水资源供需预测：遥感技术在城市规划中的实践

1.需水预测

在2000—2009年水资源动态变化数据的基础上，结合东莞市规划及相关水资源规划指标，采用时间序列模型预测(常青，等，2011)东莞市2013年和2015年需水量。

(1)预测方法与模型

时间序列法是统计学中一种常用的预测方法(邱望仁，等，2014)，其基本思想是：通过时间序列的历史数据揭示现象随时间变化的规律，将这种规律延伸到未来，从而对预测目标的未来作出预测。

时间序列法有以下几种模型：

①直线趋势模型：

Qt＝an＋b　(8-35)

②乘幂函数趋势模型：

Qt＝anb　(8-36)

③对数函数趋势模型：

Qt＝aLn(n)＋b　(8-37)

④指数函数趋势模型：

Qt＝aebn　(8-38)

⑤二次曲线趋势模型：

Qt＝an2＋bn＋c　(8-39)

式中，t为年份，t＝(t0＋n)年，其中t0为供水量起始年份，n为年份数；a、b、c为系数。

(2)需水预测结果

本研究根据需水量历史数据，利用对数函数趋势模型计算总需水量预测曲线，进一步得到东莞市2009—2020年总需水量图(图8.64)。

由图可见，2009—2020年，东莞市总需水量变化呈上升趋势，但增长速度趋于平缓。2015年，东莞市总需水量预测值是24.03亿立方米，比2009年增长15.5%；2020年，东莞市总需水量预测值是25.19亿立方米，比2015年增长4.83%。

2.供水预测

东莞市的主要供水来源包括引水提水、蓄水地下水和中水回用。

(1)引水提水规划

图8.64　东莞市2009—2020年总需水量变化图

东江是东莞市的主要水源，广东省政府于2007年8月发布《广东省东江流域水资源分配方案》，根据该方案，正常来水年东莞市可分得东江水20.95亿立方米，占东江水资源总量的20%，以工业用水为主。(www.xing528.com)

(2)蓄水地下水

2009年末，东莞市全市总库容4.07亿立方米，其中中型水库8宗，总库容2.19亿立方米；小(一)型水库46宗，总库容1.56亿立方米；小(二)型水库64座，总库容0.32亿立方米。蓄水受当年降水量影响，具有不确定性，并且受全市总库容限制，年际蓄水量具有波动性但变化不大；地下水不能过度开采，每年地下水供水量变化也不大，因此蓄水量和地下水供水预测值取最近10年的平均值。预测值见表8.22。

表8.22　蓄水、地下水供水预测表　(单位：万立方米)

(3)中水回用

中水回用技术指将小区居民生活废(污)水集中处理后，达到一定标准回用于小区的绿化浇灌、车辆冲洗、道路冲洗、家庭坐便器冲洗等，从而达到节约用水的目的。以理论计算，东莞市现人均月用水量约15m3，若实现中水回用，约50%的生活用水可使用中水替代净水(自来水)用量。以全市700万人口计算，每月可节约净水约5千万立方米。但目前东莞市自来水价格偏低，中水在成本上没有优势，开展中水回用工作条件还不成熟。

综上所述，总供水量可由下式计算：式中，W引水为引水提水工程供水；W蓄水地下水为蓄水和地下水工程供水；W中水回用为污水回用供水。按目前条件计算出东莞市全年总供水量，见表8.23。

S总＝W引水＋W蓄水地下水＋W中水回用　(8-40)

表8.23　东莞市总供水量表

由表8.23可见，未来几年东莞市中引水提水工程供水量为20.95亿立方米，占90.53%；蓄水工程供水量为2.13亿立方米，占9.2%；地下水供水量为0.07亿立方米，占0.27%。

由图8.65可知，东莞市各镇区未来供水量很不均衡，虎门、长安、中堂及厚街等西部地区供水量最多，超过1.3亿立方米，主要因为该地区工业较发达、人口集聚、水资源需求量较大；东部人口较少，工业所占比例相对较少，因而供水量较少，其中樟木头林场、松山湖和企石等镇区用水量最少，不到0.3亿立方米。

图8.65　东莞市各镇区预测供水量图

3.水资源供需平衡分析

供水与需水之间的关系可表示如下：

W缺＝S需-S供　(8-41)

式中，S需为总需水量；S供为总供水量；缺水量W缺为总需水量与总供水量的差值。

分析可得，2012年左右，东莞市的水资源承载力达到饱和状态；2013年开始，全市水资源需水量大于供水量；2015年，全市缺水量为0.89亿立方米，缺水率占需水量的3.7%；2020年，缺水量高达2.05亿立方米，缺水率上升到8.14%，见表8.24和图8.66。

表8.24　东莞市2013年、2015年和2020年供需水平衡表　(单位：亿立方米)

图8.66　东莞市水资源供需关系变化图

可知，按目前东莞市经济社会的发展情况，未来需水量越来越多，而供水量有限，导致东莞缺水量将越来越大。未来水资源缺乏将成为制约东莞市发展的重要因素之一，在保持经济快速增长的同时必须保护和节约水资源，并进行合理优化配置。