引黄入晋一期工程需水量预测分析

引黄入晋一期工程需水量预测分析

1城市生活需水量预测山西省万家寨水库工程位于黄河上游，距开口峡谷大桥，是黄河中游梯田开发的第一类。坝址左岸为山西省偏关县,右岸为内蒙古自治区准格尔旗。工程的主要任务是供水,结合发电调峰,同时兼有防洪、防凌作用。工程建成后可向晋、蒙能源基地年供水14亿m3。山西省是国家重点能源、化工基地,该地区水资源贫乏,缺水已成为制约工农业生产和经济建设发展的主要因素。山西省万家寨引黄一期工程(以下简称引黄工程)是解决山西省太原地区水资源严重缺乏的跨流域大型引水工程。太原市是山西省省会。全市下辖6区1市3县,即尖草坪区、万柏林区、杏花岭区、迎泽区、晋源区、小店区、古交市、清徐县、阳曲县和娄烦县。全市2000年总人口308.75万,其中非农业人口203.92万。引黄太原供水区的行政分区范围包括太原市的6城区,区内集中了全市95.2%的城镇人口、绝大部分的大中型工业企业、90.6%的国内生产总值和95.5%的城市生活及工业用水,在山西省和太原市的社会经济发展中占有重要地位。需水量预测是引黄工程建设规模与经济效益分析的重要依据。为此,山西省人民政府和世界银行组织有关专家对供水区的需水量预测进行了三次分析与研究。第一次完成于1995年,需水量预测研究以1993年为基础年,对供水区2020年前各水平年的需水量进行了预测。第二次完成于1997年,仍以1993年为基础,世界银行万家寨引黄工程项目评估团考虑到人口和经济增长率的变化和价格弹性的影响,对第一次需水量预测结果进行了修正。第三次需水量预测是在引黄通水在即,完成于2001年。该预测以2000年为基础年,在分析现状的基础上,以太原市六区为重点,预测供水区城市生活和工业需水量的变化。第一次和第二次供水范围为太原市区,第三次扩大到了古交市,为进行三次预测结果的对比分析,第三次需水量预测值不包含古交市,具体见表1。三次预测结果差异较大,若将人口增长与定额变化综合在一起,三次预测的城市生活需水量第一次预测最小,其次是第二次预测,第三次预测值最大。以2002年为例,第一次预测值为13955万m3,第二次为16089万m3,第三次为18000万m3,第三次预测与第一次预测值相差4045万m3,与第二次预测值相差1911万m3。与2002年实际的用水量对比,2002年供水区实际城市生活用水量18081万m3,第三次预测与实际相差81万m3,误差为0.5%;第二次预测与实际相差1992万m3,误差11.0%;第一次预测值与实际相差4126万m3,误差22.8%。第三次与第二次预测比较接近实际。影响需水量预测结果的主要因素有城市化的问题、工业发展与结构问题、用水指标变化问题、节水与价格等。本文主要分析城市用水定额对需水量预测的影响。2生活用水分配的变化2.1城市生活用水总量在增长一个国家的生活用水与其经济发达程度有关。一般来说,随着人民生活水平的提高,人均生活用水量会逐步增加,比较而言,发达国家人均生活用水量相对高些。随着全球性节水工作的开展,许多国家人均生产用水量趋于下降,但由于城市人口增加及第三产业的发展和人民生活水平的提高,城市生活用水总量仍在增长。影响生活用水定额的主要因素有:人民生活水平、居住条件、节水器具、供水方式、季节、城市性质、城市大小以及城市用水管理等。我国城市生活用水量基本处于持续增加,1986～1997～2002年生活用水量从70亿m3持续增加到175亿m3、250亿m3左右,年均递增率8%多,高于同期用水人口的增长率。全国城市人均生活用水量由165L/d提高到213L/d、245L/d,年均递增率2%多。2002年黄河流域人均生活用水量198L/d,人均家庭用水量130L/d;淮河流域人均生活用水量207L/d,人均家庭用水量139L/d;海河流域人均生活用水量208L/d,人均家庭用水量119L/d。总之,从20世纪80年代到现在,城市生活用水量一直呈上升的趋势,增长率在8%～2%,并随城市规模的增大生活用水量也在增大。2.2城市生活取水量供水区城市生活用水与全国其他城市一样也处于增长的趋势。2002年太原供水区城市生活总取水量18081万m3,从取水用途看,2002年城镇居民住宅用水9239万m3、公共设施用水8037万m3、市政用水492万m3、其他用水313万m3,分别占总取水量的51.1%、44.5%、2.7%、1.7%。2002年太原供水区城市生活取水量见表2。2002年可能供水区(含古交市)人均生活用水量由1991年的125.4L/d上升到244.6L/d,人均家庭生活用水量由1991年的69L/d上升到124.1L/d。其中2002年市区人均生活用水量达251.42L/d,人均家庭生活用水量达197L/d,接近全国的平均水平。1991～2002年供水区人均生活用水量增长率达6.3%,低于全国平均水平两个百分点;人均家庭生活用水增长率5.5%,高于全国平均水平三个百分点。这说明两点,第一是供水区原来基础比较差,用水定额比较低;第二是供水区经济发展,人们收入增加,生活水平得到了提高,使得生活用水量增加,具体见图1。3城市生活用水城市生活用水量的确定一般是采用定额法,即根据影响城市生活用水定额的因素和国家颁布的有关规范和标准确定不同水平年的城市生活用水定额,然后乘以城市供水人口,即得该供水年度的城市生活需水量。因此,城市生活需水量预测的关键是水平年的确定及不同水平年的城市供水人口和相应的用水定额。第一次预测。以1993年为现状基础年,结合城市建设设施和同类城市的用水指标,预计2000年太原用水定额为200L/(人·d),2010年为230L/(人·d),2020年为250L/(人·d)。而实际上从1997年起供水区人均生活用水定额就已超过预测值,2002年实际接近2020年的预测值。1998～2002年太原市市区用水指标已超过了预测的2020年的城市生活用水指标250L/(人·d),现状太原市市区生活用水定额已超过其预测值2000年的用水定额200L/(人·d)的25.7%和2010年230L/(人·d)的9.3%,具体见表3。第二次预测。各水平年的用水定额均采用200L/(人·d),城市生活用水量的增长与人口增长并行增加,也就是说水量增长率与人口的增长率一样。从第二次预测看2000年以前按2.1%增长,2000以后以1.4%增长。而实际上不论是人口还是用水定额都远远大于其预测的指标,造成城市生活用水量预测值偏小。第三次预测。各水平年的城市生活用水定额由于人口统计与系列的不一致,在人口计算中将流动人口和其他供水人口纳入了城区供水人口范围,为了进行一致性与可比性分析,将流动人口和其他人口从城区供水人口中划出重新进行用水定额的计算,结果如表4所列,由表4中可以看出第三次预测值与实际用水定额基本一致,具