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摘要:黃河水資源公報已經刊布10年了,越來越受到流域省區的重視。與全國、各省區和其它流域機構的公報比較,在水資源利用方面有兩個特殊性:一是建立以流域管理為目標的“流域耗水量”基本理念:河道外的還原水量,也即河道“無回歸水量”;二是以黃河下游為主的相對黃河河道來說的引耗水量和省區的用水的修正。
關鍵詞:公報;水資源利用;流域耗水量;用水修正;黃河
1.公報編制
黃河用水統計始于1988年,由黃河水利委員會(以下簡稱黃委會)水政水資源局負責。1997年水利部行文編制《中國水資源公報》并在全國推動流域和省區水資源公報的編制,黃河水資源公報也于當年開始編制,編制依據“中國水資源公報編制大綱”進行,但沒有正式對外。第二年1998年黃河水資源公報正式對外,至今已刊布10期。
水利部“關于編發《中國水資源公報》的通知于1998年3月下發”,要求各有關單位要從實施可持續發展的戰略高度出發,切實加強領導,把水資源公報編發工作列入重要議事日程。黃委會對此項工作非常重視,及時成立了以委主管領導為組長的《公報》編制工作領導小組和有關業務部門主管領導為負責人的項目組。在水利部的領導下,在流域各省區的密切配合和大力支持下,經過全體編制人員的共同努力,相繼編發了(1998年至2007年)共10期《黃河水資源公報》,并在黃河網和委辦公自動化等媒體上公開,收到良好的社會效果。
《黃河水資源公報》編制工作是根據《中國水資源公報編制技術大綱》(以下簡稱大綱)要求和黃河流域水資源開發、利用、管理與保護的實際情況編制的。所以除按照《中國水資源公報編制技術大綱》要求外,有流域的特殊要求和延伸。
一是黃河水資源公報分區要求更細化,主要支流需單獨列出。由于公報不僅需要行政分區,也要流域分區,流域公報更需要二級流域分區,二級流域分區套一級行政分區。同時根據黃河水量調度需要,黃河流域地表水需分黃河干流部分和支流部分,并以引水口性質進行分屬,而不是傳統的行政與地區屬地分類。區間分為:干流、主要支流(列出名稱)、區間未統計支流(其它支流)。
二是黃河水資源公報的用水部門耗水量計算分水源進行,即分地表水、地下水等,而不是全國水資源公報那樣耗水是不分水源的混合耗水量。
最終提供為省區套二級區分行業、分水源類型等成果。
2.公報水資源利用
2.1供水量
指各種水源工程為用戶提供的包括輸水損失在內的水量,也稱取水量。按照取水水源不同分為地表水源、地下水源和其他水源三大類,并按受水區進行統計。技術要求如下:(1)地表水源供水量按蓄水、引水、提水、調水四類工程及人工載運水量分別統計。(2)地下水源供水量是指水井工程的開采量,按淺層水、深層水、微咸水分別統計。(3)其他水源供水量包括污水處理再利用、雨水利用和海水淡化。
2.2用水量
指各部門用戶的取水量,從2003年度開始,水資源公報統一采用“全國水資源綜合規劃”規定的分類體系,即對1997年的分類做調整,1997年分為:農田灌溉、林牧漁、城鎮工業、農村工業、城鎮生活和農村生活6大類用水。2003年以后仍為6大類:農田灌溉用水沒變,林牧漁用水增加牲畜用水(原來在農村生活里),城鎮工業與農村工業合并為城鎮工業用水,由城鎮生活用水中單列出城鎮公共用水,城鎮生活和農村生活中居民用水合并為居民生活用水、增加了生態環境用水。
用水量含義有毛、凈之分,這里是指配置給各類用戶的包括輸水損失在內的毛用水量。按用戶特性分生產用水、生活用水和生態環境用水三大類,其中生產用水再劃分為第一產業用水(農田灌溉用水和林牧漁用水)、第二產業用水(城鎮工業用水和城鎮公共用水中的建筑業用水)和第三產業用水(城鎮公共用水中的服務業用水)。用水計量點應與供水計量點一致。
生態環境用水暫統計人為措施調配的水量,而不包括降水、徑流自然滿足的水量。按城鎮環境用水(含河湖補水和綠化、清潔用水)和農村生態補水(指對湖泊、洼淀、沼澤的補水)分別統計。
表中細目的劃分,考慮了“新口徑”與“原口徑”的異同,既能匯總成生產、生活、生態三大類用水,也可匯總成農業(農田灌溉用水和林牧漁用水)、工業(即上述的第二產業用水)、生活(居民生活用水、服務業用水和生態環境用水)三大類用水。
2.3耗水量
指從地表水體和地下水體取用于生活、生產和生態環境,而不能回歸到地表和地下水體的水量,同樣存在“新口徑”與“原口徑”的差異,劃分與用水量對應。
3.黃河公報水資源開發利用
黃河水資源公報一般采取省區提供的取引水量數據,向水利部和黃委會所報是綜合耗水量,即地表水、地下水等合計的耗水量,沒有單獨的地表水耗水量。黃委會需要地表水的耗水,即所謂的流域耗水量。黃河公報按引黃各省區與流域分區用水情況統計:取水量和耗水量;引黃各省區與流域分區地表水、地下水按6大類利用情況分別統計;黃河干支流主要水文站以上水資源量統計,其中天然地表水資源量是實測徑流量、水庫蓄水變化量和地表耗水(還原水量)之和。
3.1流域用水消耗量(流域耗水量)
河道外的還原水量(不包括河道的用水如水庫蓄水量)對于河道來說也即河道“無回歸水量”,是流域的用水消耗量,簡稱“流域耗水量”。
建立以流域管理為目標的“流域耗水量”基本理念與引入,從河流的角度出發與大綱有明顯的偏重點,從流域還原概念可以理解為工農業、生活還原水量對于流域來說是流域耗水量。因而計算方法的核心是引排差,即“流域耗水量”是以引排差原理為基礎的,耗水量相對于河道來說是凈用水量。排退水不僅指明渠回歸河道水,也包括引出的水量中通過地下水體的回歸流域河道。引出本流域用于外流域的用水即為耗水。一般的耗水即傳統耗水,我們稱為行政性耗水,也叫面上耗水,與“流域耗水量”有較大的差別。“流域耗水量”概念是與之傳統的耗水概念比較而言的。
行政區域耗水量(用水消耗量):指在輸水、用水過程中,通過蒸騰蒸發、土壤吸收、產品帶走、居民和牲畜飲用等多種途徑消耗掉,而不能回歸至地表水體和地下含水層的水量。
“流域耗水量”不是傳統意義上的耗水量,只是相對與河道來說,河道“無回歸水量”,是河道的凈消耗水量,是一個相對數值。也可以說對河道損失(貢獻)的大小。
把流域河川徑流還原水量河道外用水概括并提出“流域耗水量”,有其積極的意義,這和黃委會的水資源成果中基本計算方法基本原理是一致的,都是采用“流域耗水量”概念,1987年國務院批復黃河可利用水量中也是“流域耗水量”;其計算方法建立在在引排差基礎上,即引出河道扣除引出后回歸河道的水量,具有簡單明了、準確性高、合理等特點,同時也實際應用于黃河水量調度和生產管理中。如水量調度中以黃河斷面水量作為各河段各省區分配水量的依據,引出的水量與回歸的水量在斷面能夠具體反映。
3.2流域耗水量的計算
根據黃河流域水資源利用的具體情況,各項用水含義如下:引、取水量:指從黃河干支流中引、取的水量。退(排)水量:指從黃河干支流中引、取的水量中又回歸黃河干支流的水量。黃河河川徑流耗水量:指引、取黃河干支流河川徑流水量中不能(直接或間接)回歸到黃河干支流的水量。即,指引、取黃河干支流中的水量扣除其回歸到黃河干支流河道后的水量。
需要進一步明確的是,所謂干支流特指本流域內干流或支流的引水與回歸,于是可表述為本流域內引水減去在本流域內引出的水量中回歸河道的水量,如果跨流域引水回歸水進入另一流域,則為進入流域的外來水,客水。這部分水量在所進入的流域參加徑流時,實測資料中測到,計算天然徑流時應從中扣除。
“流域耗水量”有其計算特點:所謂“一進一出”,只管引出河道口門和回歸河道水量。“流域耗水量”以河段統計,不管用水屬地,只考慮是干流或是支流引水,從那個河段引水就計入那個河段,引出水另一個河段回歸,在回歸河段則為加入量;“區域耗水量”以屬地用水為統計對象,只統計消耗水的數量,不需知道水的來源與去向,能否回歸河道,或回流其它河道或流域。“流域耗水量”包括大量跨流域引水,向流域外引水。
由于“流域耗水量”實際是還原水量中水資源利用的理論概括,因此,具有特殊性。一般耗水量不可能出現負數,但“流域耗水量”在相關的河段與時段可以出現負數。
如跨流域引水的退水,對于受水河流或流域就是增加的水量:外來水,客水,如果匯入河流并經下游測驗,這對于受水河流是負數(如下)。
蘭州市城市與工業用水主要是蘭州水文站斷面以上引水,城市排污退水大部分在斷面以下,這部分因引黃河干流水而產生的退水就增加了蘭州水文站斷面以下的水量,退水在該斷面下為負數。
寧夏灌區主要引水在青銅峽水文斷面以上,而退水則在青銅峽水文斷面以下,退水量在石嘴山水文站測驗到,退水在該斷面為負數。
4.黃河公報用水量統計與修正
公報統計2003年以前有28張表,之后縮減為20張表。之前表16、17分別為行政與流域分區供水量表,之后合并為表11;之前表18、19分別為行政與流域分區用水量表,之后合并為表12;之前表21、22分別為行政與流域分區耗水量表,之后合并為表14;之前表20與之后表13為城市建成區供水量。由于簡化后的表格統計數據無法滿足黃河流域用水統計分析,現仍要求各省區提供原表格。按照省區提供進行匯總,6大類中有合計與其中地下水,這樣我們就根據省區提供的資料可以分出地表與地下用水量。需要指出的是由于用水量是毛用水,即引水口門計量的水量,因此,供水量等于用水量,只能不同的表述:供水是引水與提水的不同方式和深淺層地下水,用水指分不同用戶6大類。這里的用水量也即取水量,用的新鮮水量。
根據“流域耗水量”的理念,黃河下游引黃水量盡管大部分是供給外流域用水,但仍要統計回來。向流域外引水,對于黃河流域來說,只要不再回歸黃河流域,那將被認為是100%的消耗。高揚程或遠距離輸水、支流跨流域引取水、灘區取水和傍河水源的一部分,灌區滯水:流域內支流流域中灌區的湖泊、坑塘、低洼地、海子、人工開挖的小型平原水庫以及村前屋后的溝道等的引取河道的水量,均作為河道損失水量。
基礎資料的來源主要是省(區)和黃委會河務局、水政水資源局(水調局)等單位,包括取水許可申報中實際引水量:黃河流域從80年代末期進行了黃河用水統計,逐步形成了取水許可、申報、審核管理。根據授權黃委會取水許可管理權限,黃委會對黃河干流及其重要跨省區支流的取水許可實行全額管理或限額管理。其中頭道拐以下全額管理,頭道拐以上限額管理。各省區也進行了取水許可證制度,取水工作進入一個較為規范階段。
黃河下游引黃基礎資料的來源主要是黃委會河南水文水資源局整編資料、和黃委會河南、山東河務局和水量調度局等單位,黃河下游引黃資料根據歷年資料審編按照實測資料修正,包括誤差、灘區、未控、標準化堤防等,修正系數0.2左右。黃委會相關部分控制的水量每年都進行修改,近年修改超過了20%。
根據全河取水許可申報資料,我們主要對黃河干流進行修改。以寧夏與內蒙古2007年為例說明修改過程。新晨
寧夏黃河灌區2007年引揚黃河水量64.132億m3,不包括:河北地區引水量已從美利總干渠中扣除內蒙古阿左旗亂井0.278億m3;河東地區引水量已從東干渠中扣除陜西定邊0.017億m3,甘肅環縣0.016億m3。合計64.443億m3。
從取水許可申報黃河上中游局提供中寧夏66.765億m3。
公報采用67.07億m3,增加0.3億m3。主要考慮興惠泵站直接取黃河水約2000-3400萬,以及溝渠回用水(有泵站)等。
從取水許可申報中石嘴山電廠直接引黃河水(石嘴山電廠河心泵房供新老電廠、石嘴山市供水排水總公司取水泵房)取水16116萬m3,退水12136萬m3。
寧夏黃河灌區退水為29.898億m3。其中實測71%,調查8%,未控21%。黃河上中游局提供中32億m3。采用29.3億m3。還原水量統計中,排水量中把山洪排水量部分分割出去,另扣少量的基排水量和排污水量。
內蒙古2007年取水許可申報中達71.0566億m3,其中南岸干渠進水閘、沈烏干渠進水閘、北總干渠進水閘分別為1.9438億m3,5.873億m3,54.5359億m3。內蒙古引水主要集中在黃河干流,每年均根據取水許可申報進行修改。
內蒙古河套灌區三盛公引水,總干渠
二、
三、四閘退水,直排入黃的渠道一干渠灌域有渡口渠,解放閘灌域有南一渠,永濟渠灌域有南二渠,義長灌域有干南渠,四閘之后退水通過三湖河灌域有蓿亥、先鋒、公廟、黑柳渠揚排站進入黃河。南干渠的排水是通過灌溉用水排入黃河。
統計內蒙三盛公的還原水量,即用三大干渠引水量,
二、
三、四泄水閘,西山嘴及4個鄉的抽排水,以及南干渠的排水量之差即為還原水量。排入烏梁素海中的水量通過西山嘴排入黃河水量部分統計在內,排入烏梁素海的水量不排入黃河也作為消耗水量。
從取水許可申報中(2007年黃委頒發取水許可證取水工程取水統計表)2007年北總干渠進水閘退水19.36億m3,南岸干渠進水閘退水0.3363億m3。
據內蒙古水文局提供:通過內蒙古水文局巴彥淖爾市排水:總干渠二閘泄水6.043億m3,總干渠三閘泄水2.860億m3,總干渠四閘泄水3.47億m3,西山嘴(排黃河)386萬m3。南干渠退水0.403億m3。合計排黃河12.82億m3。
根據歷年排水量約在8-13億m3,采用12.82億m3。
5.公報用水量統計存在問題與建議
編發水資源公報是各級水行政主管部門的一項重要職責。定期向社會各界公告我國水資源情勢、開發利用保護情況和重要水事活動,引起各級政府對水資源的關注,提高全民的節水、惜水、保護意識,是編發水資源公報的主要宗旨。
編發水資源公報是推進水資源統一規劃和強化管理的一項基礎性工作。所提供的信息,是各級政府決策和有關部門工作的重要依據;所積累的資料,是編制各級水資源綜合規劃和水中長期供求規劃的基礎。
盡管我們對黃河流域主要用水區段干流與支流跨流域引水進行了修正,但大部分支流只要修正提高其耗水系數,不能全面反映實際情況。
從黃河天然徑流量來看,自90年代以來處于一個逐年下降的過程,該過程下降非常明顯,與平水年580億m3,減少40%左右,有些年份已接近30年代枯水期最枯年份。但是,黃河流域整個面上降雨量僅減少15%左右,從一個方面可以看出水量還原的不足是主要原因之一。從經驗來看每年還原水量應在300億m3以上,然而全河最低只有260億m3左右,說明水量還原的不夠充分。
黃委有一套較為成熟的流域河川徑流還原水量的計算方法,我們歸納提出地表水傳統的耗水概念為“區域耗水”,而河流計算還原水量則稱為“流域耗水”,以示區別。從以上分析可以看出,“流域耗水量”的計算不僅對黃河流域適應,也對其它流域或支流流域都應該適應的。但是從行政區域中,一般耗水量從行政區域耗水率方面進行解釋也是合理的。
黃河流域河川徑流的還原計算是黃河流域水資源評價規劃的基礎,也是眾多科研和生產實踐的基礎。深入探討黃河水量的計算方法,總結歸納流域用水特點很有必要。
5.1“流域耗水量”的理念建立
根據黃河流域特點結合還原水量的概念建立流域耗水量,也是黃河專家的一致的理念,不僅是眾多的與水資源相關的科學研究基礎,同時也是黃河的生產與水量調度的基礎。黃河引耗水有其特殊性,具體問題需要分析,流域耗水量不以用水屬地統計耗水只統計引出河道與能夠回歸河道多少。“流域耗水量”是建立在引排差的基本原理上的,準確性高、合理等特點,同時也實際應用于黃河水量調度和生產管理中。
流域耗水量值是在用水量與一般耗水量之間,用水量也是取用新鮮水量,由于污水處理和礦坑水的利用擴大了取水的內容,從工程方面來說是供水量。從黃河流域來看,由于向外流域供水是黃河一個長期占流域用水的大約三分之一,這部分對于河道(流域)來說屬于100%的消耗,以及流域內的高揚程或遠距離輸水以及灌區滯水,湖泊生態補水等,如果再加上各地區的用水量統計中的人為因素等,黃河流域的流域耗水量值遠大于一般耗水量,更趨向接近供水量,因此,所謂耗水系數(率)就高。