水资源需求预测分析

水资源分析

【摘要】：根据我国国民经济实际用水状况,简要分析了水资源需求的驱动因素,建立了水资源需求驱动因素综合分析模型,并根据模型进行了实例计算和分析。结果表明:(1)全国总用水增加了1 220亿m3,其中工业和生活用水增长是国民经济用水增长的直接原因;(2)全国而言,排在前四位的正向驱动因素分别是工业增加值、农田灌溉面积、人口以及林牧渔需(补)水面积。负向驱动因素分别是农田灌溉定额的下降,其次是工业用水定额的下降;(3)对生活用水而言,北方省份人口增长对生活需水增长的贡献较突出,南方省份则是生活用水定额的提高对生活需水增长的贡献较突出;(4)对工业用水而言,工业规模的扩大

【关键词】：水资源需求;驱动因素;分析模型

社会经济发展是影响水资源供需的主要因素。社会经济发展包括人口增长与城市化进程，产业结构变化与工业总产值增加，农业发展与灌溉面积增长以及人民生活水平提高等方面。显然在发展进程中这些因素既受到不确定因素的影响，但也有其发展的规律性可循。在各个因素之间，还同时存在着深刻的内在联系。为了反映各类指标的确定性趋势和不确定性影响，应采用情景分析的方法，进行区域社会经济发展态势预测。

到“十一五”时期，中国人口将增加至14亿左右，经济上，按人均计算要达到当时中等发达国家的水平，粮食生产要保证基本自给；为解决农村富裕劳动力就业并节约土地，以及为改善农村的能源交通教育医疗等条件，城镇化率将有较大幅度提高。因此对水资源的需求在总量上和区域集中程度上均相应地有大幅度提高。

需水分析

1、工业需求

影响工业需水的因素主要有工业产品的结构与规模、工业总产值、生产工艺、生产设备及技术水平、节水技术等。工业用水重复率的确定方法较多，现用数学模型与分析比较相结合的方法进行确定。这种方法是根据流域历年统计资料，建立数学模型进行预测。其预测结果经分析比较确定。从国内外工业用水重复率统计资料来看，其增长过程一般符合生长曲线模型，可用庞伯兹公式来预测。其数学公式为：R（i）=Rmax ×exp[-b×exp（-kT）]，其中R（i）为预测年工业用水重复率，Rmax为工业用水重复率上限值，T 为时间，b，k是模型参数。由各流域工业发展情况、工业用水变化情况及重复用水率变化趋势拟合外延，可以估计得各流域的工业重复用水率的上限值表1.8，再由庞伯兹公式可以得到预测年的工业重复用水率，见表1.9。工业总产值预测直接采用《中国水资源现状评价和供需发展趋势分析》预测成果。再由技术进步系数（见表1.10），万元工业产值用水量降低及工业用水重复率提高法公式可以得到预测年万元用水定额，预测工业用水量。

表1.8 各流域工业重复用水率

表1.9 各流域历年工业重复用水率（R为工业用水重复率）

表1.10各流域科技步进系数（a为技术进步系数）

综上所述，加上东南诸河、西南诸河、内陆河工业用水量，预计2010年、2020年我国工业用水总量约1685.69亿ｍ3和2234.04亿ｍ3。

2、农业需求

按照最新划分标准，农业需水包括农田灌溉用水和林牧渔业用水，还有农村畜牧的生活用水，由于缺乏相关资料，本次依然按照老口径计算农业需水。即农业需水包括农田灌溉用水和林牧渔业用水。根据人口预测，粮食单产预测，种植结构优化，综合灌溉定额预测，1997年，黄河、长江、珠江流域林牧渔用水依次是27，63，51亿m3，预计林牧渔用水将持续有所增加。但幅度不会很大，预计2020年黄河流域林牧渔用水31亿m3，长江流域林牧渔用水67亿m3，珠江流域林牧渔用水54亿m3。从而可以得到2020年黄河流域农业需水总量为352亿m3。长江流域农业需水总量为1081亿m3。珠江流域农业需水总量为541亿m3。

通过对各流域历史数据统计，运用线形回归方法也可以预测到2020年各流域农业需水总量，结果如表1.12。预计2010年全国农业各大流域总需水量为4219亿m3，2020年为4257亿m3。

表1.12 各流域农业需水总量单位：亿m3

注：数据来源于中国水资源公报。

3、生活需水

由于生活需水增长比较有规律我们采用人均日用水量预测的方法，模型如下：Q=K P3 364103，其中Q为预测年生活用水量，K为预测年人均用水定额，P为预测年用水人口数。根据该模型，结合现有资料，测算出各流域1999年城镇和农村生活用水指标分别为：松辽河165 L/人·d、89L/人·d；海河223 L/人·d、70 L/人·d；黄河168 L/人·d、55 L/人·d；淮河169 L/人·d、65 L/人·d；长江260 L/人·d、88 L/人·d；珠江338 L/人·d、141 L/人·d。由庞伯兹（Compertz）生长曲线法得出各流域需水定额。通过已经求得的人口预测值和需水定额计算出各流域生活需水量如表。预计2010年全国生活需水量达737亿m3，2020年将增至869亿m3。

4、生态环境用水

综合现阶段的研究国内目前研究目标多集中在水资源供需矛盾突出以及生态环境相对脆弱和问题严重的干旱、半干成果，对生态环境需水量的理解可概括为：①流域或区域内的天然水体为维持特定的生态环境功能所必须蓄存和消耗的最小水量。②以生态环境现状作为评价生态用水的起点，满足一定生态环境标准和规划目标条件下的区域或流域生态系统所需要最小水量。③流域或区域内不同时空条件下，人类活动造成水环境量和质的改变未超过维持人和自然和谐关系，水体的资源和水环境功能保持良好条件下，需要保持的水资源量极限值。④维系一定生态系统功能所不能占用的最小水资源需求量。

5、总需水量

在不考虑生态需水量的情况下，预测到2010年全国的需水量为6642亿m3，2020年全国需水量将达到6491亿m3。对预测结果的合理性分析表明：这一结果与社会经济稳定快速发展、城市化进程的加快以及灌溉面积有较大幅度增长的趋势是一致的。

参考文献

1、《长江科学院院报》第24卷第一期

2、中国水资源制度研究、中国水资源公报