陜西省關中地區水資源開發利用現狀及節水潛力分析

黨 輝，劉 剛，馬清瑞，曹林順

（陜西省引漢濟渭工程建設有限公司，陜西 西安 710010）

關中地區位于陜西省中部，是國家關—天經濟帶的中心，也是陜西省工業集中區和糧食主產區。隨著區內經濟的高速發展，人口的急劇增加，對水資源的過渡開發，引起了一系列的生態環境問題，嚴重制約著區域社會經濟和環境的可持續發展。本文針對水資源開發利用現狀進行調查分析，對節水潛力和途徑進行計算和探析。

1 概況

關中地區位于陜西省中部，包括西安、寶雞、咸陽、渭南、銅川、楊凌五市一區，總面積55623 km2，地形總體上南北高、中部低，西高東低，為一個由西向東的地塹式構造盆地，渭河自西向東穿過盆地中部，兩側是經黃土沉積和渭河干支流沖積而成的“關中平原”，屬典型的大陸性季風氣候，暖溫帶半濕潤氣候區。冬季寒冷干燥；春季氣溫不穩，降雨較少；夏季炎熱多暴雨，常出現伏旱；秋季涼爽較濕潤，時有連陰雨[1～3]。渭河兩岸依次分布的地貌類型是河漫灘～階地～黃土臺塬～山前沖洪積扇～山地。截止2015年末，關中地區總人口2375萬人，其中城鎮人口1359萬人，城市化率57.22%；生產總值11573億元，占全省63.69%，人均GDP4.87萬元；工業增加值4145億元，第三產業增加值5188億元。總耕地2512萬畝，占全省51.8%；有效灌溉面積1333萬畝，占全省71.85%。

2 水資源及開發利用現狀

2.1 水資源量

2015年關中地區水資源總量為66.08億m3，其中地表水為51.05億m3，地下水為41.74億m3，地表水和地下水兩者的重復計算量為26.71億m3。水資源總量比2014年的53.25億m3，減少了0.93億m3，產水系數為0.19，產水模數為11.94萬m3/km2。詳見表1。

表1 2015年關中地區水資源量統計表

2.2 開發利用現狀

截至2015年底，關中地區已建成水庫414座，總庫容21.54億m3，興利庫容12.93億m3；其中大型水庫4座、中型水庫23座、小型水庫387座；引水工程1138處，設計年供水能力20.17億m3，其中寶雞峽、涇惠渠和洛惠渠三大引水工程，擔負著渭北500余萬畝農田的灌溉任務[1]；提水工程5872處，其中交口抽渭、東雷抽黃和港口抽黃三大抽水工程擔負著關中東部280萬畝農田灌溉任務；配套機電井約有12.40萬眼，設計年供水能力26.58億m3。已建成污水處理廠約50座，污水處理能力300萬t/d，中水處理規模80萬t/d。集雨工程42.5萬座，總容積約 4190 萬 m3。

2.3 供水及用水現狀

2015年關中地區總供水量為54.18億m3，比2014年增加了0.93億m3，其中地表水供水量為26.81億m3，占總供水量的49.48%，地下水供水量為25.68億m3，占總供水量的47.39%，見表2。供水主要用于農田灌溉、林牧漁畜、工業、城鎮公共、居民生活和生態環境用水等6方面，其中農田灌溉用水26.12億m3，用水最多，其次為工業用水9.42億m3，居民生活用水8.91億m3。剩余的林牧漁畜、城鎮公共、生態環境用水合計9.73億m3，占總用水量的17.96%。

表2 2015年關中地區供水量統計表 單位:億m3

表3 關中地區2015年用水情況統計表 單位:億m3

3 節水潛力分析

關中地區所在渭河流域內人口眾多、工農業生產發達，水資源開發利用程度高。根據陜西省水資源公報，關中地區各地市多年平均總用水量占關中地區水資源總量的70%，超過國際公認的河流過度開發的預警線40%，由于長期過度開發利用水資源，產生了一系列的環境問題，制約著關中地區社會、經濟、環境的可持續發展[4]。為了解決關中地區的缺水的事實，國家、地方各級都規劃建設了一系列重大的水資源配置工程，如正在建設的引漢濟渭、已建成投入運行的引紅濟石、引湑濟黑、引乾濟石等調水工程，至2025年外調水可達16.9億m3，極大地緩解關中地區水資源短缺，但仍存在7.27億m3的用水缺口。根據習總書記“節水優先、空間均衡、系統治理、兩手發力”的治水思路，關中地區各行各業節約用水顯得異常重要。由表3可知，關中地區的農田灌溉用水，工業、城鎮公共和居民生活用水合計46.53億m3，占總用水量的85.86%。因此，對農田灌溉、工業、城鎮公共和居民生活等方面的節水潛力進行分析挖掘是關中地區節水的關鍵。

3.1 農田灌溉節水潛力分析

農田灌溉節水主要考慮灌溉水利用系數提高因素，農業節水潛力計算公式如下:

其中:W1為農業節水潛力，萬m3；Ai0為現狀水平年第i種作物的有效面積，萬畝；Qi0為現狀水平年第i種作物的凈灌溉需水定額，m3/畝；μ0為現狀水平年灌溉水利用系數；μt為規劃水平年灌溉水利用系數。

2015年關中地區農田有效灌溉面積約1333萬畝，節水灌溉面積約1043萬畝，占有效灌溉面積的70%，高效節水面積約419萬畝，占有效灌溉面積的28%，灌溉水利用系數為0.592。根據《陜西省實行最嚴格水資源管理制度考核辦法》以及各市的水資源消耗量的要求，規劃2025年節灌率達到85%，高效節水灌溉面積達到592萬畝，平均灌溉水利用系數達到0.61。經計算，2025年農田灌溉可節水1.27億m3。

3.2 工業節水

工業節水潛力測算考慮工業產品結構調整優化、節水技術改造、降低需水定額等條件下的綜合節水潛力，涵蓋了工程節水、工藝節水和管理節水，計算公式如下:

式中:W2為工業節水潛力，萬m3；Z0為現狀水平年工業增加值，億元；Q0為現狀水平年萬元工業增加值用水量，m3/萬元；Qt為規劃水平年萬元工業增加值用水量，m3/萬元。

經調查，2015年關中地區工業用水重復利用率平均為77%，萬元工業增加值用水量平均為29.7 m3/萬元。根據陜西省最嚴格水資源管理制度要求和“十三五”節水型社會建設規劃要求，2025年關中地區萬元工業增加值用水量相比2015年降幅達到18%，萬元工業增加值用水定額控制在24 m3/萬元。經計算工業用水年節水潛力2.14億m3。

3.3 城鎮生活節水

城鎮生活節水潛力測算主要考慮降低管網漏損率。管網漏損率降低帶來的節水潛力計算公式如下:

式中:W3為管網漏損率降低節水潛力，萬m3；W0為現狀水平年自來水廠供出的城鎮居民生活用水量，萬m3；η0為現狀水平年供水管網漏損率，%；ηt為規劃水平年供水管網漏損率，%。

根據關中地區相關資料以及相關縣城供水水廠的實際調查，關中地區現狀城市供水管網漏損率在8%～15%，平均12%。至規劃2025年，城鎮供水管網漏損率控制在10%以內。經計算，2025年城鎮居民生活節水潛力在1578萬m3。

3.4 城鎮公共用水節水

城鎮公共潛力節水主要為提高城市的污水處理回用率，以替代城鎮公共（如景觀、綠化、市政雜用等對水質較低）用水的從自然環境的取水量，從而達到節水的目的。提高城市的污水處理回用率帶來的節水潛力計算公式如下:

式中:W4為城鎮公共用水節水潛力，萬m3；W污為現狀水平年工業增加值；η現為現狀污水處理廠再生水回用率；η規為規劃污水處理廠再生水回用率。

經調查，2015年關中地區的污水排放量9.3億m3、污水處理廠再生水回用率15%。2020年關中、陜北的再生水回用率達到20%。假設2025年關中地區的污水排放量仍為9.3億m3，再生水回用率為20%，經計算，2025年城鎮公共用水的節水潛力達 5400 萬 m3。

4 結論及建議

4.1 結論

由上述分析可看出，關中地區農田灌溉用水，工業、城鎮公共和居民生活用水合計46.53億m3，占總用水量的85.86%。通過提高灌溉系數、工業用水的重復利用率和污水的再生水的利用率，降低城市管網漏損率，農田灌溉、工業、城鎮公共、居民生活方面規劃年可實現節水4.11億m3，占規劃年（2025年）總缺水量的17%，存在較大節水空間和節水潛力，其中農業和工業節水潛力巨大（3.41億m3）。因此，節水工作對緩解關中地區水資源短缺的局面作用十分重要。

4.2 建議

關中地區是陜西省社會經濟發展的引擎，發展的好與壞、快與慢直接影響著陜西和關—天經濟帶的發展。為了有效解決關中地區的水資源短缺，以及由于水資源的過渡開發而引起的地下水嚴重超采、水污染防治形勢嚴峻、水生態環境嚴重惡化等一系列的環境問題，促進關中地區社會經濟和環境的可持續發展，有以下幾點建議:

（1）實行最嚴格水資源管理制度。以“三條紅線”為準繩嚴格執法，嚴控地下水的開發利用。科學制定渭河流域的水資源調度方案，統一調度；并建立關中地區內水利、環保、自然資源等行政管理部門的定期會商制度。

（2）大力推進建設節水型社會。提高關中地區農業灌溉系數、工業用水的重復利用率，進一步降低城市管網漏損率、大力推廣節水型水龍頭、便器系統、淋浴設施。完善再生水利用設施，對城市綠化、道路清掃、生態景觀等領域優先使用再生水，逐步提高再生水利用率。

（3）加快引漢濟渭工程建設進度。引漢濟渭調水工程建設現已進入高峰期，與其配套的輸配水工程尚未開工建設。需全省進一步統一思想、全力推進，確保引漢濟渭調水、輸配水工程同步建成，盡快發揮效益。