赣江袁河流域水资源承载力探讨及发展建议
温天福，杨永生
江西省水利科学研究院
从水资源可持续利用的角度出发，提出了水资源承载能力计算方法，对赣江支流袁河流域2015年和2030年的水资源承载能力进行探讨。以水资源可承载人口和可承载GDP两个指标，并结合承载水平对袁河水资源的承载能力进行评价。计算结果表明，在2015年的特枯和2030年的偏枯和特枯情况下水资源不同程度制约了流域经济发展，同时提出了诸如调整产业结构、合理配置水资源等提高水资源承载能力的各项措施和建议。采用上述措施后，在远景年较枯年份，供水安全可以得到保障。
1 引言
水资源是有限的、不可或缺的自然资源和战略资源，在一定的区域和时段内，其承载能力是有限的［1］。关于区域水资源承载能力的概念与定义，学术界尚未完全统一［2］，但其研究的内容基本指某一区域内水资源所能持续支持的人口数量和经济规模。该问题目前在水资源短缺的北方地区研究较为广泛，对于水资源丰富的南方地区而言，随着近年来区域需水量的增加以及用水方式的粗放，有限的水资源已经成为制约社会、经济与环境协调发展的一个“瓶颈”。
本文以赣江袁河流域为例，以2008年为现状水平年，2015年为近期规划水平年，2030年为远期规划水平年，结合流域相关行政区发展规划，分析流域水资源承载能力，并提出提高水资源承载能力的有效措施和建议。
2 流域概况
袁河位于赣江下游左岸，系赣江一级支流，发源于江西省萍乡市麻田乡，由樟树市张家山镇汇入赣江。流域形状呈芭蕉叶形，集水面积6262km2，主河道长度279.0km[3]。袁河流域涉及的行政区域主要有芦溪县、袁州区、分宜县和渝水区等县（区）。该流域人口密集、经济发达，且水资源开发利用率高，2008人口总数为240.54万，GDP为527.88亿元，三产比例为10∶62∶28，其中工业增加值为287.39亿元[4]。
袁河流域属副热带季风气候区，水资源量丰沛，多年平均降水量1678.0mm，流域水资源总量为59.57亿m3（正常年），46.9亿m3（偏枯年），33.84亿m3（特枯年）。径流特点为年际变化不大，年内分配不均匀，汛期（4—9月）径流量约占径流总量的64%，且地表水—地下水交换频繁。从近几年监测数据来看，流域水质状况较好，水质普遍优于Ⅲ类，但干流新余段水质有恶化的趋势，2009年水质出现劣Ⅴ类。
2008年，流域总用水量15.52亿m3，水资源利用率较高，占26%。其中，以农田灌溉和工业用水为主，农田灌溉用水量10.11亿m3，占用水总量的65%，工业用水量3.58亿m3，占用水总量的23%，两者之和达88%。根据经济及用水现状，现状年流域万元GDP用水量为294.1m3，综合平均灌溉用水量为12358.5m3/hm2，万元工业增加值用水量为124.6m3，流域用水水平整体不高，低于北方地区，有较大的节水潜力。
本文发表于2011年。
3 袁河流域水资源承载能力
3.1 计算方法
水资源承载能力的计算必须建立在一定的社会发展水平基础上，主要取决于生态环境状况、水资源开发能力以及行业用水水平，具有时间属性和区域属性。本文以可承载的经济规模和人口数量，结合相应的承载水平来表征2015年和2030年袁河流域水资源承载能力。计算步骤如下：
（1）计算不同降水频率的水资源可利用量。
（2）推算流域单位GDP综合用水量。根据国家和全省发展战略以及流域相关行政区中长期发展规划，确定不同规划水平年流域行业规模及用水水平，用式（1）估算单位GDP综合用水量。
式中：Uc为单位GDP综合用水量，m3/万元；Ei为行业i用水定额，m3/万元、m3/亩；Vi为行业i的规模，万元、亩；GDP为流域国内生产总值，万元。
（3）计算可用于生产的水资源可利用量。用于生产的水资源可利用量是指水资源可利用量扣除用于居民生活和城市生态的剩余部分。一般采用试算法，预先设定生产与生活和生态用水量的分配系数，根据经验，系数一般在0.85～0.95，水资源可利用量与经验系数之积即为预估的用于生产的水资源可利用量。
（4）确定可承载的经济总量和人口数量范围。第（3）步确定的用于生产的水资源可利用量与第（2）步得出的单位GDP综合用水量的比值即为不同规划水平年的水资源可承载的经济总量，然后根据表征生活水平的人均GDP，推算出相应的可承载人口数量。
（5）检验可承载人口数量。第（4）步可承载人口的生活需水量与第（3）步预留的用于生活和生态的水资源可利用量进行比较：若生活需水量大于生活预留水量，则计算的可承载人口数量偏大，应该减少用于生产的水资源利用量，增加生活预留水量；反之，对用于生产和生活的水资源量比例进行调整，则可承载更多人口数量。经过调整试算，若两者数值比较接近，则所计算的可承载人口数量即为区域水资源可承载的人口数。
（6）确定水资源承载规模。将第（5）步计算所得承载人口数与规划水平年预估人口数比较，两者取大值即为区域水资源可承载的人口规模。根据水资源可利用量校核区域水资源承载经济规模及承载水平。技术流程如图1所示。
图1 水资源承载能力计算技术流程
3.2 流域需水预测
袁河流域主要用水户包括居民生活、工业、农业、第三产业及林牧渔业等5大类。不同降水频率情况下社会需水总量是不一样的，本文主要考虑正常年（50%）、偏枯年（75%）及特枯年（95%）对流域农田灌溉需水的影响。根据2008年水资源利用状况，预测近远期规划水平年流域需水状况（见表1）。对比现状年流域用水量，近期经济增长速度较快，水资源需求量增幅较大；远期随着用水水平的提高，水资源需求增速减缓。
表1 袁河流域需水预测 亿m3
根据对流域近远期规划水平年社会经济发展状况及用水水平的分析，结合区域人口增长规律，预测流域正常发展情况下2015年和2030年袁河流域单位GDP需水量及人均GDP值（见表2）。
3.3 水资源承载能力分析
参照赣江流域水量分配成果，袁河流域水资源可利用量分别为22.59亿m3（正常年），18.44亿m3（偏枯年），13.39亿m3（特枯年）。为了更清楚地表明流域水资源承载能力状况，本文以可承载GDP和可承载人口数量来表征流域水资源承载能力，同时配以指示居民生活水平的人均GDP来说明水资源承载水平。根据流域可利用水资源，本着优先满足生活及生态环境需水要求，结合流域经济发展用水水平，按照承载能力计算流程，计算2015年和2030年袁河流域平水和偏枯频率下水资源承载能力如表3所示。
表2 袁河流域用水水平预测
表3 袁河流域水资源承载能力成果
从表3中可以看出，在2015年和2030年的正常情况及2015年的偏枯情况下，可承载GDP和可承载人口数量大于流域发展预测值，水资源量能满足流域正常发展需求；而在2015年的特枯和2030年的偏枯和特枯情况下可承载GDP小于流域发展预测值，因此必须降低流域人均GDP以承载流域人口数量预测值。因此，对于水资源丰富的袁河流域，偏枯年份存在水资源可利用量较少与流域需水量较大的矛盾，该情况下水资源也有可能成为制约流域正常发展的因素之一。
4 提高水资源承载能力的主要措施
4.1 存在的问题
（1）人口增长速度较快。当水资源可承载GDP值一定时，承载人口越多，承载水平将越低，控制人口快速增长将有利于使有限的水资源承载更高的生活水平。根据袁河流域近几年人口增长率，预计流域近远期人口平均增长率为8.0‰～8.5‰，增长速度略大于国家人口增长率指标。
（2）产业结构不合理。承载能力大小不仅与水资源可利用量有关，而且与地区产业结构相关。产业结构越合理，单方水产出将越高，相同水资源所能支撑的经济总量将越大，即承载能力越大。现状年袁河流域三产比例为10∶62∶28，第三产业比重低于发达地区的40%以上标准，同时第一产业经济作物比重偏少，第二产业高耗水、低附加值产业比重占半数以上。
（3）水资源利用水平不高。行业用水水平的高低将直接影响流域水资源利用水平，行业用水效率越高，单位GDP用水量将越小，流域水资源承载能力将越大。当前流域单位GDP用水量为294.1m3，预计2030年将降至78m3/万元，但与先进国家55m3/万元的标准还有很大差距，主要表现为流域农田平均灌溉用水量较高，为12358.5m3/hm2，约为国内平均水平6510m3/hm2的2倍左右。
4.2 主要措施和建议
水资源承载能力是动态的，不仅体现为水资源系统支撑流域社会、经济和环境的能力，同时也反映社会系统对水资源开发、利用和管理的水平及影响程度，因此可以从不同方面采取适当的措施予以提高。
（1）强化制度管理，实现水务一体化。水资源论证、取水许可管理、水资源费征收等综合管理手段为实现流域水资源宏观管理提供了制度保障，促使人们实现合理用水、计划用水和节约用水［5］。当前袁河流域已实行了水资源取水审批和水资源有偿使用等管理方式，正在逐步落实水资源“三条红线”管理，虽然新余市、芦溪县、袁州区、分宜县等组建成立了水务局，但水务职能尚未真正到位，各项涉水事务仍然存在“多龙管水”的格局，需要进一步推进水务体制改革，为落实最严格的水资源管理提供体制保障。
（2）加快节水型社会建设，提高行业用水效率。目前袁河流域的袁州区和渝水区已列入省级节水型社会建设试点城市，但行业用水效率仍然偏低，流域工业增加值用水量为124.6m3/万元，远高于发达国家的30m3/万元。对此，可以采取工艺技术改造、行业结构调整及产业升级等方式，同时限制高耗水产业发展等措施提高工业用水效率。目前流域农业平均用水量为12538.5m3/hm2，袁惠渠灌区面积大而集中，可以因地制宜推广灌区节水改造和先进的灌溉技术，发展高产优质高效的“两高一优”农业。现状流域管网漏损率达20%，节水器具的普及率不高；在加强城市节水的同时，应提高流域废污水处理率和回用率，既能减少污水排放量，又能减少新鲜水取水量。
（3）调整用水布局，实现水资源合理配置［6］。袁河流域中上游化工、水泥和医药产业规模较大，下游新余市钢铁、纺织行业为支柱产业，用水量和排污量均较大，在提升工业用水水平的同时，需要逐步走出一条“专、精、特、新”的工业发展路子。在农业用水结构方面，首先要减少高耗水农作物比例。袁河流域种植业所占比重偏大，达到90%以上，林牧渔业等高附加值产业比例较小。在种植业中，又以水田种植面积为主，占耕地面积的83.1%，其余花生、棉花、蔬菜等经济作物比例不及20%。随着江西省由农业大省向农业强省的转变，袁河流域林牧渔等产业要大力发展，粮食产业要适当压缩，特别是灌溉成本高、品质不好的耕地。
（4）挖掘水利工程潜力，发展非常规水资源。袁河流域大中型水库共13座，小型水库（塘坝）508座，总库容约15亿m3，占年平均径流量的26%。蓄水工程大部分分布在主要支流上，袁河干流除两座大型水库外，自上而下分布有4座橡胶坝，以美化沿河环境为主，调节能力不强。今后应对已有水库进行除险加固，充分发挥调节性能，增加蓄水量，保障偏枯年份水资源供给。
袁河流域水资源丰富，但降水主要集中在4—6月，而农作物灌溉时间为7—9月。在地处丘陵地带的农田，推广以滞蓄天然降水为主要目的的土地平整技术和耕作改进技术，推广鱼鳞坑、水平沟等集雨保水技术，这样既能有效地降低水利工程运行成本，同时也能增加水资源可利用量。
5 结论
（1）袁河流域水资源丰富，但用水量较大，2008年用水量为15.52亿m3，占分配水量的67%。随着社会经济的快速发展，到2030年，如遇干旱年份，流域供需水量存在较大缺口，通过落实水资源“三条红线”管理制度和“以供定需”的管理方法可以缓解用水压力。
（2）通过产业结构调整、水资源配置管理、节水型社会建设等措施，不断丰富水资源开发利用内涵以提高水资源承载能力。特别是目前袁河流域工业快速发展且用水效率不高，农田灌溉面积较大且利用系数较低，若以全国平均水平为标准，充分挖掘节水潜力将达5.0亿～5.5亿m3，在干旱年份将不会出现严重缺水的现象。
（3）水资源承载能力计算方法不同，尚未统一，且较难体现“以可持续发展为原则”的特征。本文以较为简捷的方法分析了水资源丰富地区的水资源承载能力，但由于社会、经济和环境系统之间作用复杂，较难深刻揭示水资源系统的内在联系，且可持续内涵并未得以很好反映，方法理论需要进一步完善。
参考文献：
［1］李艳芹，周嘉.阿尔山市水资源承载能力浅析［J］.哈尔滨师范大学自然科学学报，2005，21（4）：99-101.
［2］姚治君，王建华，江东，等.区域水资源承载力的研究进展及其理论探讨［J］.水科学进展，2002，13（1）：111-115.
［3］江西省水文局.江西水系［R］.南昌：江西省水文局，2006.
［4］江西省统计局.2009年江西省统计年鉴［M］.北京：中国统计出版社，2009.
［5］黄明聪，陈能志.福建晋江流域水资源承载能力研究［J］.水利水电技术，2004，35（4）：104-106.
［6］胥信平.黑龙江省水资源承载力探析［J］.中国水利，2003，（8）：12-14.
本文发表于2011年。