德州市城市挤占农业和生态用水研究

付其鲁，刘建民，李洪亮

（1.齐河县水务局，山东齐河251100；2.德州市水利局，山东德州253000）

德州市城市挤占农业和生态用水研究

付其鲁1，刘建民2，李洪亮2

（1.齐河县水务局，山东齐河251100；2.德州市水利局，山东德州253000）

德州市水资源严重紧缺，从水量利用和配置方面看，出现了城市用水和工业用水挤占农业用水和生态用水的问题。分析计算城市用水挤占农业用水和生态用水是优化配置水资源和合理制定国民经济发展规划的重要依据。本文根据2008年和2014年2个水平年的统计资料进行分析计算挤占水量，并通过多方法比较，对挤占水量进行了研究。

德州市；农业用水；生态用水；水资源利用

德州市水资源供需矛盾突出，当地多年平均淡水资源总量13.71亿m3，人均水资源占有量244 m3，属资源性缺水地区。水资源短缺严重制约了该市经济社会的快速发展，同时出现了用水挤占问题，主要表现为工业用水挤占农业用水，农业用水挤占生态用水，城镇用水挤占农村用水，河道外挤占河道内。这种用水挤占现象，已对粮食安全、生态环境安全造成一定影响。本文以2008年为调查基准年，2014年为对照年，用于比较2008年后城市用水和工业用水挤占农业用水量和生态用水量的变化情况。根据实际情况确定用水挤占研究区域为德州市，研究对象主要是改变了原供水目标的主要水库，改变了原供水水源或水量的主要灌区，与城市密切相关的主要河流，城市周边主要湖泊湿地等。

1　挤占农业和生态用水界定

城市用水与工业用水挤占农业用水是指原设计为农业灌溉的水源工程或灌区，通过政府行为或市场机制将部分水量转向城市与工业供水后，由于农业灌溉水量减少致使设计灌溉面积减小，影响农业灌溉面积的水量视为“挤占”。

关于挤占生态用水主要是指城市周边及城区范围内的生态用水。重点是城市周边河道基流、重点湖泊湿地。已纳入地下水限采规划的地下水超采量不再计入挤占生态用水。

2　农业与生态用水被挤占的水量分析

2.1农业被挤占水量分析

城市生活用水和工业用水挤占农业用水的水量，根据情况采用多方案比较法确定。

1）从水库供给灌区水量变化角度对某一保证率农业被挤占水量进行估算。公式如下：

J＝A0－A1－ΔV·k

式中：J为某水库农业用水被挤占量；A0为该水库原设计的农业供水量；A1为该水库改变供水目标后的农业实际供水量；ΔV为该水库设计供水能力与实际供水能力的差值；k为水库农业供水比重设计值。

德州市已建成水库在可研立项时多以农业用水为目标，但在初步设计阶段以城市工业兼顾农业为供水目标。因此，本研究分两种情况分别分析计算。以可研立项方案确定2008年城市用水挤占农业用水的水量为1.11亿m3，2014年为1.14亿m3。以初步设计方案确定2008年城市用水挤占农业用水的水量为3 090万m3，2014年为3 419万m3。

2）从城市地表水供水总量变化角度分析估算农业被挤占水量（分2008年基准年和2014年对照年，下同）。公式如下：J＝S1－S0－ΔS

式中：J为2008年城市挤占农业用水量；S1为2008年城市地表水供水量；S0为地表水供水水源变化前城市地表水供水量；ΔS为非城市挤占农业的新增地表水供水量。

以城市地表水供水方案确定2008年城市用水挤占农业用水的水量为7 648万m3，2014年为1.19亿m3。此方案中地表水供水水源变化前城市地表水供水量为0，全部为地下水供水。

3）从灌区农业用水量变化角度估算农业被挤占用水量。公式如下：

J＝B0－B1－ΔB

式中：J为2008年灌区农业用水被挤占量；B0为灌区某一保证率下的原设计农业供水（或用水）量；B1为2008年灌区农业实际用水经调整后对应于相应保证率下的水量；ΔB为灌区非城市用水挤占的供水减少量。

德州市主要有潘庄和李家岸两大灌区，按挤占灌溉面积计算，分两种情况：按设计灌溉面积计算：2008年灌区用水量挤占农业用水量为7.03亿m3，其中，潘庄灌区3.80亿m3、李家岸3.23亿m3；2014年灌区用水量挤占农业用水量为7.32亿m3，其中，潘庄灌区4.26亿m3，李家岸灌区3.06亿m3。按当年有效灌溉面积计算：2008年灌区用水量挤占农业用水量7 202万m3，其中，潘庄灌区6 162万m3，李家岸灌区1040万m3；2014年灌区用水量挤占农业用水量1.19亿m3，其中，潘庄灌区7 836万m3，李家岸灌区4 040万m3。

通过分析知，按设计灌溉面积计算不合理，因为工程不到位，不可能达到设计灌溉面积，计算量太大，且超过城市用水总量。分析确定采用按照当年有效灌溉面积计算：2008年灌区用水量挤占农业用水量7 202万m3，2014年灌区用水量挤占农业用水量1.19亿m3。

4）综合分析法。综合考虑农业灌溉用水与城市供水以及工程管理等因素，在供、用、耗、排等各个环节的水量平衡分析基础上，对1）、2）、3）的估算成果进行合理性分析，确定采用3）中的当年有效灌溉面积计算成果，即2008年挤占农业用水量7 202万m3，2014年挤占农业用水量11 876万m3。通过分析城市挤占农业水量在7 000～12 008万m3之间，有逐年增大的趋势，年增长率约为12%，小于德州市工业增长率而大于城市人口增长率。

2.2生态用水被挤占水量分析

仅考虑城市周边湖泊湿地、河道内生态基流被挤占量，以最小生态需水量为基数。

德州市海河流域多年平均径流量为4.6亿m3。按Tennant法的10%计算，海河流域河道应维持的最小水量为0.46亿m3。以2008年为基准年，河道基流基本能满足要求，汛期水量大，远大于生态要求，非汛期河道通过节制闸控制，基本不断流，且多数河道为灌排两用，黄河水输水补充了河道基流的不足，同时灌溉尾水存于河道，利于河道水生态。从用水要求上分析，河道地表水（不引黄时）水质低于地表水Ⅳ类水，不能用于城市生活和工业用水。因此，德州市河道内生态基流被挤占量为0。

城市周边湖泊湿地主要是城市河湖，计算方法主要有人均水量法和水面生态效益法。据德州市城建部门研究预测，2050年德州市城镇人口为490万。若按城市城区人口占55%计，为293万。采用人均水量法，按《海河流域生态环境恢复研究》中“城市人均7 m3”进行规划，则流域内主要城市河湖环境用水每年需1 886万m3，相当于现状城区总面积9.8%水面的水量。采用水面生态效益法，按照10%和15%的水面比例计算德州市主要城市的河湖环境用水量，分别为1 929万m3和2 899万m3。因此，本次推荐城市河湖环境用水量为1 929万m3。2008年未统计生态用水量，当时只有德州城区河湖需要生态用水，用水量估算为150万m3。2014年德州市的部分县（市）有了城市河湖用水量，统计用水量为574万m3。则城市用水挤占生态用水量2008年、2014年分别为1 779万m3和1 355万m3。

3　结语

根据分析计算，城市用水量挤占农业用水量和生态用水量2008年、2014年分别为8 981万m3和13 231万m3。2008年为基准年，2014年因降水较少只作为对比年。推荐成果为城市用水量挤占农业用水量和生态用水量平水年应为9 000～13 000万m3。

（责任编辑郑继胜）

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1009-6159（2016）-09-0053-02

2016-04-19

付其鲁（1971—），男，工程师