河北省北部山区水土资源协调利用技术研究
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2.3 水资源需求预测研究

需水量预测根据《水资源供需预测分析技术规范》(SL 429—2008)规定,主要采用定额法进行预测。水资源需求分析预测研究以2010年为基准年,将2020年作为中期规划水平年,2030年作为长期规划水平年。

2.3.1 社会经济发展预测

承德市社会经济发展指标应与城市总体规划、国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要等宏观规划相协调一致。到2020年,全市地区生产总值达到3000亿元,税收300亿元。三次产业比例调整为10ϒ45ϒ45。城镇居民人均可支配收入和农村居民人均纯收入年均增长10%以上。万元生产总值综合能耗年均下降4%以上,主要污染物排放总量年均削减3%以上。大气和水环境质量达标率达到100%。普及高中教育,科技进步贡献率达到全省平均水平以上。

产业发展布局:重点发展六大支柱产企业(现代旅游、特色钢铁、清洁能源、装备制造、新型材料、特色农业)。中心城区及市域中部重点发展特色钢铁、装备制造、新型材料等产业,市域北部重点发展清洁能源、特色农业等产业,市域南部重点发展特色钢铁、装备制造等产业,中心城区及市域中部重点发展皇家旅游,市域北部重点发展草原、森林生态旅游,市域南部重点发展长城、库区等特色旅游。

承德市受自然地理条件限制,目前已呈现不协调的局面。老城区人口密度过分集中,建筑密度大,城市环境容量已达到饱和状态。随着经济发展和城市化进程,要更好地发挥和强化中心城市的职能和作用,必须改变城市布局,增强城市功能。根据承德市总体规划,承德市将坚持开发新区、改造老城区、发展工业区的原则,以滦河、武烈河、牦牛河、柳河河谷为依托,向周边逐步发展,形成多中心组团式环状布局形态。各组团功能明确,职能各异、结构合理,相对独立,成为既有自然分隔,又相互联系便捷的大城市群体布局。

老城区内具有宝贵的文化遗产和自然风光,从历史上就服从于避暑山庄。我国现存最大的皇家园林——避暑山庄已列为世界文化遗产,其价值更是令世人瞩目,每年都接待数以百万计的中外游客,因此老城区受环境和容量限制,已难以承受城市其他功能,故老城区的功能应以风景名胜区、旅游区,兼有商业和文化娱乐功能为主。

新区将成为全市的政治、经济中心。为加快新区的建设步伐,有效分散老城区的职能,市级行政机关将首先搬迁至新区,新区的建设将体现高起点、高标准的要求,建立起与自然和环境相协调的布局方案,充分注重生态环境与建筑空间的统一。受地形、地理等自然条件限制,新区又分为北区、西区、南区、陈栅子区、上板城区、六沟、张百湾,最终形成一体两翼的城区格局。

1.人口预测

据人口普查数据分析,承德市自2000~2010年年均人口增长率为3.3‰。

河北省自20世纪80年代以来,人口年平均增长率由80年代的17.7‰降至90年代的8.1‰,2000~2010年又降至6.0‰左右。根据省计划生育委员会对全省人口进行的预测,“十二五”期间河北省还有一个生育高峰期,到21世纪前期人口达到峰值,然后开始缓慢减少。

根据承德市统计资料,现状城市人口49.6万人。依据城市总体规划,2020水平年城区人口达80万人,2030水平年城区人口将达120万人。到2030年,三大产业园区建成后人口规模预计分别为张百湾20万人、凤山16万人、六沟17万人。

综合以上因素,不考虑产业园区新增人口时,预测承德市总人口增长率2010~2020年为6‰,2020~2030年为3‰。

承德市2010年总人口为372.96万人,预测2020水平年总人口395.95万人,2030水平年总人口475.09万人。结合城市总体规划、十二五规划等规划中关于城镇化率的要求,分析承德市2020水平年城镇人口228.86人,2030年城镇人口333.38人,见表2-25。

表2-25 承德市县级分区人口预测成果表

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2.经济发展预测

按照承德市“十二五”经济发展总体目标,应保持经济平稳较快发展。全市生产总值预期年均增长12.5%,其中规模以上工业增加值年均增长13.5%,全部财政收入年均增长15%以上,人均生产总值年均增长11%。旅游接待人数达到3500万人次。

结构调整取得突破。现代服务业快速发展,传统优势产业改造步伐加快,战略性新兴产业在一些领域形成规模,三次产业比例调整到11ϒ49ϒ40,服务业增加值占比提高7个百分点。城镇建设上水平、出品位,新农村建设取得明显成效,城市化率达到50%以上,新民居示范村占比达到30%以上。投资结构进一步优化,消费拉动力逐步增强,居民消费率提高2个百分点。

结合近年来承德市实际各业增长状况,预测承德市工业增加值增长率2010~2020年7%较为适宜,2020~2020年控制为6.5%,据此预测承德市2020水平年工业增加值649亿元,2030水平年1302亿元。

工业增加值预测值应与三次产业比例的变化相协调。根据承德市近年来三次产业比例的变化情况,第一产业处于逐年上升的趋势;第二产业逐年下降;第三产业逐年上升。据此推算,2020、2030年承德市经济指标成果,见表2-26。

表2-26 承德市县级分区经济指标预测成果表   单位:亿元

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3.灌溉面积预测

2010年承德市灌溉面积188.57万亩。受水资源总量的制约,应通过发展节水灌溉,用水量应比目前逐步减少或保持零增长。故分析2020水平年、2030水平年水田面积保持不变,其他面积按1%年增长率增长。各行政区规划的灌溉面积,见表2-27。

表2-27 承德市县级分区灌溉面积预测成果表   单位:万hm2

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4.牲畜数量预测

2010年承德市大牲畜存栏90.65万头,小牲畜存栏290.48万头。根据近几年人均肉食量及产销量的变化趋势,为满足人民群众的需要,预测到2020水平年大牲畜维持现状水平,小牲畜达到320.87万头;2030水平年大牲畜仍维持现状水平,小牲畜达到354.44万头。承德市县级分区的大小牲畜预测指标,见表2-28。

2.3.2 需水量预测

需水量是在既定社会经济发展目标下,对水资源的合理需求量。

表2-28 承德市县级分区大小牲畜预测成果表   单位:万头

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2.3.2.1 预测原则

不同水平年需水量是在适应国民经济发展总体目标要求下的合理需水量,预测原则主要考虑:

(1)与社会经济发展水平相结合。以各水平年社会经济发展指标为依据,贯彻可持续发展的原则,统筹兼顾社会、经济、生态、环境等各业发展对水的需求。

(2)考虑水资源紧缺对需水量增长的制约作用,全面贯彻节约用水的方针。

(3)考虑社会主义市场经济体制、经济结构调整和科技进步对未来需水的影响。

(4)重视现状基础资料,结合历史实际情况进行规律分析和趋势分析,需水预测符合各区域特点。

(5)合理配置水资源,统筹安排生活、生产、生态环境和农业用水量。

2.3.2.2 需水量预测

根据承德市社会经济发展目标及指标预测,需分行业、分区域(城区、农村)预测需水量。

(1)工业(工业、建筑业)需水量。工业需水量预测以现状工业结构、生产工艺等为基础,考虑不同水平年的节水潜力,分电力工业、一般工业、农村工业进行预测。

工业需水量计算通过预测的不同水平年的万元工业增加值和分析行业用水定额进行分析计算。设万元工业增加值用水定额Q(m3/万元),当年工业万元增加值为Y(万元),则工业用水量IW=QY。

2010年承德市万元工业增加值平均用水量40m3/万元。结合各行政区不同节水水平及不同产业发展方向,按不同行政区分别预测各水平年用水定额,详见表2-29。

表2-29 承德市县级分区工业需水定额预测成果表

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根据预测的用水定额及工业增加值情况,分析不同水平年县级分区工业需水量,2020水平年需水量为20225万m3,2030水平年需水量为22857万m3。承德市县级分区工业需水量预测成果,见表2-30。

表2-30 承德市县级分区工业需水量预测   单位:万m3

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第三产业包括商饮业和服务业,以前第三产业划分在大工业中。对于承德市旅游业较为发达,第三产业用水比例较高的情况下,第三产业必需加以单独考虑。第三产业用水定额的确定较为复杂,参考河北省总体水平并结合近几年城区统计数据综合分析,2010年第三产业的综合用水定额为40m3∕万元,通过实施节水改造等措施,预计到2020年为33m3∕万元,2030年为20m3∕万元,据此预测2020水平年第三产业需水量为8238万m3,2030水平年需水量为12065万m3,见表2-31。

表2-31 承德市县级分区第三产业需水量预测成果表   单位:万m3

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续表

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(2)生活需水量。生活需水分城镇生活和农村生活两类。城镇生活含公共事业用水,农村生活包括牲畜用水。需水预测采用人均日用水量方法进行预测。

计算公式如下:

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此方法考虑的因素是用水人口和需水定额。需水定额以现状用水调查数据为基础,分析历年变化情况,考虑不同水平年城镇居民人均收入水平、水价水平、需水管理、节水器具推广与普及情况、生活用水习惯等,拟定其相应的用水定额。

净定额参照建设部门已制定的用水标准、国内同类地区生活用水定额,并结合承德市的实际情况,分别拟定各水平年城镇和农村居民生活用水净定额。

现状城区人口生活用水定额平均为100L/(人·d),考虑到生活水平提高和节水措施提高等因素,预测到2020水平年用水定额为110L/(人·d),2030水平年用水定额为120L/(人·d)。

现状农村人口生活用水定额为45L/(人·d),考虑到生活水平提高和节水措施提高等因素,预测到2020水平年用水定额为50L/(人·d),2030水平年用水定额为60L/(人·d)。

承德市现状公共事业用水定额为45L/(人·d),考虑到社会发展需要,确定2020水平年水平为50L/(人·d),2030水平年水平为60L/(人·d)。

牲畜用水按大牲畜和小牲畜日用水定额法预测,见表2-32。各县需水量预测成果见表2-33。

表2-32 畜牧业用水定额预测   单位:L/(头·日)

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表2-33 承德市县级分区生活需水量预测成果表   单位:万m3

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(3)农业需水量。农业即第一产业需水主要包括种植业、林果及草场灌溉、鱼塘补水等。

灌溉需水是通过蓄、引、提等工程设施向农田、林地、草场供水,以满足需水要求。农业灌溉需水预测采用定额法,涉及三个关键指标:各种类型作物的净灌溉定额、灌溉水利用系数和灌溉面积。

农业生产灌溉需水量考虑灌溉水利用系数,2010年实际为0.45左右,2020水平年、2030水平年根据国家及河北省水资源开发利用总体发展水平及节水灌溉措施的发展,分别按0.55、0.69计。灌溉定额充分考虑节水后的灌溉水利用系数,分别按平水年50%和枯水年75%两种保证率分析。

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种植业灌溉需水量包括水田、大田及菜田灌溉需水量,其中水田、大田需水预测按上述方法进行计算。菜田需水量预测,包括商品菜田需水和农村菜田需水两部分。灌溉定额见表2-34。农业需水量预测见表2-35。

表2-34 承德市种植业灌溉定额预测成果表   单位:m3/亩

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表2-35 承德市县级分区种植业需水量预测成果表   单位:万m3

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续表

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渔业需水包括养殖水面蒸发、渗漏所消耗水量的补充量和换水量,参照近年来实际用水水平确定鱼塘用水定额。渔业、林业用水定额,见表2-36。

表2-36 承德市林业、渔业用水定额预测   单位:m3/亩

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承德市现状第一产业2020年、2030年需水量,见表2-37。

表2-37 承德市县级分区农业需水量预测成果表   单位:万m3

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续表

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(4)生态环境需水量。生态环境需水量具有相对性,不同的生态环境、不同的生态环境保护策略(如改善策略、维持策略等)下的生态环境需水量是不同的。

在进行生态环境需水预测时,仅考虑了城镇绿化用水、河湖补水、环境卫生用水等,为此生态环境需水预测分绿化需水量、河湖补水需水量、环卫需水量分别考虑。

绿化需水量采用单位面积年需水定额乘绿化面积求得,定额参照国内外用水水平一般选取[0.5~1m3/(m2·a)]。承德市现状绿化需水定额为0.6m3/(m2·a),考虑社会发展需要及城市规模的扩展,2020水平年、2030水平年定额仍为0.6m3/(m2·a)。

河湖补水采用单位面积补水定额乘河湖补水面积求得。定额参照区域气候条件和一般河湖水域的基础处理措施,一般半防渗措施下定额选取[5万~10万m3/(hm2·a)]。承德市现状河湖补水定额为5万m3/(hm2·a),预测2020水平年及2030水平年定额仍维持5万m3/(hm2·a)。

环卫补水需水量预测采用单位面积年需水定额乘环卫面积求得。承德市现状环卫定额为0.73m3/(m2·a),2020水平年及2030水平年定额维持不变。

根据以上定额和预测的不同水平年相关面积指标,分析到2020水平年需水量为5965万m3,到2030水平年需水量为8404万m3,见表2-38。

表2-38 承德市县级分区生态环境需水量预测成果表单位:万m3

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(5)总需水量。城市供水考虑管网漏失率,2010年实际为8%左右,2020水平年、2030水平年分别提高至7%、6%。预测2020水平年全市多年平均需水量为13.57亿m3、50%保证率需水量13.8亿m3、75%保证率需水量11.33亿m3;2030水平年全市多年平均需水量为13.88亿m3、50%保证率需水量为13.29亿m3,75%保证率需水量14.14亿m3,详见表2-39。

(6)需水量成果的合理性分析。承德市城镇居民生活、公共事业及城市生态用水量呈现增加趋稳的态势,工业用水量增速逐步降低,农业用水总量呈减少趋势,总用水量在工业和城市用水增长的带动下呈现增加趋稳的态势。

对上述需水预测成果进行合理性分析:

1)由于今后经济的快速发展,第二产业特别是工业比重的相对稳定,工业用水在单耗不断降低的条件下,需水量仍会有一个适度的增长,预测工业需水增长率2010~2020年和2020~2030年两个时段工业增加值的增长率分别为7.0%和6.5%。工业需水弹性系数分别为0.52、0.24,从弹性系数分析,需水预测成果偏高,但考虑到承德市水资源利用率相对较低,随着首都圈经济区的发展,工业在一定时期内有较快的增长也是合理的。

表2-39 承德市县级分区需水量预测成果表单位: 万m3

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2)预计人均工业用水量从现状的23m3提高到2020年和2030年的51m3和48m3;人均综合用水量从现状的262.9m3分别调整到2020年的342.7m3以及2030年的292.1m3,人均用水量指标2010~2020年间变化较大,但远低于全国现状人均综合用水量460m3的用水水平,也低于主要发达国家现状人均综合用水量水平。

3)生活用水定额预测按国内和国际标准衡量都是处于低水平,符合“节水型社会”的标准,与我国北方各省(自治区)相比,都符合节水型农业要求。

4)生态环境需水量在一定时期内“以供定需”,即使在远景水平年通过流域间调水达到“最小生态环境需水量”,属于一个较低的需求。