邵明萬
(貴陽市水利水電勘測設計研究院,貴州 貴陽 550000)
水資源開發利用過程中,大部分水在使用中被消耗掉,如蒸發、產品組成、生命延續等,且每個行業的用水結構、需水量變化規律及對水總量控制要求都各不相同,造成了不同行業不同生產活動所消耗的水量也有所差異。根據河道外需水預測結果實施河道工程建設是提高河道工程安全可靠性的重要手段[1],也是提高建設地區現代化經濟建設水平的必經之路。本文在充分考慮節水的前提下,對息烽縣河道工程規劃水平年河道外各行業的需水進行預測分析。
息烽縣地處貴州中部烏江南岸,境內河流源短流急,難以蓄積利用,導致流域內面臨著嚴重的缺水問題,即使過境水量豐富,但開發建設經濟成本消耗大。2015年,息烽縣城鎮居民生活需水量為417萬m3。按低人口方案計算,息烽縣2020年和2030年總人口將分別達到23.9萬人次和26.1萬人次,工業增加值分別達到110億元和220億元,第三產業增加值分別達到118億元和156億元。2020年灌溉面積達到12.3萬畝,2030年灌溉面積達到13.6萬畝,耕地灌溉率分別為的51.9%和57.4%。
以河道主要需求環節為例,通過實際計算,提高需水預測的科學有效性。
根據相關規范標準及《貴陽市水資源綜合規劃》,結合2015年息烽縣各鄉鎮及縣城的生活用水水平,確定現狀年2015年息烽縣城鎮居民生活用水定額為95 L/(人·d)~104 L/(人·d),城鎮供水損失率為20%左右,城鎮居民生活用水毛定額分別為114 L/(人·d)~125 L/(人·d)。經計算,現狀年2015年息烽縣城鎮居民生活需水量為417萬m3。
近期規劃水平年(2020年)生活用水定額的選取結合《貴陽市水資源綜合規劃》、本區域水資源條件和現狀用水水平,參考《城市綜合需水量標準》(SL367-2006)、《室外給水設計規范》(GB50013-2006)等,確定2020年城鎮居民生活用水定額為120 L/(人·d)~130 L/(人·d)。按照節水型社會建設要求,通過采用強化節水方案,2020年息烽縣城鎮供水損失率為10%,城鎮居民生活用水毛定額分別為132 L/(人·d)~143 L/(人·d)。經計算,近期規劃水平年2020年息烽縣城鎮居民生活需水量:低人口方案為625萬m3,高人口方案為908 萬 m3。
遠期規劃水平年(2030年)生活用水定額的選取亦結合《貴陽市水資源綜合規劃》、本區域水資源條件和現狀用水水平,參考有關規范,確定2030年城鎮居民生活用水定額為135 L/(人·d)~150 L/(人·d)。按照節水型社會建設要求,通過采用強化節水方案,2030年息烽縣城鎮供水損失率為8%,城鎮居民生活用水毛定額分別為146 L/(人·d)~162 L/(人·d)。經計算,遠期規劃水平年2030年息烽縣城鎮居民生活需水量:低人口方案為1060萬m3,高人口方案為1718萬m3。
工業需水量分一般工業、火核電工業進行預測。一般工業采用萬元工業增加值法進行預測。息烽縣目前無火核電工業,且規劃水平年息烽縣亦無新建火電項目,因此不再單獨預測火核電需水。經調查,現狀年息烽縣境內的工業主要為磷化工業,不屬于高耗水工業,同時,結合要求和各產業園區規劃報告,近、遠期規劃水平年,息烽縣亦無規劃建設較大規模的高耗水工業,主要為一般工業[2]。隨著國家對工業節水要求的不斷加強,提高工業用水重復利用率是減少工業用水行之有效的措施。本次采用重復利用率提高法對區域萬元工業增加值用水定額進行復核計算:

式中:η1、η2分別為預測始末年份的重復利用率;q1、q2分別為預測始末年份的萬元增加值用水定額;α為工業技術進步系數;n為年份。
經計算,低人口方案下,現狀年、2020年及2030年息烽縣工業需水量分別為4910萬m3/a、5333萬m3/a、6240萬m3/a;高人口方案下,現狀年、2020年及2030年息烽縣工業需水量分別為 4910 萬 m3/a、5770 萬 m3/a、13568 萬 m3/a。
根據規劃要求,結合統計分析,現狀水平年2015年,息烽縣建筑業增加值為67842萬元,建筑業增加值用水定額為20 m3/萬元。綜合考慮,確定建筑業管網漏損率取值與城鎮管網漏損率相同,即為20%。結合貴州省、貴陽市水資源綜合相關規劃成果及原息烽縣水資源綜合規劃成果綜合分析,近期2020年建筑業增加值用水定額確定為15 m3/萬元,管網漏損率按10%計,遠期2030年建筑業增加值用水定額確定為13 m3/萬元,管網漏損率按8%計。
經計算,現狀年息烽縣建筑業需水量為163萬m3;低人口方案下,2020年、2030年建筑業需水量分別為221萬m3、297萬m3;高人口方案下,2020年、2030年建筑業需水量分別為272萬m3、656 萬 m3。
據統計,2015年息烽縣農村人口為132111人次,現已全部解決飲水安全問題。農村生活需水包括農村居民生活需水及牲畜需水,采用定額法進行預測。根據社會經濟指標預測成果,息烽縣城鎮化發展高、低方案主要區別在城鎮、農村人口數量不同,兩方案牲畜數量一致。經計算,息烽縣現狀年農村人畜需水量為357萬m3/a;低人口方案下,2020年、2030年農村人畜需水量分別為525萬m3/a、480萬m3/a;高人口方案下,2020年、2030年農村人畜需水量分別為558萬m3/a、505萬m3/a。
現狀年(2015年)需水量和規劃水平年(2020年、2030年)預測需水成果對比見表1。

表1 現狀年需水量與本次預測需水預測成果對比情況
通過計算,息烽縣2020年低人口方案下河道外需水量6704萬m3,高人口方案下需水量7508萬m3;2030年低人口方案下河道外需水量8077萬m3,高人口方案下需水量16447萬m3。其中低人口方案下2020年城鎮居民生活用水量、工業需水量、建筑業需水量、農畜需水量占比分別為9.32%、79.55%、3.30%、7.83%;2030年分別為 13.13%、77.26%、3.68%、5.94%;高方案人口下2020年城鎮居民生活用水量、工業需水量、建筑業需水量、農畜需水量占比分別為12.10%、76.85%、3.62%、7.43%,2030年分別為10.45%、82.50%、4.00%、3.07%。
根據計算成果分析,息烽縣各經濟社會發展現狀指標及預測指標與區域總體規劃布局和產業結構發展趨勢是一致的;各用水需水指標符合相關規范、標準要求,與地方相關規劃基本一致,各水平年各行業需水量預測成果基本合理[3]。
息烽縣河道工程外需水預測主要包括對城鎮生活、工業、建筑業以及農村人畜等方面的蓄水量預測。要想提高需水預測的規劃效果,需在充分考慮節水的前提下,對各行業的規劃水平年河道外需水進行合理預測分析。通過參考貴州省水資源綜合規劃配置階段需水計算要求,遵循相關管理部門制定的規范標準,在掌握原有河道外需求預測結果的情況下,與實際計算預測結果進行對比,可為提高河道工程項目建設的安全提供可靠依據。