī)劃水平年2025年、2035年,隨著經(jīng)濟(jì)生活的發(fā)展,需水總量持續(xù)增加,但由于供水能力保持不變,各地區(qū)缺水總量和缺水率增加明顯。

分行業(yè)看,生活需水量逐步增大,在現(xiàn)狀供水布局的前提下,規(guī)劃水平年工業(yè)生活缺口由403 萬m3增加到1672 萬m3,缺口逐漸增大,保證率降低。而隨著農(nóng)業(yè)節(jié)水改造實施,農(nóng)業(yè)需水從33829 萬m3逐步減少到33200 萬m3。盡管農(nóng)業(yè)需水已經(jīng)減少,但由于水資源有限,在保證工業(yè)生活用水的前提下,工業(yè)生活用水需求快速增長,擠占農(nóng)業(yè)供水水量,導(dǎo)致農(nóng)業(yè)供水缺口從3380 萬m3增加到4197 m3,缺水率攀升至10.08%、12.64%。

分地區(qū)看,龍?zhí)逗拥娜彼孔钚?月保證率最高。烏坎河地區(qū)的缺水量最大,月保證率最低,說明該地區(qū)缺水嚴(yán)重。此外,隨著灌溉面積的增加,烏坎河地區(qū)的農(nóng)業(yè)用水保證率逐年降低,說明烏坎河地區(qū)的缺水問題形勢嚴(yán)峻。

5 結(jié)語

通過分析陸豐市現(xiàn)狀年、2025 年和2030 年供水情況發(fā)現(xiàn),隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展,陸豐市需水量越來越大。由于陸豐市工業(yè)迅猛發(fā)展,農(nóng)業(yè)供水供應(yīng)量受到擠壓,其中以烏坎河地區(qū)的問題尤為突出。因此需提前規(guī)劃供水項目,補充供水渠道,積極推廣農(nóng)業(yè)節(jié)水技術(shù),減少水資源浪費。