黄河三角洲高效生态经济区水资源供需平衡的分析和对策研究

（一）需水预测

对于黄河三角洲高效生态经济区的预测应符合当地社会经济发展的政策、趋势，以研究区的社会经济发展指标为依据，从人口、经济发展这两大驱动因子入手，在研究区具体的水资源状况和水工程条件下，结合各部门的规划、政策，以及研究区的具体情况，主要研究区域内的生活、农业、工业和生态环境需水情况，并对其特点、变化趋势进行分析，以保证研究结果的科学性、合理性。

1.生活需水预测

研究区生活需水包括城镇生活用水和农村生活用水两大部分。生活需水的预测要充分考虑研究区内人口的发展变化、社会经济发展状况、节水技术的应用等多方面的因素。本文采用人均日用水量定额法进行生活用水量的预测。

2010年研究区内总人口数1 003.21万，城镇化率为45%；根据黄河三角洲地区城镇发展规划、省及各式规划，黄河三角洲地区将积极推进城市化进程，在中心城市、沿海港口和产业园区的依托下，形成布局合理、服务功能健全的城镇体系。预测到2020年，黄河三角洲高效生态经济区人口数可达1 200万，城镇化水平达到67%；到2030年，形成1 127万的人口规模，城镇化率达到71%。

2010年，黄河三角洲地区城镇生活用水定额为110 L/d·人，农村生活用水定额为70 L/d·人，人均生活用水定额是随着人们生活水平和生活质量的提高而增大的，依据研究区域的社会经济发展水平，参考国内外关于同类区域的生活用水定额指标和国家部门指定的居民生活用水定额标准，拟订出研究区内各年的生活用水定额。基于此预测研究区内2020年、2030年城镇生活用水定额分别为150 L/d·人、160 L/d·人，农村生活用水定额分别为90 L/d·人、100 L/d·人。

黄河三角洲高效生态经济区在2010年的生活需水量为3.2亿m3；据预测，到2020年黄河三角洲高效生态经济区生活需水量为5.8亿m3，见表4-8。

表4-8　研究区生活需水量　单位：亿m3

2.农业需水预测

农业需水量的预测采用农业综合灌溉定额法进行分析。2010年，黄河三角洲地区耕地面积为112.45万hm2，有效灌溉面积为74.47万hm2，农业综合灌溉定额为4 095 m3/hm2，则农业需水量31.9亿m3。

黄河三角洲地区属于资源型缺水地区，农业需水量的预测要充分考虑研究区的农业发展状况、耕种条件以及农业技术的进步和灌溉技术的进步等因素，依据以往实际灌溉统计资料，将调查统计、历史资料和理论计算等方法结合起来，拟定研究区在2020年、2030年的农业综合灌溉定额分别是3 900 m3/hm2、3 840 m3/hm2。根据黄河三角洲高效生态经济区规划，预计到2020年黄河三角洲地区有效灌溉面积可达77.80万hm2，2030年可达78.53万hm2。

预测到2020年黄河三角洲地区的农业需水量为30.3亿m3；到2030年，黄河三角洲地区的农业需水量为30.2亿m3，见表4-9。

表4-9　研究区农业需水量预测

3.工业需水预测

工业需水量的大小受多种因素的影响，主要有工业发展的速度、工业结构、工业生产水平、节水用水的程度、用水管理水平、供水条件等。工业需水采用万元增加值用水量定额法进行分析。根据《黄河三角洲高效生态经济区发展规划》预测，到2020年工业增加值达到7 070亿元，万元增加值用水量为10 m3/万元，则黄河三角洲高效生态经济区工业需水预测结果见表4-10。

表4-10　研究区工业需水预测值

4.生态需水预测

所谓生态需水量，是指为了维持和改善给定区域的生态环境质量，以及保持区域内生态系统的平衡稳定所需要的总水量。黄河三角洲高效生态经济区作为我国最后开发的一块三角洲经济区，生态系统类型独特，生态环境得天独厚，生物资源丰富，拥有中国乃至世界暖温带唯一一块保存最完整、最典型、最年轻的湿地生态系统。区域内有两个国家级自然保护区（山东黄河三角洲国家级自然保护区、滨海贝壳堤岛湿地国家级自然保护区）及潍坊径柳林、莱州湾、大声湖、麻大湖、芽庄湖、青纱湖等重要的湿地保护区。根据有关规定，在规划水平年，黄河三角洲国家级自然保护区将进行调整，扩大面积和规模，调整滨州海岸湿地保护区的面积并晋升国家级；新建利津习口湾和广饶支脉河口湿地及野生动物省级自然保护区；实施黄河三角洲、潍坊莱州湾、滨州渤海湾3项湿地恢复工程，对区内11.6万hm2退化和破坏的湿地进行恢复和重建，全面维护湿地生态系统的生态特征和基本功能，促进湿地资源的良性循环和可持续发展。

秉承全系统优化原则、多功能协调原则，结合研究区内经济社会发展水平、水资源开发利用状况、水资源演变情势等，确定切实可行的生态环境保护、修（恢）复和建设目标，分别进行河道外和河道内的生态环境需水量的预测。河道外生态环境需水量参与水资源的供需平衡分析，而河道内生态环境需水量不参与水资源的供需平衡分析。

依据《黄河三角洲高效生态经济区发展规划》，为保护三角洲地区独特的水生态系统，实现人与自然和谐相处，必须保留足够的生态用水量。考虑逐步满足黄河三角洲地区各项生态补水需要，维护湖泊湿地健康生命，保持良好生态环境，估算研究区在2010年、2020年、2030年的生态需水量分别为0.55亿m3、2.60亿m3、3.62亿m3。

5.不同水平年需水预测结果及分析

以2010年为基准年，根据黄河三角洲高效生态经济区各项发展规划，参考多方面资料与数据，选用科学的方法，综合上述计算结果，将需水量的预测结果列表（表4-11）。

表4-11　不同水平年需水预测结果　单位：亿m3

由以上不同水平年需水预测成果可以看出，由于区域经济的持续快速发展、城镇化和工业化的稳步推进、人民生活水平和生活质量不断提高、生态环境的改善等原因，未来全社会总需水量呈缓慢增长态势，需水量的增加速度在降低，增幅逐渐减小，2010—2020年增幅为7.5%，2020—2030年增幅降到3.2%。这是由于农业灌溉节水设备的利用、各项节水措施及污水重复利用的增加，使得总需水量的增幅降低。其中，生活需水、工业需水、生态需水均有一定幅度的增加，增长率逐步减小；农业需水量最大，但是呈逐步下降的趋势。

农业需水是所有需水中消耗量最大的，但从2010—2030年农业需水量一直呈递减趋势。由2010年的31.9亿m3递减到2020年的30.3亿m3，到2030年降到30.2亿m3。农业需水在所有需水量中的比例也呈递减趋势，由2010年的77%降到2020年的69%，到2030年降为66%。这是因为随着各项农业技术的提高，农田灌溉定额逐渐降低，农业耗水系数得到提高，农业需水量开始减少，农业需水量占总需水量的比例也开始下降。

生活需水量呈现出逐渐增加的趋势，由2010年的3.2亿m3增加到2020年的5.8亿m3，到2030年生活需水量达到5.3亿m3，增幅显著。这是由于随着人们生活水平的提高，城镇和农村的人均生活用水定额都在不断增加，同时，黄河三角洲地区的人口数量是呈增加趋势的，这就导致该区域的生活需水总量不断增加。

工业需水量呈增加趋势，因为该区域工业万元产值用水定额减少的幅度小于工业总产值用水量增加的幅度，但是增加速度逐渐减缓。2010—2020年增幅为1.3%，2020—2030年增幅明显减小。这是由于在2010—2020年，黄河三角洲地区的工业仍处于高速增长阶段，2020—2030年研究区的工业逐渐趋于稳定发展阶段，增幅减缓。

生态环境需水是需水量最少的一个主体，在总需水量的比例中也是最小的，但是在研究区内的各项环保措施的实施、人们对于生态环境保护意识的提高，生态需水量呈逐年增加的趋势，增加显著。

（二）供水预测

黄河三角洲高效生态经济区的供水水源主要包括地表水、地下水、客水以及非常规水源（包括污水回用、海水利用、微咸水利用等）。随着区域经济的不断发展，黄河三角洲地区的地表水、地下水开发利用率在逐渐增大，目前，研究区当地的水资源开发利用潜力已经不大。今后，研究区供水量的增加将主要依靠客水——黄河水和南水北调东线调来的长江水，以及非常规水源。

1.地表水可供水量

黄河三角洲高效生态经济区多年平均地表水资源量为17.3亿m3。2010年，研究区当地的地表水开发利用率为33.2%，地表水开发利用率水平已经较高，虽然尚未达到国际公认的维持河流健康生命的40%的开发利用率水平，但是，黄河三角洲地区主要是滨海平原地区，地表水拦蓄利用难度较大，因此该区域内的地表水开发利用潜力已不大。水资源的优化配置，水系联网工程的建设，部分水库、拦河琐等蓄水工程的新建、改扩建，现有水库的加固，当地地表水和过境洪水的拦蓄等将成为该区域未来地表水开发利用的方向。

依据黄河三角洲高效生态经济区有关规划，2030年前，黄河三角洲地区拟新建、改建各类拦河坝128座，总拦蓄能力达3.57亿m3，并且对64座山丘区水库进行除险加固工程。经计算，以上工程实施后，2020年、2030年研究区地表水可供水量分别为6.02亿m3、6.32亿m3，分别比现在年增加0.28亿m3，0.58亿m3见表4-12。

表4-12　研究区地表水可供水量　单位：亿m3

2.地下水可供水量

地下水可供水量与区域内地下水资源可开采量、机井提水能力、开釆范围和用户的需水量等有关，地下水可供水量计算公式为：

式中　Hi为i时段机井提水能力；Wi为i时段当地地下水资源可开采量；Xi为i时段用户的需水量；t为计算时段数。(www.xing528.com)

2010年，黄河三角洲地区共有机电井14.01万眼，经计算，地下水供水量为10.3亿m3。

黄河三角洲地区存在着区域开发不均衡的状况，部分地区的地下水开发程度已达到可开发的最大限度，此部分的地下水可供水量不再增加；对于已经超过开发限度的地区，特别是对于严重超采区，必须禁止开发；对于尚有开发潜力的地区进行适当局部开采，以保证该区域内的浅层地下水得到合理开发利用，且不超过浅层地下水可开采利用量。

根据规划，本着涵养地下水源、保护生态和作为水资源战略储备的原则，2020年以前，在对地下水超采区采取压采措施的同时，黄河三角洲地区内拟新增机井7 819眼，使超采区地下水达到采补平衡。预计2020年、2030年区域内地下水可供水量分别为10.6亿m3、9.6亿m3，分别比现状年增加0.3亿m3、-0.7亿m3，见表4-13。

表4-13　研究区地下水可供水量　单位：亿m3

3.客水可供水量

（1）黄河水

黄河作为黄河三角洲地区最重要的客水来源，对于当地的农业灌溉、工业生产用水及日常生活用水具有重要作用。近年来，平均引黄量占多年平均总供水量的一半以上，充分合理地利用好黄河水对该区有至关重要的意义。

根据山东省水利厅、山东省黄河河务局鲁水资号〔2010〕3号文件“关于印发山东境内黄河及所属支流水量分配暨黄河取水许可总量控制指标细化方案的通知”，全省各市共分配黄河干流引水指标65.03亿m3，黄河三角洲地区分配的黄河水量指标为20.27亿m3，2010年研究区内的黄河水供水量为18.2亿m3。

鉴于黄河水来水年际变化大的特点，要提高黄河水供水保证程度，必须加强建设黄河水的调蓄工程，实现黄河水冬引春用、丰蓄枯用，跨年度调节，充分合理用好黄河水。

黄河三角洲现状已建设引黄需水平原水库410座，总库容11.89亿m3，兴利库容达10.52亿m3。依据黄河三角洲地区规划，到2020年，新建引黄平原水库21座，改、扩建水库48座，实现总库容达到7.80亿m3，兴利库容15.43亿m3。据此，预计到2020年，黄河水供水量达到19.1亿m3，2030年黄河水供水量为20.27亿m3。

（2）南水北调东线工程调引的长江水

南水北调东线工程规划分三期实施。从长江下游扬州江都抽引长江水，利用京杭大运河及与其平行的河道逐级提水北送，出东平湖后分两路输水：一路向北，在位山附近经隧洞穿过黄河；另一路向东，通过胶东地区输水干线经济南输水到烟台、威海。

山东省将南水北调东线调取的长江水主要用于供给城市和工业用水，供水保证率为95%。根据《南水北调工程总体规划》及山东省供水区内各市的承诺水量，南水北调东线一期工程山东省调取的长江水为16.47亿m3（保证率95%的情况下），其中黄河三角洲地区调水水量为4.65亿m3、5.15亿m3，见表4-14。

表4-14　研究区客水供水量预测　单位：亿m3

4.非常规水可供水量

非常规水源有别于传统意义上的地表水、地下水的（常规）水资源，是指经过处理后可以再生利用的水资源，包括雨水、再生水（经过再生处理的污水和废水）、海水、空中水、矿井水、苦咸水等。黄河三角洲高效生态经济区当地水资源先天不足，对黄河水依存度高，调引外域水源的成本较高，因此，加强非常规水的开发利用成为缓解黄河三角洲地区水资源不足的重要途径。

（1）污水处理回用

污水处理回用是将废水或污水经二级处理和深度处理后重新用于工业生产或生活杂用。随着城市人口的增加，工业的发展，废污水的排放量逐年增加。污水回用不仅可以缓解淡水资源不足的状况，而且减少了污水和废水对水环境的污染，具有重要的环境、经济效益。

现状年城市污水集中处理率约为78%，回用率约为28%，则2010年黄河三角洲地区污水回用量为0.51亿m3。根据黄河三角洲不同水平年工业及城市废污水排放情况、污水集中处理回用设施建设情况等，预测污水处理回用量。根据山东省水污染防治、污水集中处理及回用等有关规划及计划资料，结合区域污水处理能力及回用现状，确定2020年、2030年研究区污水集中处理率分别为80%、85%，污水回用率分别为30%、35%。经计算，2020年、2030年区域内污水回用量分别为1.12亿m3、1.96亿m3。

（2）海水利用

黄河三角洲高效生态经济区北临渤海，海岸资源丰富，具备利用海水资源的有利条件。充分利用海水资源，以缓解当地淡水资源短缺的问题，对于解决研究区水资源问题具有重要的现实意义和战略意义。海水利用主要分为直接利用和淡化利用两种。

目前，海水直接利用主要是用做工业冷却用水，大力推行直接用海水代替淡水进行海水直流冷却和循环冷却，这是海水利用的重中之重，潜力巨大。另外，在沿海城市，可将海水用于家庭冲厕用水、消防及人工喷泉等对于水质没有严格要求的行业。

海水淡化即利用海水脱盐生产淡水。目前国内外海水淡化技术已非常成熟，成本也在不断降低，而且完全可以大规模地建设使用，未来可在黄河三角洲地区适宜的地方建设海水淡化生产企业，这将成为解决研究区内水资源紧缺状况的重要补充措施。

2010年研究区内海水替代淡水量约0.22亿m3。规划2020年前黄河三角洲海水淡化规模达到4万m3/d，海水直接利用量达到20亿m3。预测到2020年、2030年海水替代淡水量年均分别达到0.45亿m3、0.65亿m3。

（3）其他非常规水源

其他非常规水源主要包括微咸水利用、洪水利用、坑矿水利用等。此部分所能提供的可用水资源量较少，2010年约为0.05亿m3。预测2020年、2030年其他非常规水源平均供水量为0.10亿m3、0.20亿m3见表4-15。

表4-15　研究区非常规水供水量预测　单位：亿m3

5.不同水平年供水预测结果及分析

综合上述预测结果，以2010年为现状年，预测2020年、2030年的供水量，具体见表4-16。

表4-16　不同水平年研究区供水预测结果

通过以上分析可以看出，通过进一步开发地表水，合理开发利用地下水，充分用好黄河水，利用南水北调东线调引的长江水以及加大非常规水的开发利用等措施的实施，研究区的供水量有了增加，为黄河三角洲高效生态经济区的发展提供了一定的保障。

（三）水资源供需平衡分析

依据黄河三角洲高效生态经济区规划，参照水资源合理配置系统模型，在充分合理开发研究区水资源利用潜力分析的基础上，进行不同水平年水资源供需平衡分析，成果见表4-17。

表4-17　研究区水资源供需平衡分析表

由水资源供需平衡分析结果可以看出，不同水平年，水资源的需水量、供水量、余缺量是不同的。其中，需水量、供水量都是呈现增加的趋势，余缺量在减少。这说明，随着经济社会的发展，研究区对于水资源的需求量不断增加；同时，通过地表水和地下水的合理开发、客水的引入、非常规水利用技术的进步等多项措施的实施，研究区的供水潜力充分合理的开发，使得其供水量增加，以满足当地社会、经济、人口等发展的需要。

2010年，研究区缺水量达6.20亿m3，缺水率为15.04%。随着各项优化水资源配置措施的实施，区域的缺水状况不断好转。预测到2020年，缺水量为3.73亿m3，缺水率为8.15%；到2030年，由于各项供水量的进一步增加、用水效率的不断提高，缺水率进一步下降，约为2.58%。研究区的供水量不能满足对于水资源的需求，会对区域经济发展产生一定的限制作用。因此，今后应加大节水措施的实施力度，提高水资源的利用效率，以保证研究区的国民经济发展。