基于生态需水的水资源供需平衡分析

　　摘要:以山东省莱芜市为例,考虑河道内生态需水和河道外生态需水,分析了其水资源供需平衡状况。结果表明: 2005年莱芜市用水量约等于供水量,社会经济用水稳定供应,社会经济系统的发展未因水资源问题而受到影响,水资源总量供需平衡;未来莱芜市水资源需求平衡指数大于1,且有变大趋势,说明其缺水将越来越严重;若加强需水管理,则未来平水年平衡指数小于1,基本能保持水资源供需平衡。

　　关键词: 水资源; 供需平衡; 平衡指数; 生态需水; 莱芜

　　中图分类号: TV213. 4　　文献标识码:A　　doi: 10. 3969 / j. issn. 1000-1379. 2010. 01. 022

　　水资源是人类生存发展必不可少的资源,但水资源供需矛盾日益突出,已经成为世界范围内的战略性问题之一[ 1 - 2 ] 。近年来,我国各级地方政府都在积极酝酿或开展生态城市的建设,而水资源供需平衡分析是规划决策的重要前提[ 3 - 5 ]。

　　过去的水资源供需分析仅仅计算社会经济需水,而不考虑生态需水,影响了生态系统的良性运行,不符合建设生态城市的要求[ 6 ]。水资源供需研究中一个长足的进步是不仅考虑生产生活需水,而且还考虑生态环境需水[7 - 8 ]。面向生态城市的水资源供需必须遵循全面性、统一性、主动性和生态优先的原则[9]。

　　1　基于生态需水的供需平衡分析

　　1. 1　供水系统

　　供水系统包括来自当地的地表水、地下水和其他水源的可利用水。地表水可利用量为地表径流量减去河道内生态需水量与河道难控制利用弃水量,并扣除两者间重复计算量[ 10 ] ;地下水可利用量为可以被开采的地下水,对于地下水已经超采的地区,需减去超采部分的水量;其他可利用水主要是中水回用及跨流域调水。

　　河道内生态需水量是维持河道生态系统稳定必须给河道预留的水量,在计算地表水可供水量时应当被扣除,其计算方法有很多,笔者采用最常用的Tennant法[ 11 ]。

　　1. 2　需水系统

　　需水系统包括生活、生产和生态系统需水。生活系统需水主要指居民生活需水;生产系统需水包括工业与农业生产需水;生态系统需水是为维持生态系统结构稳定及生态功能的正常发挥、保持水体生态功能、保证城市生态建设所需水量。

　　需水系统中的生态系统需水实质上是河道外生态需水,作为水资源需求的一部分与生产、生活需水并列为水资源需求部分。河道外需水主要包括植被系统如草地、防护林与人工园林等所需水量,多采用定额法计算[ 12 ] 。

　　1. 3　水资源供需平衡指数

　　水资源供需平衡指数是某一保证率下需水量与供水量的比值。若平衡指数小于或等于1,则表明水资源供需处于平衡状态;若平衡指数大于1,则表明该区域水资源需求大于供给,处于缺水状态。平衡指数越大,缺水越严重。平衡状态下,应优化供水与需水系统,进行技术经济分析,寻求经济有效的用水与供水方式。失衡状态下,应适当增加供水,大力加强需水管理[ 13 ] ,提高用水效率,保证社会经济良性、可持续发展。

　　2　实　例

　　以山东省莱芜市为例,进行水资源供需平衡分析。

　　2. 1　水资源概况

　　莱芜市位于黄河支流大汶河上游,年降水量约732 mm。

　　该市多年平均地表水资源量为4. 4亿m3 ,地下水资源量为3. 14亿m3 ,重复计算量为1. 73亿m3 ,水资源总量为5. 81亿m3。人均占有水资源量为471 m3。

　　2. 2　结果分析

　　莱芜市河道外生态需水主要包括城镇生态环境美化需水,通过绿地面积与灌溉定额的乘积得到。取河道多年平均流量的10%作为河道内生态需水。

　　参考《莱芜市水资源调查评价》相关数据,得出2005年莱芜市水资源供需平衡状况(如表1) 。2005年莱芜市用水量约等于供水量,社会经济用水稳定供应,社会经济系统的发展未因水资源问题而受到影响,水资源总量供需平衡。

　　表1　2005年莱芜市水资源供需平衡评价　万m3

　　莱芜市外延式发展模式(按当前的供需水趋势外推)和革新发展模式(大力加强需水管理,提高水资源利用效率,适当增加供水)的水资源供需平衡状况预测见表2。

　　表2　基于生态需水的莱芜市水资源供需平衡状况预测

　　莱芜市2005 年平衡指数为0. 99,水资源供需基本平衡。但在外延式发展模式下,在正常来水条件下(即50%保证率) ,未来30年,平衡指数均大于1,且越来越大, 2030年平衡指数将达到1. 69。说明未来莱芜市将面临缺水状况,且缺口越来越大。为满足社会经济的持续健康发展,维系区域的生态与环境安全,莱芜市需大力加强需水管理,提高用水效率,并适当增加供水量。

　　节水发展模式下,大力推行节水生产,减小万元GDP耗水量和农业灌溉定额,并对大中型水库实施除险加固措施,建设小水库,增加地表供水能力。莱芜市未来平水年平衡指数小于1,水资源满足供需平衡;枯水年平衡指数大于1,将出现缺水情况。

　　参考文献:

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　　[ 13 ]　钱正英,陈家琦,冯杰. 从供水管理到需水管理[N ]. 科学时报, 2009 - 2 -23 (A1).

　　作者简介:郑超磊(1984—) ,男,河南许昌人,硕士研究生,主要从事生态需水研究工作。
 

作者：郑超磊 刘苏峡 舒畅 张守红 周建明 彭晓津 侯晓龙 许文萍 王伟