黄河水资源公报用水统计与理念

作者:李东    文章来源:黄河水利委员会水文局    点击数:1541    更新时间:2010/1/6

    1.公报编制

    黄河用水统计始于1988年,由黄河水利委员会(以下简称黄委会)水政水资源局负责。1997年水利部行文编制《中国水资源公报》并在全国推动流域和省区水资源公报的编制,黄河水资源公报也于当年开始编制,编制依据“中国水资源公报编制大纲”进行,但没有正式对外发布。第二年1998年黄河水资源公报正式对外发布,至今已刊布10期。

    水利部 “关于编发《中国水资源公报》的通知于1998年3月下发”,要求各有关单位要从实施可持续发展的战略高度出发,切实加强领导,把水资源公报编发工作列入重要议事日程。黄委会对此项工作非常重视,及时成立了以委主管领导为组长的《公报》编制工作领导小组和有关业务部门主管领导为负责人的项目组。在水利部的领导下,在流域各省区的密切配合和大力支持下,经过全体编制人员的共同努力,相继编发了(1998年至2007年)共10期《黄河水资源公报》,并在黄河网和委办公自动化等媒体上公开发布,收到良好的社会效果。

    《黄河水资源公报》编制工作是根据《中国水资源公报编制技术大纲》(以下简称大纲)要求和黄河流域水资源开发、利用、管理与保护的实际情况编制的。所以除按照《中国水资源公报编制技术大纲》要求外,有流域的特殊要求和延伸。

    一是黄河水资源公报分区要求更细化,主要支流需单独列出。由于公报不仅需要行政分区,也要流域分区,流域公报更需要二级流域分区,二级流域分区套一级行政分区。同时根据黄河水量调度需要,黄河流域地表水需分黄河干流部分和支流部分,并以引水口性质进行分属,而不是传统的行政与地区属地分类。区间分为:干流、主要支流(列出名称)、区间未统计支流(其它支流)。

    二是黄河水资源公报的用水部门耗水量计算分水源进行,即分地表水、地下水等,而不是全国水资源公报那样耗水是不分水源的混合耗水量。

    最终提供为省区套二级区分行业、分水源类型等成果。

    2.公报水资源利用

    2.1 供水量

    指各种水源工程为用户提供的包括输水损失在内的水量,也称取水量。按照取水水源不同分为地表水源、地下水源和其他水源三大类,并按受水区进行统计。技术要求如下:(1)地表水源供水量按蓄水、引水、提水、调水四类工程及人工载运水量分别统计。(2)地下水源供水量是指水井工程的开采量,按浅层水、深层水、微咸水分别统计。(3)其他水源供水量包括污水处理再利用、雨水利用和海水淡化。

    2.2 用水量

    指各部门用户的取水量,从2003年度开始,水资源公报统一采用“全国水资源综合规划”规定的分类体系,即对1997年的分类做调整, 1997年分为:农田灌溉、林牧渔、城镇工业、农村工业、城镇生活和农村生活6大类用水。2003年以后仍为6大类:农田灌溉用水没变,林牧渔用水增加牲畜用水(原来在农村生活里),城镇工业与农村工业合并为城镇工业用水,由城镇生活用水中单列出城镇公共用水,城镇生活和农村生活中居民用水合并为居民生活用水、增加了生态环境用水。

    用水量含义有毛、净之分,这里是指配置给各类用户的包括输水损失在内的毛用水量。按用户特性分生产用水、生活用水和生态环境用水三大类,其中生产用水再划分为第一产业用水(农田灌溉用水和林牧渔用水)、第二产业用水(城镇工业用水和城镇公共用水中的建筑业用水)和第三产业用水(城镇公共用水中的服务业用水)。用水计量点应与供水计量点一致。

    生态环境用水暂统计人为措施调配的水量,而不包括降水、径流自然满足的水量。按城镇环境用水(含河湖补水和绿化、清洁用水)和农村生态补水(指对湖泊、洼淀、沼泽的补水)分别统计。

    表中细目的划分,考虑了“新口径”与“原口径”的异同,既能汇总成生产、生活、生态三大类用水,也可汇总成农业(农田灌溉用水和林牧渔用水)、工业(即上述的第二产业用水)、生活(居民生活用水、服务业用水和生态环境用水)三大类用水。

    2.3 耗水量

    指从地表水体和地下水体取用于生活、生产和生态环境,而不能回归到地表和地下水体的水量,同样存在“新口径”与“原口径”的差异,划分与用水量对应。

    3.黄河公报水资源开发利用

    黄河水资源公报一般采取省区提供的取引水量数据,向水利部和黄委会所报是综合耗水量,即地表水、地下水等合计的耗水量,没有单独的地表水耗水量。黄委会需要地表水的耗水,即所谓的流域耗水量。黄河公报按引黄各省区与流域分区用水情况统计:取水量和耗水量;引黄各省区与流域分区地表水、地下水按6大类利用情况分别统计;黄河干支流主要水文站以上水资源量统计,其中天然地表水资源量是实测径流量、水库蓄水变化量和地表耗水(还原水量)之和。

    3.1 流域用水消耗量(流域耗水量)

    河道外的还原水量(不包括河道的用水如水库蓄水量)对于河道来说也即河道“无回归水量”,是流域的用水消耗量,简称“流域耗水量”。
建立以流域管理为目标的“流域耗水量”基本理念与引入,从河流的角度出发与大纲有明显的

    重点,从流域还原概念可以理解为工农业、生活还原水量对于流域来说是流域耗水量。因而计算方法的核心是引排差,即“流域耗水量”是以引排差原理为基础的,耗水量相对于河道来说是净用水量。排退水不仅指明渠回归河道水,也包括引出的水量中通过地下水体的回归流域河道。引出本流域用于外流域的用水即为耗水。一般的耗水即传统耗水,我们称为行政性耗水,也叫面上耗水,与“流域耗水量”有较大的差别。“流域耗水量”概念是与之传统的耗水概念比较而言的。

    行政区域耗水量(用水消耗量):指在输水、用水过程中,通过蒸腾蒸发、土壤吸收、产品带走、居民和牲畜饮用等多种途径消耗掉,而不能回归至地表水体和地下含水层的水量。

    “流域耗水量”不是传统意义上的耗水量,只是相对与河道来说,河道“无回归水量”,是河道的净消耗水量,是一个相对数值。也可以说对河道损失(贡献)的大小。

    把流域河川径流还原水量河道外用水概括并提出“流域耗水量”,有其积极的意义,这和黄委会的水资源成果中基本计算方法基本原理是一致的,都是采用“流域耗水量”概念,1987年国务院批复黄河可利用水量中也是“流域耗水量”;其计算方法建立在在引排差基础上,即引出河道扣除引出后回归河道的水量,具有简单明了、准确性高、合理等特点,同时也实际应用于黄河水量调度和生产管理中。如水量调度中以黄河断面水量作为各河段各省区分配水量的依据,引出的水量与回归的水量在断面能够具体反映。

    3.2 流域耗水量的计算

    根据黄河流域水资源利用的具体情况,各项用水含义如下:引、取水量:指从黄河干支流中引、取的水量。退(排)水量:指从黄河干支流中引、取的水量中又回归黄河干支流的水量。黄河河川径流耗水量:指引、取黄河干支流河川径流水量中不能(直接或间接)回归到黄河干支流的水量。即,指引、取黄河干支流中的水量扣除其回归到黄河干支流河道后的水量。

    需要进一步明确的是,所谓干支流特指本流域内干流或支流的引水与回归,于是可表述为本流域内引水减去在本流域内引出的水量中回归河道的水量,如果跨流域引水回归水进入另一流域,则为进入流域的外来水,客水。这部分水量在所进入的流域参加径流时,实测资料中测到,计算天然径流时应从中扣除。

    “流域耗水量”有其计算特点:所谓“一进一出”,只管引出河道口门和回归河道水量。“流域耗水量”以河段统计,不管用水属地,只考虑是干流或是支流引水,从那个河段引水就计入那个河段,引出水另一个河段回归,在回归河段则为加入量;“区域耗水量”以属地用水为统计对象,只统计消耗水的数量,不需知道水的来源与去向,能否回归河道,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”实际是还原水量中水资源利用的理论概括,因此,具有特殊性。一般耗水量不可能出现负数,但“流域耗水量”在相关的河段与时段可以出现负数。

    如跨流域引水的退水,对于受水河流或流域就是增加的水量:外来水,客水,如果汇入河流并经下游测验,这对于受水河流是负数(如下)。

    兰州市城市与工业用水主要是兰州水文站断面以上引水,城市排污退水大部分在断面以下,这部分因引黄河干流水而产生的退水就增加了兰州水文站断面以下的水量,退水在该断面下为负数。

    宁夏灌区主要引水在青铜峡水文断面以上,而退水则在青铜峡水文断面以下,退水量在石嘴山水文站测验到,退水在该断面为负数。

    4.黄河公报用水量统计与修正

    公报统计2003年以前有28张表,之后缩减为20张表。之前表16、17分别为行政与流域分区供水量表,之后合并为表11;之前表18、19分别为行政与流域分区用水量表,之后合并为表12;之前表21、22分别为行政与流域分区耗水量表,之后合并为表14;之前表20与之后表13为城市建成区供水量。由于简化后的表格统计数据无法满足黄河流域用水统计分析,现仍要求各省区提供原表格。按照省区提供进行汇总,6大类中有合计与其中地下水,这样我们就根据省区提供的资料可以分出地表与地下用水量。需要指出的是由于用水量是毛用水,即引水口门计量的水量,因此,供水量等于用水量,只能不同的表述:供水是引水与提水的不同方式和深浅层地下水,用水指分不同用户6大类。这里的用水量也即取水量,用的新鲜水量。

    根据“流域耗水量”的理念,黄河下游引黄水量尽管大部分是供给外流域用水,但仍要统计回来。向流域外引水,对于黄河流域来说,只要不再回归黄河流域,那将被认为是100%的消耗。高扬程或远距离输水、支流跨流域引取水、滩区取水和傍河水源的一部分,灌区滞水:流域内支流流域中灌区的湖泊、坑塘、低洼地、海子、人工开挖的小型平原水库以及村前屋后的沟道等的引取河道的水量,均作为河道损失水量。

    基础资料的来源主要是省(区)和黄委会河务局、水政水资源局(水调局)等单位,包括取水许可申报中实际引水量:黄河流域从80年代末期进行了黄河用水统计,逐步形成了取水许可、申报、审核管理。根据授权黄委会取水许可管理权限,黄委会对黄河干流及其重要跨省区支流的取水许可实行全额管理或限额管理。其中头道拐以下全额管理,头道拐以上限额管理。各省区也进行了取水许可证制度,取水工作进入一个较为规范阶段。

    黄河下游引黄基础资料的来源主要是黄委会河南水文水资源局整编资料、和黄委会河南、山东河务局和水量调度局等单位,黄河下游引黄资料根据历年资料审编按照实测资料修正,包括误差、滩区、未控、标准化堤防等,修正系数0.2左右。黄委会相关部分控制的水量每年都进行修改,近年修改超过了20%。

    根据全河取水许可申报资料,我们主要对黄河干流进行修改。以宁夏与内蒙古2007年为例说明修改过程。

    宁夏黄河灌区2007年引扬黄河水量64.132亿,不包括:河北地区引水量已从美利总干渠中扣除内蒙古阿左旗乱井0.278亿;河东地区引水量已从东干渠中扣除陕西定边0.017亿,甘肃环县0.016亿。合计64.443亿

    从取水许可申报黄河上中游局提供中宁夏66.765亿

    公报采用67.07亿,增加0.3亿。主要考虑兴惠泵站直接取黄河水约2000-3400万,以及沟渠回用水(有泵站)等。

    从取水许可申报中石嘴山电厂直接引黄河水(石嘴山电厂河心泵房供新老电厂、石嘴山市供水排水总公司取水泵房)取水16116万,退水12136万

    宁夏黄河灌区退水为29.898 亿。其中实测71%,调查8%,未控21%。黄河上中游局提供中32亿。采用29.3 亿。还原水量统计中,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。

    内蒙古2007年取水许可申报中达71.0566亿,其中南岸干渠进水闸、沈乌干渠进水闸、北总干渠进水闸分别为1.9438亿,5.873亿,54.5359亿。内蒙古引水主要集中在黄河干流,每年均根据取水许可申报进行修改。

    内蒙古河套灌区三盛公引水,总干渠二、三、四闸退水,直排入黄的渠道一干渠灌域有渡口渠,解放闸灌域有南一渠,永济渠灌域有南二渠,义长灌域有干南渠,四闸之后退水通过三湖河灌域有蓿亥、先锋、公庙、黑柳渠扬排站进入黄河。南干渠的排水是通过灌溉用水排入黄河。

    统计内蒙三盛公的还原水量,即用三大干渠引水量,二、三、四泄水闸,西山嘴及4个乡的抽排水,以及南干渠的排水量之差即为还原水量。排入乌梁素海中的水量通过西山嘴排入黄河水量部分统计在内,排入乌梁素海的水量不排入黄河也作为消耗水量。

    从取水许可申报中(2007年黄委颁发取水许可证取水工程取水统计表)2007年北总干渠进水闸退水19.36亿,南岸干渠进水闸退水0.3363亿

    据内蒙古水文局提供:通过内蒙古水文局巴彦淖尔市排水:总干渠二闸泄水6.043亿,总干渠三闸泄水2.860亿,总干渠四闸泄水3.47亿,西山嘴(排黄河)386万。南干渠退水0.403亿。合计排黄河12.82亿

    根据历年排水量约在8-13亿,采用12.82亿

    5.公报用水量统计存在问题与建议

    编发水资源公报是各级水行政主管部门的一项重要职责。定期向社会各界公告我国水资源情势、开发利用保护情况和重要水事活动,引起各级政府对水资源的关注,提高全民的节水、惜水、保护意识,是编发水资源公报的主要宗旨。

    编发水资源公报是推进水资源统一规划和强化管理的一项基础性工作。所提供的信息,是各级政府决策和有关部门工作的重要依据;所积累的资料,是编制各级水资源综合规划和水中长期供求规划的基础。

    尽管我们对黄河流域主要用水区段干流与支流跨流域引水进行了修正,但大部分支流只要修正提高其耗水系数,不能全面反映实际情况。

    从黄河天然径流量来看,自90年代以来处于一个逐年下降的过程,该过程下降非常明显,与平水年580亿,减少40%左右,有些年份已接近30年代枯水期最枯年份。但是,黄河流域整个面上降雨量仅减少15%左右,从一个方面可以看出水量还原的不足是主要原因之一。从经验来看每年还原水量应在300亿以上,然而全河最低只有260亿左右,说明水量还原的不够充分。

    黄委有一套较为成熟的流域河川径流还原水量的计算方法,我们归纳提出地表水传统的耗水概念为“区域耗水”,而河流计算还原水量则称为“流域耗水”,以示区别。从以上分析可以看出,“流域耗水量”的计算不仅对黄河流域适应,也对其它流域或支流流域都应该适应的。但是从行政区域中,一般耗水量从行政区域耗水率方面进行解释也是合理的。

    黄河流域河川径流的还原计算是黄河流域水资源评价规划的基础,也是众多科研和生产实践的基础。深入探讨黄河水量的计算方法,总结归纳流域用水特点很有必要。

    5.1 “流域耗水量”的理念建立

    根据黄河流域特点结合还原水量的概念建立流域耗水量,也是黄河专家的一致的理念,不仅是众多的与水资源相关的科学研究基础,同时也是黄河的生产与水量调度的基础。黄河引耗水有其特殊性,具体问题需要分析,流域耗水量不以用水属地统计耗水只统计引出河道与能够回归河道多少。“流域耗水量”是建立在引排差的基本原理上的,准确性高、合理等特点,同时也实际应用于黄河水量调度和生产管理中。

    流域耗水量值是在用水量与一般耗水量之间,用水量也是取用新鲜水量,由于污水处理和矿坑水的利用扩大了取水的内容,从工程方面来说是供水量。从黄河流域来看,由于向外流域供水是黄河一个长期占流域用水的大约三分之一,这部分对于河道(流域)来说属于100%的消耗,以及流域内的高扬程或远距离输水以及灌区滞水,湖泊生态补水等,如果再加上各地区的用水量统计中的人为因素等,黄河流域的流域耗水量值远大于一般耗水量,更趋向接近供水量,因此,所谓耗水系数(率)就高。

    5.2 承担流域外供水

    黄河流域是水资源匮乏的流域,同时还承担流域外供水的重任,包括向天津供水,河北白洋淀生态修复供水。黄河下游引黄干流水向流域外的引水在90%以上,全河向流域外供水占全部的流域耗水量的31%。

    5.3 要求公报资料更丰富

    黄河流域公报水资源利用已经做了大量的工作,但与生产实践特别是水量调度的要求还有一定的差距,需要分干流与支流,主要支流等用水统计仍未能开展。黄河水资源公报分区要求更细化,主要支流需单独列出。根据黄河调度需要黄河流域地表水统计需分黄河干流部分和支流部分。以引水口性质进行分属,而不是传统的行政与地区属地分类。区间分为:干流、主要支流(列出名称)、区间未统计支流(其它支流)。

    5.4 公报重地表轻地下

    黄河流域公报偏重于地表水的统计,地下水取水是省区提供没有进行修改,耗水则是根据经验估算而来。

    5.5 复杂问题有待进一步研究

    黄河流域的还原计算比较复杂,诸如地下水的开采与地表水的关系,以及煤炭等矿产资源的开发对水资源的影响都有得于进一步的探讨与研究。

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