（环境科学专业论文）金昌市工业和城镇居民节水潜力和节水措施.pdf

a b s t r a c t w 乱e ri sa ni n t e g r a l p a r to fl i f ea n di t i se s s e n f i a lf o r t h es u r v i v a la n d d e v e l o p m e n to fh u m a nb e i n g s j i n c h a n gc i t yi sl o c a t e di nt h en o r t h w e s td r o u g h t y a r e a so fc h i n a t h e r e f o r e i th a sb e e nw a n t i n gi nw a t e rf o ra g e s w j 也t h ef a s t d e v e l o p m e n to fi t ss o c i a le c o n o m v j i n c h a n gc i t yh a dt h ep r o b l e mo fas e r i o t i sl a c k o fw a t e rs i n c e19 7 0 s t h es h o r t a g eo fw a t e rr e s o u r c eh a sb e e nt h el o c a l s o c i o e c o n o m i cc o n s t r a i n tt os u s t a i n a b l ed e v e l o p m e n to fj i n c h a n gc i t y t h e s h o r t a g eo fw a t e rr e s o u r c eh a sb e c o m et h eb o t t l e n e c ko f1 0 c a ls o c i o e c o n o m i c d e v e l o p m e n t i no r d e rt oa l l e v i a t et h ew a t e rc r i s i so fj i n c h a n gc i t ya n da c h i e v et h e h a r m o n i o u sd e v e l o p m e n to fe c o n o r n v s o c i e t ya n de n v i r o n m e n t ，i ti sn e c e s s a r yt o a n a l y z ew a t e r - s a v i n gp o t e n t i a la n dw a t e r - s a v i n gm e a s u r ef o ri n d u s t r ya n du r b a n r e s i d e n t so f j i n c h a n gc i t y t h ea r t i c l es t a r t sw i t l lt h ea n a l y s i so fw a t e rr e s o u r c e i n d u s t r i a lw a t e ra n dm u n i c i l o l a l w a s t e w a t e l - t h em a i nr e a s o n sf o rt e n s i o n i n gt h ec o n t r a d i c t i o n sb e t w e e nw a t e rs u p p l ya n d d e m a n do fi n d u s t r i a la n du r b a na b o u tj i n c h a n gc i t ya r ea n a l y z e d if o r e c a s tt h et o t a l i n d u s t r i a la d d e dv a l u ea n dt h en u m b e ro f u r b a nr e s i d e n t so f j i n c h a n gc i t yi n2 0 1 0a n d 2 0 15 c a l c u l a t e dt h ea m o u n to fw a t e rn e e d e di ni n d u s t r ya n dr e s i d e n c e ，a n a l y z e di t s l a c k i n ga m o u n to fw a t e ri n2 0 1 0a n d2 0 1 5 t h ec i t y sw a t e rc o n s e r v a t i o np o t e n t i a li s e s t i m a t e d ：1 1 1 e nt h em a j o rw a t e r - s a v i n gm e a s u r e sa r ef o a n do u t t h em a i nm e a s u r e s o fw a t e r s a v i n ga r ea n a l y z e da n de c o n o m i cf e a s i b i l i t yi sa c c o u n t e d i nt h el a s tp a r t o ft h ea r t i c l e s o m es u g g e s t i o n so nw a t e rc o n s e r v a t i o nw o r ka r eg i y e n a 1 1 山e s e p r o v i d er e f e r e n c e t o j i n c h a n gc i t y t om a k ef u t u r e n a t i o n a lw a t e rr e s o u r c e s m a n a g e m e n tp r o g r a m m e s ，w a t e rc o n s e r v a t i o np o l i c i e s ，s o c l o 。e c o n o m i cd e v e l o p m e n t p l a n s ，p o l i c yf o r l t l u l a t i o na n dw a t e r - s a v i n gm e a s u r e s k e y w o r d s ：j i n c h a n gc i t y ；w a t e rf o ri n d u s t r y ；w a t e rf o ru r b a nr e s i d e n t s ； p o t e n t i a lo fw a t e rc o n s e r v a t i o n ；w a t e r - s a v i n gm e a s u r e s 原创性声明 本人郑重声明：本人所呈交的学位论文，是在导师的指导下独 立进行研究所取得的成果。学位论文中凡引用他人已经发表或未发 表的成果、数据、观点等，均己明确注明出处。除文中已经注明引 用的内容外，不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的科研 成果。对本文的研究成果做出重要贡献的个人和集体，均已在文中 以明确方式标明。 本声明的法律责任由本人承担。 论文作者签名：粒日期：趔：笪 关于学位论文使用授权的声明 本人在导师指导下所完成的论文及相关的职务作品，知识产权 归属兰州大学。本人完全了解兰州大学有关保存、使用学位论文的 规定，同意学校保存或向国家有关部门或机构送交论文的纸质版和 电子版，允许论文被查阅和借阅；本人授权兰州大学可以将本学位 论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用任何复 制手段保存和汇编本学位论文。本人离校后发表、使用学位论文或 与该论文直接相关的学术论文或成果时，第一署名单位仍然为兰州 大学。 保密论文在解密后应遵守此规定。 论文作者签名：蕴导师签名：越奎鼙望 日 期；：选生， 兰州大学硕士研究生学位论文 金昌市工业和城镇居民节水潜力和节水措旆 1 1 研究目的和意义 第一章绪论 水是一种极其重要的资源，它不但是农业的命脉、工业的血液，更是地球上 一切生物赖以生存而不可替代的组成成分，也是城市形成与发展的重要条件i l 】。 节约用水是世界各国应对水短缺和水污染等水问题的重要措篪【2 1 】。随着城 市的快速发展，生活用水、工业用水和城市环境用水的需求都将会有不同程度的 增长，从而对城市水资源形成更大的压力。因此，进一步加强城市节水，充分挖 掘城市节水潜力，是实现以有限的水资源支持城市社会经济可持续发展的根本出 路1 5 。1 。 节水，从字面上很容易理解为节约用水“s a v i n gw a t e r ”，但这是对节水的 狭义理解，这种理解只强调日常生活和经济活动中通过节省用水以减少支出和成 本投入。对节水含义的另一种解释，是指在合理的生产布局与生产组织的前提下， 为实现一定的社会经济目标，通过采取多种措施，对有限的水资源进行的合理分 配与优化利用。这种解释相对于上述观点无疑更趋合理，但仍不够全面，第一是 仅包括了生产用水的节约，却忽视了非生产用水；第二是对节水措施概括得过于 笼统，缺乏指导性：第三是只强调了传统水资源( 淡水资源) 的配置与利用，而忽 视了对水资源的保护与非传统水资源( 包括可利用的雨洪、微咸水和污水等) 的开 发利用日1 。我国的节水型城市目标导则 9 1 对城市节水作了这样的定义：节约用 水，指通过行政、技术、经济等管理手段加强用水管理，调整用水结构，改进用 水工艺，实行计划用水，杜绝用水浪费，运用先进的科学技术建立科学的用水体 系，有效地使用水资源，保护水资源，适应城市经济和城市建设持续发展的需要。 而有的专家学者则把节约用水定义为：在一定经济技术条件下，以提高水资源利 用效率、降低在使用过程中的浪费和减少污水排放为目的，所采取的工程、技术 和管理等各项综合措施的行为，节约用水的涵义包括水资源的合理开发、高效利 用、优化配置、全面节约、有效保护和综合治理 i o l 。这2 个定义更接近于英文中 的”w a t e rc o n s e r v a t i o n ”或”e f f i c i e n tw a t e r ”的内涵【l i i 。 金昌市是以有色冶金、化工为主的资源型工业城市。矿产资源丰富，特别是 兰州大学硕士研究生学位论文 金昌市工业和城镇居民节水潜力和节水措旋 以镍为主的铂族贵金属矿藏得天独厚，总储量仅次于加拿大萨德伯里镍矿，居世 界同类矿床第二位，金昌因盛产镍而闻名于世，被誉为中国的“镍都”，铜储量仅 次于江西德兴，钴储量仅次于四川的攀枝花，与镍铜伴生的铂、钯、锇、铱、钌、 铑等稀贵金属储量居全国之首。工业是金昌经济发展的主导产业，目前已形成有 色冶金、化工、建材、能源四大支柱产业体系。城市规模近期( 2 0 0 5 年) 按2 5 万 人，远期( 至2 0 2 0 年) 按3 5 万人，4 2 平方公里规划。目前已建成近3 4 9 平方公 里。 2 0 世纪8 0 年代以来，金昌市社会经济发展迅速，国内生产总值由1 9 8 0 年 的9 2 5 亿元到2 0 0 1 年的4 0 0 6 亿元，现已经发展成为河西走廊的一个重要城市。 但是，由于金昌市气候干燥寒冷，降水稀少，水资源较为匮乏( 水资源量仅占甘 肃省水资源量的1 , 7 6 ) ，人均占有水资源量1 2 1 8 立方米，远远低于全国人均 2 3 0 0 立方米和甘肃省人均1 2 2 4 立方米的水平，早在1 9 9 2 年被国务院列为全国 1 0 8 个重点缺水城市之一。加上金昌市工农业生产用水量和居民生活用水量的不 断增加，目前金昌市的水资源短缺问题已经成为制约其社会经济发展的瓶颈。为 了解决这一问题，必须对金昌市进行总体规划、调整产业布局、进行工业工艺技 术革新、采取强有力的节水措施等。所以，金昌市进行工业用水和城市居民生活 用水的节水潜力和节水措施分析，对解决当地的水资源危机，促进金昌市经济社 会可持续发展均具有重要的意义1 1 2 研究现状 2 0 世纪6 0 年代以来，随着世界社会经济的迅猛发展，工业生产用水量、生 活用水量、市政用水量、农业生产用水量以及生态用水量的不断增加，水资源短 缺的问题日益严重，加上各种污水( 包括工业污水、市政生活污水以及农业污水 等) 的急剧增加，水资源污染不断加剧，使得水资源的供需矛盾更为突出。为了 解决水资源日益短缺的严重问题，就要加强节水研究，近年来国内外各专家学者 在节水方面做了许多研究：h o f f m a n ni r e n e 详细论述水资源作为一种公共物品， 研究适合非洲西海岸地区的水资源管理方法和节水措施 坨j 。d e m i n a p 分析了俄 国( 前苏联) 】9 7 0 - 1 9 9 8 的用水统计数据，用水统计数据表明：俄国总用水量逐 年增加、水资源污染日益严重，必须采取有效措施进行节水和污水治理，才能实 兰州大学硕士研究生学位论文金昌市工业和城镇居民节水潜力和节水措旌 现水资源的可持续发展【1 ”。k r a u s ek a t e 从经济、社会和政策等各个角度进行探 讨研究，研究怎样采用措施和策略才能既要实现节水目标，又要经济成本和社会 福利成本最低【l ”。w a s t o nr a y m o n dk ，m u r p h ym a r g o th 等认为水是一种越来越 稀缺的资源，他们重点研究水价和节水的关系，认为提高水价有助于节约水资源 【i5 1 。 国内也有不少专家学者在节水方面作大量的研究工作：邓良斌分别从农业节 水潜力、工业节水潜力和城市生活节水潜力进行广东省潜力分析，得出这三个行 业的节水潜力，并提出针对广东省的节水措施【i “。尤祥瑜和李昱也是从农业节水 潜力、工业节水潜力和城市生活节水潜力进行辽宁省潜力分析，得出这三个行业 的节水潜力，并详细分析相应的节水措施 1 1 1 。魏存计和赵振兴则单独分析河北省 冶金工业节水潜力，明确节水目标、阐明节水措施【l8 】。程普云对山西省城镇生活 节水潜力分析，并提出山西省城镇生活节水的具体措施 1 叭。陈庆秋等人分析珠江 三角洲工业用水节水潜力，结果表明其节水潜力巨大，应采取必要的节水措施【2 0 】。 张之学探索金昌市水资源可持续发展和利用的方案，提出合理的综合措施， 以便不断提高水资源的经济效益、生态效益和社会效益，促进治水理念的创新， 全面建设节水型社会，实现可持续发展战略1 2 1 1 。朱高峰和马金珠等人分析金昌市 未来水量供需平衡问题 2 2 】。宋晰宇叙述金昌市水环境现状和存在的问题，并对全 市的环境保护提出建议和对策 2 3 1 。 1 3 研究的范围和重点 研究的范围包括金昌市区和永昌县城( 包括河西堡镇) 。本文通过学习国内 外关于工业用水与节水多方面成果( 包括需水量预测、用水状况总体研究、节水 目标与节水潜力计算方法、节水措施等) ，进而对金昌市水资源状况、未来的需 水量预测、节水潜力和节水措施等各个方面进行综合的分析和研究。研究重点有 以下几个方面： ( 1 ) 金昌市工业用水和城镇居民生活用水供需紧张的原因分析。 ( 2 ) 先进行2 0 1 0 年和2 0 1 5 年金昌市工业增加值和城镇人口的预测，再对 2 0 1 0 年和2 0 1 5 年金昌市工业用水量和城镇居民用水量进行预测。 ( 3 ) 分析工业节水潜力的计算方法，并进行金昌市工业节水潜力的估算、 兰州大学硕士研究生学位论文金昌市工业和城镇居民节水潜力和节水措旅 金昌市城镇居民生活用水节水潜力的估算和供水管网可以减少的漏失量计算。 ( 4 ) 分析金昌市工业用水、城镇居民生活用水和供水管网的节水技术措施 和投资。 ( 5 ) 分析金昌市工业节水和城镇居民生活节水的非技术措施。 1 4 研究思路及技术路线 首先分析金昌市工业和城镇居民生活用水供需紧张的原因，通过对未来需水 量的预测，分析随着经济的发展，用水供需矛盾愈严重。其次对金昌市工业和城 镇居民生活用水进行节水潜力计算，寻找节水潜力。最后提出适合金昌市工业节 水和城镇居民生活节水的技术措施和非技术措施，并对技术措施进行经济效益估 算。研究思路及技术路线见图1 1 。 1 5 论文的实施 工作主要分两个阶段进行：第一阶段的主要工作是对金昌市有关情况的调查 及其相关资料收集。调查内容主要包括城市节水状况，城市居民生活用水情况， 城市主要工业行业的用水状况和各规划水平年的用水预测以及城市用水大户的 现状节水指标和各规划水平年的预测指标。资料收集工作的重点是水资源公报、 统计年鉴和年报、国民经济和社会发展统计公报，以及金昌市各有关部门的资料。 第二阶段的主要工作是分析金昌市水资源状况，分析金昌市工业和城镇居民用水 供需矛盾紧张的原因，预测未来用水量，分析金昌市工业和城镇居民用水的节水 潜力，寻找其节水措施，对节水技术措施进行经济效益估算，最后编写论文。 兰州大学硕士研究生学位论文金昌市工业和城镇居民节水潜力和节水措施 图i - i 研究思路及技术路线图 兰州大学硬士研究生学位论文 金吕市工业柙城镇居民节水潜力卵节水措施 第二章金昌市水资源状况以及用水供需矛盾紧张的原因 2 1 金昌市概述 金昌市位于祁连山北麓，河西走廊东部，东经1 0 1 0 0 4 3 5 ”至1 0 2 0 4 3 2 7 ，北 纬3 7 。4 7 2 l 至3 9 0 0 0 0 0 ”。东与武威、民勤接壤，西与山丹、民乐毗邻，南靠肃 南裕固族自治县，西南与青海门源回族自治县相连，北依内蒙古自治区阿拉善右 旗( 见图2 - 1 ) 。东西长1 4 47 0 k i n ，南北宽1 3 4 k m ，总土地面积8 8 9 58 3 k m 2 ，辖 永昌县、金1 1 区。全市总面积8 8 9 6 平方公里，其中：永昌县5 8 7 7 平方公里，金 川区3 0 1 9 平方公里。矿产资源丰富，是一个咀开采冶炼镍等有色金属为主的资 源型工矿城市，被誉为“中国的镍都”。由于深处西北内陆地区，气候干燥寒冷， 降水稀少，水资源短缺，被列为全国重点缺水城市。 图2 - 1 金昌市地理位置图 金昌地势自西南向东北倾斜。地形以山地、平原为主，戈壁、绿洲、大漠东 西展开，南北更替，相间排列。按特征可分为三类：西南部祁连山冷龙岭及其支 脉，山势雄伟挺拔，有“祁连近天都”之称，冷龙岭为境内最高峰，海拔4 4 4 2 米， 终年积雪，山问分布天然森林，高山草甸，植被覆盖率达7 5 ，是金昌重要的水 源涵养区，自古就有“祁连雪皑皑，焉支草茵茵”之说，是久负盛名的天然牧场。 中部祁连、大黄、武当、龙首诸山之间的永昌、清河、三堡等绿洲，海拔在1 8 0 0 兰卅i 大学硕士研究_ 生学位论支一 2 0 0 6 。 金昌市工业和城镇居民节水潜力和节水措施 米左右，地势平坦，土地肥沃，是境内主要农作物种植区。东北部海拔在1 5 0 0 米左右，除宁远、双湾绿洲外，其余则为戈壁、沙丘、荒漠和半荒漠草原。 金昌地理位置及其地形地貌较为复杂，南北海拔差达3 0 0 0 多米，气候差异 较大。北部地势平坦，干旱少雨，炎热干燥，日照丰富；南部山峦叠加，海拔高 而潮湿多雨，气候寒冷，终年无夏。呈现以大陆性沙漠干旱气候为主和南部祁连 山高寒气候为辅的特征。金昌自然降水由东北向西南递增。北部市区平均降水量 为1 1 9 5 毫米，浅山区年平均降水量为2 1 0 4 毫米，南部高山区年平均降水为3 0 0 毫米以上，降水量时空分布极不均匀，造成年度和时段干旱常有发生。一年中降 水多集中在6 8 月，占全年的6 5 ，5 月占8 5 ，9 月占1 1 ，1 0 月至次年4 月只占1 4 。金昌年均气温随着海拔增高而递减。市区平均气温9 3 度，最高年 份1 0 4 度，最低年份8 5 度；永昌县年平均气温5 3 度。市区最高气温4 2 4 度， 永昌县3 5 1 度：市区最低气温2 8 - 3 度，永昌县一2 8 3 度。无霜期市区为1 7 5 天， 永昌县为1 3 5 天。 降水量的分布规律是西南多东北少，由西南向东北递减，南部祁连山区多年 平均降水量大于4 0 0 m m ，浅山区为2 0 0 3 6 0 n l l n ，走廊平川区为1 1 5 1 8 5 m m ； 而蒸发量在水平和垂直方向上的分布与降水正好相反，祁连山区多年平均蒸发量 为5 0 0 1 0 0 0i l l r n ，浅山区为1 0 0 0 1 3 0 0m m ，走廊平川区为1 3 0 0 1 6 0 0n l l n 。 2 0 0 4 年全市生产总值8 5 5 3 亿元，按可比价计算，比上年增长1 8 2 ，其中： 第一产业增加值5 9 l 亿元，增长6 2 7 ；第二产业增加值6 8 7 1 亿元，增长2 2 1 7 ： 第三产业增加值1 0 9 1 亿元，增长8 1 1 。 金昌市辖一县( 永昌县) 、一区( 金川区) 。永昌县辖6 个镇，4 个乡，6 个街道 办事处；金川区辖2 个镇，6 个街道办事处。截至2 0 0 2 年末，全市总人口4 5 8 5 万人，其中非农业人口2 1 6 1 万人。永昌县2 5 0 5 万人，金川区2 0 8 0 万人。人 口自然增长率为6 6 2 o 。 2 2 金昌市水资源状况 金昌干旱少雨，降水量的分布规律是西南多东北少，由西南向东北递减，南 部祁连山区多年平均降水量大于4 0 0t o n i ，浅山区为2 0 0 3 6 0i n l l l ，走廊平川区 为1 1 5 1 8 5 m m ；而蒸发量在水平和垂直方向上的分布与降水正好相反，祁连山 兰州大学硕士研究生学虚论文金昌市工业和城镇居民节永潜力和节水措施 区多年平均蒸发量为5 0 0 1 0 0 0m m ，浅山区为1 0 0 0 1 3 0 0m n l ，走廊平川区为 1 3 0 0 1 6 0 0m m 。 金昌市水资源较为匮乏，1 9 9 2 年被国务院列为全国1 0 8 个重点缺水城市之 一。金昌市境内主要有东、西两大河流，其中：东大河多年平均径流量3 2 0 4 亿 立方米，西大河多年平均径流量1 5 4 4 亿立方米，另外还有十八条小沟小河多年 平均径流量0 2 5 5 亿立方米，地下水o _ 3 7 l 亿立方米，重复利用水量0 9 2 6 亿立 方米，构成全市可利用的水资源量为6 _ 3 亿立方米。近十年来，由于大气环流的 演变，气候变暖，持续干旱少雨，冰川、雪线上移，水源涵养能力下降，河川逐 渐减少，加上人口增多，工农业生产和生活用水供需矛盾突出。过度开发，使地 下水位持续下降，全市地表水水量由多年平均的5 0 0 3 亿立方米减少到4 4 0 4 2 亿 立方米，减少o 5 9 8 8 亿立方米。其中：东大河由多年平均的3 2 0 4 亿立方米减少 到2 7 1 2 2 亿立方米，减少0 4 9 1 8 亿立方米；西大河由多年平均的1 5 4 4 亿立方 米减少到1 4 8 2 9 亿立方米，减少o 0 6 1 1 亿立方米，十八小沟小河由多年平均的 o 2 5 5 亿立方米减少到o 2 0 9 l 亿立方米，减少0 0 4 5 9 亿立方米。重复利用水量由 多年平均的0 9 2 6 亿立方米减少到0 7 1 5 8 亿立方米，减少0 2 1 0 2 亿立方米。全 市可利用水资源量由6 3 亿立方米减少为5 4 9 1 亿立方米，共减少o 8 0 9 亿立方 米，减幅为1 2 8 。金昌市于1 9 9 5 年开始建设“引硫济金”工程，并于2 0 0 3 年初 正式通水。“引硫济金”工程是目前全国海拔最高的引水隧洞工程，该工程的建成 通水，有效地缓解了金昌的水资源供需矛盾。 2 0 0 4 年，金昌市总需水量为7 0 8 x1 0 8 m 3 ，供需缺额达1 8 1 0 8 m 3 。由表2 1 可以看出：农业用水总量为6 0 5 1 0 8m 3 ，工业用水总量为o 7 0 1 0 8m 3 ，生活 用水总量为o 3 3 1 0 8i n 3 ，而生态用水量几乎为零：其中农业用水占8 5 ，工业 用水占1 0 ，生活用水占5 。 表2 - 12 0 0 4 年金昌市用水情况表 用水量( m 3 )比例( )备注 农业用水总量 6 0 5 1 0 88 5 工业用水总量 0 7 0 1 0 81 0 生活用水总量o 3 3 1 0 8 5 合计7 0 8 1 0 8l o o 金昌市的工业及城镇居民生活用水量由河西堡工农渠首推算到皇城水库引 水点计量，全市工业及城镇居民生活用水分为核定年度用水量和限制调节年度用 兰州大学硕士研究生学位论文”2 0 0 6金昌市工业和城镇居民节水潜力和节水措旆 水量，核定年度用水量为1 1 7 2 3 万立方米，限制调节年度用水量为1 2 1 4 5 万立方 米，各单位的核定年度用水量和限制调节年度用水量见表2 2 。 表2 2 金昌市各单位的核定用水量和限制调节用水量( 单位：万m 3 a ) 名称 核定用水量限制调节用水量 金川集团有限公司 6 7 3 26 8 4 6 甘肃永昌发电有限公司2 5 2 4 2 6 5 7 金昌化工集团公司8 1 78 6 0 河西堡镇 2 2 82 8 5 河西堡铁厂9 6 1 0 l 河西堡采矿石厂 4 ， 4 市政生活用水1 3 2 2 1 3 9 2 合计1 1 7 2 31 2 1 4 5 2 3 金昌市工业和城镇居民用水供需矛盾紧张的原因 2 3 1 金昌市水资源短缺 我国是一个水资源短缺的国家，2 0 0 4 年全国平均降雨量6 0 1 m m ，年平均水 资源总量2 8 1 2 4 万r n 3 ，人均占有量不足2 4 0 0 m 3 ，仅相当于世界平均水平的1 4 ， 不少地方出现了水资源危机。据最新调查，我国约有4 2 0 多座城市缺水，其中 1 1 4 座城市严重缺水，全国城市日缺水量1 6 0 0 万m 3 ，年缺水量6 0 亿m 3 2 4 1 。金 昌市地处西北地区，由于气候干燥寒冷，降水稀少水资源较为匮乏，金昌市水资 源量仅占甘肃省水资源量的1 7 6 ，人均占有水资源量1 2 1 8 立方米，远远低于 全国人均2 3 0 0 立方米和甘肃省人均1 2 2 4 立方米的水平。到2 0 1 0 年各行业总需 水量为6 0 9 5 1 1 0 8 m 3 ，缺水量o 8 5 6 7 x 1 0 8 m 3 ，缺水程度1 6 4 ；到2 0 2 0 年各行业 总需水量为6 2 0 4 4 x 1 0 8 m 3 ，缺水量0 9 2 1 7 x1 0 8 m 3 ，缺水程度1 4 4 【2 2 1 。 2 3 2 农业用水量偏大 金昌市农业人口2 4 2 4 万，区域内地域辽阔，土地肥沃，光照充足，昼夜温 差大，非常适宜于农作物生长，农业在全省占有重要地位，是甘肃省重要的粮油 基地之一。由表2 1 可知，2 0 0 4 年金昌市农业生产用水量为6 0 5 1 0 8 m 3 ，占全 市总用水量的8 5 。农业用水量过大，单位水量所创造的产值低，农业用水方式 不科学，农业灌溉水平低，灌溉水有效利用率只有4 5 ，渠系利用率为6 2 。 2 3 2 金昌市经济的快速增长导致工业用水量的增加 兰州大学硕士研究生学位论文金昌市工业和城镇居民节水潜力和节水措施 近二十年来金昌市工业发展迅速，见图2 2 ，由图可知，金昌市工业增加值 由1 9 8 4 年的2 9 8 亿元增加到2 0 0 3 年的3 3 2 7 亿元，而工业用水量由1 9 9 9 年的 4 8 6 5 万立方米增加到2 0 0 4 年的6 9 6 4 万立方米，平均每年增加7 2 。从图2 3 可知，金昌市工业用水量是逐年增加的。 l 黑 辽 _ 趟 牡 葛嚣器昌簧葛昌器昌窘 2 霉霉当霉霉2 霉品曷 图2 2 金昌市工业增加值情况图 注：数据来源于当年的甘肃统计年鉴和金昌统计年鉴。 n 量 r 邋 聃 7 0 0 0 6 9 0 0 6 8 0 0 6 7 0 0 6 6 0 0 6 5 0 0 6 4 0 0 6 3 0 0 一，一 2 0 0 22 0 0 32 0 0 4 图2 3 金昌市工业用水量情况表 注：数据来源于金昌市环境质量报告书( 2 0 0 1 - - 2 0 0 5 ) 。 2 3 3 金昌市人口的快速增长导致居民用水量增加 伴随金昌市经济的不断发展，金昌市的人口也快速增长。从1 9 8 5 年到现在 的2 0 年时间里，金昌市的人口从1 9 8 5 年的9 9 8 万人增长到2 0 0 3 年的2 1 4 4 万 人。居民生活用水量由1 9 8 5 年的9 2 5 万立方米增加到2 0 0 1 年的1 8 2 4 万立方米 ( 金昌市统计年鉴) 。由于金昌市人口的快速增长，必然促使金昌市居民用水量 的大大增加，这也使得金昌市水供需矛盾日趋紧张。 2 0 0 2 年全国、甘肃和金昌城镇居民人均日用水量( 升) 分别为2 1 3 、1 2 0 和 2 5 7 。由此可见，目前金昌市区居民用水量不仅远高于甘肃平均用水量，也高于 兰州大学硕士研究生学位论文金昌市工业和城镇居民节水潜力和节水措施 全国平均用水量，主要原因是金昌位于西北干旱干燥地区，市区绿化用水量大， 2 0 0 3 年其用水量为1 0 9 万立方米，金昌市区平均绿化用水量为2 l ( d m 3 ) 。 2 3 5 供水管网漏水严重 2 0 0 4 年金昌市自来水输水管网的漏水率为5 。城市供水是以符合饮用水水源 卫生要求的水资源作为原水，经过取水、输水、净化等工艺，从配水系统到供水 设施并消耗一定的动力和药剂，精心加工，才能达到城市供水要求。高的漏水率 不但浪费优质水资源，增加供水成本，而且在供水不足的城市加剧水的供求矛盾。 2 3 6 金昌市污水再生利用率低 随着经济的迅速发展，人口的增加，人民生活水平逐渐提高，工业化和城市 化步伐的加快，用水量急剧增加，污水排放量也就相应增加。污水再生回用是解 决供水不足的重要举措，还可以减少污染，促进区域水资源有效利用f 2 5 吨 。金 昌市目前的污水利用率是1 1 ，与建设部节水型城市目标导则所要求的3 0 有较大的差距。 2 3 7 金昌市水环境污染日趋严重 随着金昌市经济的快速增长和人口的不断增加，金昌市的工业污水和生活污 水的排放量也增加。金昌市1 9 9 9 年污水排放总量为2 4 4 6 6 4 万立方米，而2 0 0 4 年的污水排放总量达到2 9 0 9 万立方米，其中市政生活污水为7 5 5 万立方米，工 业污水为2 1 4 5 万立方米( 见表2 3 ) 。由图2 - 4 可以看出，金川集团有限公司污 水排放量占总污水排放量的5 2 ，市政生活污水排放量占总污水排放量的2 6 ， 金昌化工集团公司污水排放量占1 0 ，永昌发电投资有限公司污水排放量占8 ， 其它单位污水排放量占4 。由于大量的污水排放，造成污染事故的不断发生( 金 昌市统计年鉴) ，这加剧金昌市水资源的供需矛盾。 表2 - 3 金昌市各单位污水排放量情况表 单位名称污水排放量( 单位：万m 3 a )备注 金川集团有限公司 1 5 1 0 5 金昌化工集团公司 2 8 0 全部未达标排放 永昌发电投资有限公司 2 3 8 8 市政生活污水 7 5 5 其它单位污水 1 2 4 7 合计2 9 0 9 兰州大学硕士研究生学位论文金昌市工业和城镶居民节水潜力和节水措施 2 1 0 事鼢 罾金川集团有限公司 园金昌化工集团公司 口永昌发电投资有限公司 圈市政生活污水 目其它单位污水 图2 - 4 金昌市各单位污水排放情况图 兰州大学硕士研究生学位论文金昌市工业和城镇居民节水潜力和节水措施 第三章金吕市未来工业和城镇居民需水量预测 3 1 金昌市工业和城镇居民的取水量 + 金昌市2 0 0 4 年的工业和城镇居民取水总量为8 3 3 9 万m 3 ，其中工业取水量 为6 9 6 4 万m 3 ，占取水总量的8 4 ：生活用水量( 包括市政用水量) 为1 3 7 5 万 m 3 ，占取水总量的1 6 。由表3 1 可以看出：金川集团有限公司取水量为4 5 6 4 万一，占总供水量的5 5 ；永昌电厂取水量为1 5 9 2 万m 3 ，占总供水量的1 9 ； 金昌市化工总厂取水量为4 8 4 万m 3 ，占总供水量的6 ；其他工业企业取水量为 3 2 4 万m 3 ，占总供水量的4 。 表3 - 12 0 0 4 年金昌市各单位取水情况表 名称取水量( 单位：万m 3 a )比例( ) 备注 金川集团有限公司 4 5 6 45 5 甘肃永昌发电有限公司 1 5 9 21 9 金昌化工集团公司4 8 4 6 其他工业企业3 2 4 4 市政生活用水 1 3 7 51 6 合计 8 3 3 91 0 0 注：数据来源于金昌市环境质量报告书( 2 0 0 1 - - 2 0 0 5 ) 。 3 2 预测2 0 1 0 年和2 0 1 5 年金昌市工业和城镇居民的需水量 从区域发展的角度对金昌市工业和城镇居民的未来需水量进行预测。首先， 需要对金昌市的人口、经济等社会发展指标进行预测，并通过需求分析，研究未 来社会经济发展对用水量的需求，为可持续水资源战略的制定提供依据。进行 2 0 3 0 年的中长期分析，虽有较多的不确定因素，但对金昌市工业和城镇居民 近期的需水量进行预测，根据国家的宏观政策、区域发展的近期历史及变化态势， 可以提出一些趋势性的分析预测结果。其次，按照估算出来的工业增加值、人口 总数等指标进行金昌市工业和城镇居民需水量的估算。 3 2 1 金昌市2 0 1 0 年和2 0 1 5 年工业增加值的预测 3 2 1 1 经济预测的方法1 2 ”1 经济预测是指以准确的调查统计资料和经济信息为依据，从经济现象的历 兰州大学硕士研究生学位论文 金昌市工业和城镇居民节水潜力和节水措施 史、现状和规律性出发，运用科学的方法，对经济现象未来发展前景的测定。经 济预测是经济决策科学化的工具，是国家编制计划、预见计划执行情况、加强计 划指导的依据，也是企业改善经营管理的有效手段之一。经济预测方法分为定性 预测法和定量预测法两种。 在掌握的历史数据不多、不够准确或主要因素无法用数字描述进行定量分析 时，定性预测就是种行之有效的预测方法。常用的定性预测方法有3 种：( 1 ) 市场调查预测法( 2 ) 专家评估法( 又称德尔菲预测法) ( 3 ) 主观概率法。 而在掌握的历史数据比较多、能够用数字准确描述进行定量分析时，常用定 量预测法进行经济预测。常用的定量预测方法有6 种：( 1 ) 线性回归分析预测法 ( 2 ) 一元线性回归模型( 3 ) 多元线性回归模型( 4 ) 虚拟变量回归预测法( 5 ) 非线性回归预测法( 6 ) 时间序列平滑预测法。本研究采用线性回归预测法进行 页铡一 线性回归分析预测法就是从各种经济现象之间的相互关系出发，通过对与预 测对象有联系的现象变动趋势的线性分析，推算预测对象未来状态数量表现的一 种预测法。 3 2 i 2 金昌市2 0 1 0 年和2 0 1 5 年工业增加值预测 根据金昌市和甘肃省1 9 9 9 2 0 0 3 年统计年鉴，采用线性回归分析预测法， 得出回归方程，用以对未来工业增加值的发展趋势作预测，其增长趋势如图3 1 所示。工业增加值增长方程式为：y = 1 3 3 6 9 x - 2 6 5 1 4 ，相关系数1 - = 0 9 5 ，所以金 昌市2 0 1 0 年和2 0 1 5 年的工业增加值分别为3 5 7 7 亿元和4 2 4 5 亿元。 表3 - 2 金昌市工业增加值情况表( 单位：亿元) 年份工业增加值年份工业增加值年份工业增加值 2 0 0 33 3 2 71 9 9 62 1 0 61 9 8 97 4 3 2 0 0 2 2 6 6 5 1 9 9 51 6 9 71 9 8 85 9 5 2 0 0 12 4 ：6 71 9 9 4 1 4 9 81 9 8 74 2 4 2 0 0 02 1 2 51 9 9 31 2 8 61 9 8 63 6 6 1 9 9 91 5 4 21 9 9 21 0 3 51 9 8 53 2 3 1 9 9 8 1 4 9 61 9 9 l8 8 81 9 8 42 9 8 1 9 9 71 7 1 91 9 9 08 2 3 注：数据来源于当年的甘肃统计年鉴或金昌市统计年鉴。 兰州大学硕壬研究生学位论文 7 2 0 0 6 金昌市工业和城镇居民节水潜力和节水措施 1 r 8 _ 趔 耻 乞一 。， 一一。 ? ：夕 b n1 q r q1 q 9 n1 9 9 r2 n n n，n5 年份 图3 - 1 工业增加值的发展趋势图 3 2 2 金昌市人口预测 人口预测就是根据一个国家、一个地区人口的现状，考虑到社会政治经济条 件对人口再生产和转化的影响，分析其发展规律，运用科学的方法测算未来某个 时期人口的发展状况。人口预测首先是针对人口数目，其次还可预测人口的出生 率、死亡率、增长率，以及人口性别和年龄构成。在此基础上，还可以对未来人 口的地区分布、婚姻状况、家庭构成、城乡人口比例等进行预测。但是这里的人 口预测只是针对人口数目的预测。人口预测有短期、中期、长期预测之分，一般 应按人口发展的固有周期而定。人口发展周期与人口平均期望寿命有关。世界不 同国家和地区的人口平均期望寿命相差较大，因此，各个国家和地区要根据实际 情况进行短期、中期、长期的人口预测。例如，中国人口预期寿命约为7 0 岁左 右，因此，长期人口预测最好预测到7 0 年以后，中期4 0 5 0 年，短期可以是5 年、1 0 年或2 0 年。 一般来说，一个城市的人口增长率和该城市人1 2 1 的自然增长率、机械增长率 ( 即净迁移率) 以及该城市的经济发展可能引起的人口变动趋势有关。 从生态学角度来讲，人口是一个种群，其增长规律数学模型为： p = p o ( 1 + n “ 式中：p 预测期人口数；p o 基年的人口总数：r 每年的人口自 然增长率；n 预测年数。 根据金昌市统计年鉴1 9 9 3 - 2 0 0 2 年统计资料，近期人口自然增长率为6 6 2 ，2 0 0 2 年金昌市区( 特指本研究区域，以下相同) 人口为1 8 4 5 万人。2 0 1 0 踮撕加o o 吾 兰州大学烦f 研究生学位谨 艾一金昌市工业和城镇居民节水潜力和节水措施 年金昌市区人口总数为： p = 1 8 4 5x ( 1 + 0 0 0 6 6 2 ) 8 = 1 9 4 5 ( 万人) 2 0 1 5 年金昌市区人口总数为： p = 1 8 4 5 ( i + 0 0 0 6 6 2 ) 1 3 = 2 0 1 0 ( 万人) 所以2 0 1 0 年和2 0 1 5 年金昌市区人口总数分别为1 9 4 5 万人和2 0 1 0 万人。 3 2 3 金昌市工业和城镇居民2 0 1 0 年和2 0 1 5 年需水量的预测 3 2 3 1 金昌市居民生活用水预测 金昌市居民生活用水预测可以通过人口总数和人均年耗水量进行计算，即 w i = x i q i 式中：w i 预测年的居民生活用水量，m 3 ；x i 预测年的居民总数， 人：q i _ 一预测年人均年耗水量，m 3 人。 在中国，北方地区的生活用水量通常比南方地区的生活用水量小，但是据近 十年来的中国统计年鉴和甘肃统计年鉴的统计资料，金昌市区居民人均生活用水 量比较大，由表3 3 和图3 2 可以看出，2 0 0 2 年全国、甘肃和金昌人均日生活用 水量( 升) 分别为2 1 3 、1 2 0 和2 5 7 。由此可见，目前金昌市区居民用水量不仅 远高于甘肃平均用水量，也高于全国平均用水量，因此，到2 0 1 0 年和2 0 1 5 年， 随着金昌市居民生活水平的不断改善，人均生活用水量，反而将会降低，原因在 于目前金昌市人均生活用水量比较太，在今后，金昌市将不断采取各种有力措施 进行节水，故人均生活用水量将会降低而不是增加。所以，2 0 1 0 年和2 0 1 5 年金 昌市区居民人均日生活用水量( 升) 分别取2 1 0 和2 0 0 。所以2 0 1 0 年金昌城镇 居民需水量为： w i _ x i q i = 1 9 4 5 x 1 0 4 x o 2 1 x3 6 5 = 1 4 9 0 8 ( 万m 3 ) 2 0 1 5 年金昌城镇居民需水量为： w 。= x 。q = 2 0 1 0 1 0 4 0 2 0 3 6 5 = 1 4 6 7 3 ( 万m 3 ) 表3 - 3 城镇居民人均日用水量( l i d ) 全国甘肃金昌备注 2 0 0 41 9 61 9 32 5 4 2 0 0 32 2 21 9 02 6 6 2 0 0 22 1 91 9 22 5 7 2 0 0 12 1 81 9 11 8 9 2 0 0 0 2 1 9 1 9 0 1 7 8 6 兰卅i 大学硕士研觅生学位论文2 0 0 6 盒蔼市工业和城镇居民节水潜力和节水措施 d 捌 * 旺 皿 霹 呶 噬 蹬 铎 2 0 0 02 0 0 1 2 0 0 22 0 0 3 2 0 0 4 图3 - 2 城镇居民人均日用水量比较 3 2 3 2 金昌市2 0 1 0 年和2 0 1 5 年工业需水量预测 工业需水量预测采用产值相关法( 定额法) 进行确定。通过社会经济发展预测 的工业增加值数为准，乘以当年万元工业增加值取水标准，计算公式如下： w 2 x q 式中：w 工业需水量，m 3 ；) ( _ 工业增加值，万元；q 预测年份 万元工业增加值的取水量，m 3 万元。 。据近十年中国统计年鉴和甘肃统计年鉴的统计资料，金昌市万元工业增加 值取水量一般，以