2003-2015关中城市群水资源压力分析

　　摘    要：　针对关中城市群水资源匮乏的现状, 文章通过对关中城市群水资源利用现状的分析, 依据陕西省水利部制定的万元工业增加值用水量下降任务, 应用回归曲线估计的方法, 对未来10年水资源需求和供水趋势及水资源供需平衡进行了预测。结果表明: (1) 当万元工业增加值用水量降至40m3以下时, 预测到2020年, 关中城市群的总可供水量将超过需水量4.26亿m3, 2025年, 关中城市群的总可供水量将超过需水量4.44亿m3, 供需基本平衡; (2) 当万元工业增加值用水量降至70m3以下时, 预测到2020年, 关中城市群的缺水量为2.85亿m3, 2025年关中城市群的缺水量为3.59亿m3, 供需矛盾突出。 (3) 预测2020年, 渭南缺水量最多, 其次为宝鸡、西安和杨凌, 咸阳缺水量相对较少;预测2025年, 西安市缺水量最多, 其次为宝鸡、渭南、铜川和咸阳, 杨凌供需基本平衡。

　　关键词：　关中城市群; 水资源; 供需平衡分析;

　　Abstract：　For the current situation of water shortage in Guanzhong city agglomeration, the paper is analyzed the situation of water resources utilization. Water supply and demand is predicted in next 10 years with the method of curve estimation. According to 10000 yuan of industrial added value of water consumption decreased task which is proposed by Ministry of Water resources. The results showed that: (1) when 10000 yuan industrial added value of water consumption fell to under 40 m3, available water can be more than 426 million cubic meters than demand in 2020. Available water can be more than 444 million cubic meters than that in 2025. (2) When 10000 yuan industrial added value of water consumption fell to under 70 m3, water shortage is up to 285 million cubic meters in 2020. It is up to 359 million cubic meters in 2025, supply and demand is contradictory. (3) In 2020, water shortage of Weinan is the highest, next is Baoji, Xi'an and Yangling, Xianyang is the lowest. In 2025, the supply and demand of Yangling is balanced basically, the supply is more than demand of Xi'an.

　　Keyword：　Guanzhong city agglomeration; water resources; supply and demand balance analysis;

　　0、 引言

　　水是自然资源的重要组成部分, 是所有生物的结构组成和生命活动的主要物质基础, 对于生物和人类的生存来说具有决定性的意义。陕西关中地区作为我国严重缺水的地区之一, 属资源型缺水地区。随着区域内人口的不断增长、人民生活水平的逐步提高、工农业生产的快速发展, 全区对水资源的需求将越来越大, 水资源供需矛盾将日益尖锐, 逐步成为制约关中城市群社会、经济发展的关键因素之一。因此, 通过对关中城市群水资源供需情势进行分析, 找出供需的缺口, 提出水资源可持续开发利用的对策建议是关中城市群生态文明城市建设以及经济社会稳定可持续发展的当务之急。近年来, 国内许多学者已从不同角度对城市水资源进行了研究, 并取得了可观成果。涉及方面包括水资源供需平衡分析、水资源可持续利用、水资源承载力评价、水资源供需规模预测与模拟、水资源合理配置等。王劲峰等则针对我国水资源供需平衡在空间上的巨大差异造成区际调水的实际需求, 提出了水资源三维优化分配理论模型体系;杜芙蓉等对水资源供需矛盾突出的南水北调沿线受水区进行研究后, 运用大系统分解协调原理, 建立了水资源优化调度模型, 运用优化技术求解, 合理解决了多水源、多目标、多用户和多保证率的配置问题。黄初龙采用非线性回归法、自动回归法对各指标变量进行预测, 运用AHP赋权、加权求和法分析福建省各地市水资源供需平衡态势。然而, 国外学者大多专注于水资源供需的具体方面的研究, 以及水资源的质量和优化配置。Joeres将线性规划用于Baltimore的多水源供水方面。Mulvihill, Dracup用非线性规划方法建立了城市供水和污水处理的联合规划模型。Y.Y.Haimes对地表水库、地下含水层的联合调度的多层次管理技术使模拟模型技术向前万进了一步。Wong等提出支持地表水、地下水联合运用的多目标多阶段优化管理的原理和方法, 在需水预测中考虑了当地地表水、地下水以及外调水等多种水源的联合运用, 并考虑了地下水恶化的防治措施, 体现了水资源利用和水资源保护之间的关系。

　　对关中城市群而言, 大部分研究者对区域水资源承载力、降水、地表水及地下水进行分析研究的较多, 对水资源供需分析这一块相对较少。因此, 本文对关中城市群水资源供需进行了分析, 科学合理地处理好供需水平衡关系, 是关中城市群社会经济可持续发展最基本的必要条件。

　　1、 数据来源及指标体系构建

　　本文数据来源于2003~2015年《陕西省统计年鉴》和《陕西省水资源公报》, 主要从市域尺度来研究水资源供需状况, 包括西安、咸阳、宝鸡、渭南、铜川和杨凌区五市一区, 不包括商洛的其他县。

　　表1 各年份压力计算结果值

　　从社会、生态和经济发展3个方面选取7个指标来构建指标体系, 对关中城市群的用水情况进行全面的分析。其中, 社会方面包括人均水资源量和人均生活用水量, 经济方面包括万元农业增加值用水量、万元工业增加值用水量、亩均用水量, 生态方面包括工业废水处理达标率、生态环境用水率。

　　根据2003-2015年《陕西省统计年鉴》和《陕西省水资源公报》资料进行分析计算取得了关中城市群水资源压力各单项指标具体值, 并运用离差法对原始数据进行标准化处理, 获得了各指标的标准化值, 然后应用均方差法计算获得了各指标权重为:人均水资源量 (0.143) 、工业万元增加值用水量 (0.138) 、农业万元增加值用水量 (0.125) 、亩均用水量 (0.143) 、工业废水处理达标率 (0.137) 、生态用水率 (0.137) 、人均生活用水量 (0.177) 。最后根据压力计算结果划分压力等级。通过计算出的压力结果值, 划分水资源压力等级, 1叟p>0.8为低, 0.8叟p>0.6为较低, 0.6叟p>0.4为中等, 0.4叟p>0.2为高, 0.2叟p>0为超高。

　　2、 2003-2015关中城市群水资源压力分析

　　在已知各水资源压力指标值的基础上, 通过标准化后的指标数据与其权重相乘并求和得出关中城市群2003-2015年度各年份的水资源压力结果值表1, 最后根据划分好的压力等级对各年份进行压力评价。

　　由关中城市群各指标值可知, 在经济方面, 水资源压力随时间的变化呈下降趋势, 其中, 关中城市群万元农业增加值用水量由2003年的139.52m3/万元降到2015年的50.69m3/万元, 这与关中城市群近几年来大力推广节水灌溉技术, 调整农业结构, 提高农业产值的结果;而万元工业增加值用水量由2003年的184.70m3/万元降到2011年的91.90m3/万元, 经历了一个下降阶段, 在这个阶段由于工业节水技术的改进以及工业结构的转变, 低耗水高新技术企业的增加, 使得工业用水量得到了很好的控制。2010~2015年由于工业经济增长迅速且企业数量不断增加, 用水量又呈增长态势;在生态方面, 生态系统对水资源的需求提高, 说明人们开始注重生态环境的保护;在人口方面, 由于人口的增长和人民生活水平的提高, 从而加大了关中城市群水资源压力。

　　从表1可以看出, 2003~2010年水资源压力相对较低。2011年水资源压力值忽然升高, 从2010年的0.49变为0.2, 主要由于第三产业的规模在逐步扩大, 城镇化的发展在不断提高, 以及人口数量的增加, 从而用水量大大增加。整体来看, 关中城市群水资源压力水平随时间推移大体呈逐步提高趋势, 但水资源承载力水平相对不高, 主要原因在于:水资源整体比较缺乏, 并受时间和空间影响较大;人口压力较大, 节约用水意识不足;产业结构不够合理。

　　3、 2015年关中城市群各市 (区) 水资源压力分析

　　表2 2015年关中城市群各市区计算结果

　　从2015关中各市 (区) 水资源压力 (表2) 来看, 水资源压力最大的是西安, 其承载力最低, 其次为宝鸡、铜川、渭南和咸阳, 水资源压力最小的为杨凌, 其承载力水平最高。主要原因是: (1) 西安相对于其他市区人口最多, 经济最发达, 城镇化水平最高, 压力较大。 (2) 宝鸡市虽然降水量和人均水资源量较多, 但作为关中城市群的副中心, 经济和社会水平提高, 各产业用水量增加, 其次由于技术水平不够高, 工业和农业增加用水量值都比较大。 (3) 铜川市和渭南市的降水量和地表水资源量都相对较少, 但水资源需求量较大;咸阳市2015年末全市常住人口497.24万, 中心城市人口达91.5万, 用水量也在逐渐增加。 (4) 杨凌区人口相对较少, 城镇化相对其他较低, 各产业用水量较少, 其承载力较高。

　　4、 结论与讨论

　　关中城市群水资源承载力水平较低, 主要原因是该区水资源本身比较匮乏, 加之受时间、空间影响较大;人口压力较大, 人们的节约用水意识不足;产业结构不够合理。因此, 各市区应当提高节约用水的意识并且通过技术手段来提高水资源的利用效率, 优化用水结构, 在不影响经济发展速度的条件下, 进行产业结构调整, 并加大对水资源供需的政策管理, 实施了更加严格的再生水回用政策、工农业节水政策和水价政策。

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