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湖南省近年用水强度变化影响因素分析及其预测

曾鹏 余雅滢




【摘要】我国经济建设由高速度向高质量转变发展过程中,省域范围内的用水量与用水强度供需矛盾突出。根据近15年来湖南省省域范围的用水量与用水强度发展变化,应用LMDI因素分解模型从经济发展、产业发展、人口规模等方面分析湖南省用水强度变化的影响因素,进一步根据2035省城经济发展规划,行业经济发展与人口增长情况,预测其用水变化情况,在此基础上,提出相应的建议与方案,确保用水供给能有效支持经济的高质量发展。

【关键词】用水量;用水强度;用水预测;湖南省

【中图分类号】TV214

【文献标识码】A

在我国经济由快速发展到高质量发展转型期,水资源供给的数量与质量成为了促进全国或省域发展的重要因素之一,优质足量的水资源是经济健康持续发展的重要保障。湖南省属于典型的水资源丰富区域,且拥有湘、资、沅、澧四水以及泪罗江、新墙河,最终汇人到我国第二大淡水湖泊——洞庭湖,通过城陵矶流人长江。水资源总量大,全省年度水资源总量约1900余亿m3,良好的水资源环境为湖南的社会经济发展提供了坚实的基础性保障。湖南省第十一次党代会明确提出, “全面贯彻五大发展理念,大力实施创新引领、开放崛起战略,着力建设经济强省、科教强省、文化强省、生态强省、开放强省。”并计划通过“三个着力”“四大体系”“五大基础”等系统性工业、农业重大工程与项目来推进。无论是工程项目、工农业以及居民生活,用水量与用水强度一直反映着经济发展对水资源的需求情况,在分析近15年来湖南省经济发展与用水情况变化的基础上,进一步明确经济发展的用水要素及其进化关系,对于预测用水需求,进一步提高用水质量,确定经济发展与居民生活质量具有重要意义。

1 研究区域情况

湖南省地处我国中南部,全省土地面积约为21.18万km2,辖区包括14个地州市。湖南水资源总量相对较为丰富,平均年降水量在1200mm到1700mm左右。省内河流呈纵横交错分布,大于5km长度的河流,全省共有5430余条,基本属于四大水系及期支流,并由东、西、南三个方向汇聚于洞庭湖,构成较为完整的洞庭湖水系。近年来湖南省经济一直处于高速发展阶段,同期人口增长以及城市化进程加快,省辖各地州市的用水量不断增加,工业、农业废水与生活污水的排放造成了一定的生态环境问题。

2 近十五年湖南用水情况分析

近15年来,随着经济发展,工、农业生产活动的转型与变化,居民生活方式的变化,生活水平的提高,居民用水量也发生年度的变化。特别是强调生态文明建设以后,生态环境保护与生态环境维护的用水量也呈现一定的变化,如表1所示,呈现了2003-2017这15年来,湖南省主要用水因素的变化情况以及同期经济增长情况与人口的变化情况。如表1所示,对2017年,全省实际用水总量327亿m3,其中工业用水86亿m3,万元工业增加值用水量为72m3;农业用水194亿m3,农田灌溉水有效利用系数0.49;居民生活用水32亿m3,人均居民生活用水47m3;城镇公共用水13亿m3,单位城镇建设用地公共用水量4063m3/hm2;生态环境用水3亿m3。

从表l中可以看出,总用水量,从2003年的319亿m3,到2017年,增长到327亿m3,总用水量增长为8亿m3,然而,同期常住人口数为6394万人,增长到7296万人,其CDP也由4660亿元增长到33903亿元。单从总量分析中无法细致得到今后用水的变化趋势,因此,需要从不同的行业发展变化来分析其用水变化情况,进而预算在新的经济规划下的用水强度变化与用水量需求。

图1所示为农业、工业、居民用水、城镇公共用水与生态环境用水量2003-2017年间的变化情况。其用水总量呈下降趋势,而各行业的用水量年度间趋于平衡。

进一步分析工、农业用水与GDP的关系(见图2)发现:每亿元GDP产值,所需要的工业与农业用水量呈逐年下降趋势。十五年间,农业平均用水降为2003年的1/9,工业也下降到2003年的1/3水平。由此可见,随着工业、农业生产模式的创新、新技术的应用以及新方法的引入,每亿元GDP所消耗水资源量将进一步降低。

对2003-2017年间居民用水、城镇公共用水以及生态环境用水使用主题河流图进行分析(见图3)发现,居民用水的年度变化并不大,如图3中红色部分。而城镇公共用水量呈较大增长趋势,其原因是由于我们城镇化建设规模日益增大;而生态环境用水变化趋于平衡,虽然其增长比例较大,但其总量相对而言较小。

3 LMDI模型及其要素

为了进一步分析行业用水变化趋势与关系,引入LMDI模型进行分析。设定分析的起始期以及待分析的第i年产业用水量可分别表达为W0和W1,则从起始期到第i年的总用水量变化值为总效应值△W,本文从四个方面来分析,包括经济规模△WE、产业结构△Wr、用水强度△WI和人口规模△Wp。而产业用水量的区间变化可表达为:

应用公式(1)分析对农业、工业、居民、城镇公共用水与生态用水五个方面进行影响因素效应分析得到如图4所示结果。农业、工业用水量是总用水量的主要驱动因素,但从2010年以后,年度驱动效应趋于平衡,而随着我国城镇化率的提升,城镇公共用水量的驱动因素效应进一步增大,随着后续我国城镇化进程加快,其用水量将进一步增大。居民用水效应趋于稳定,说明当前居民生活的方式与习惯趋于稳定,当前生活方式用水量稳定。生态用水年度变化不大,说明生态保护面积与实施内容,年度趋于平衡,并未进行较大规模年度任务的变化。

4 2020-2035年用水量预测

根据湖南省历年水资源公报数据,近年来全省农业用水呈逐年下降趋势,工业用水则呈先增加2012年之后略有下降趋势。按照《国务院关于实行最严格水资源管理制度的意见》、《湖南省最严格水资源管理制度实施方案》,湖南省2030年万元工业增加值用水量需降低到30m3以下,农田灌溉水有效利用系數提高到0.6以上,2030年以后将长期维持在该水平。因此,尽管用水强度得到严格控制,但用水效率提升至一定水平后将很难再进一步提高。且随着湖南建设国家先进制造业基地,用水企业数量将大规模增加,为保障经济社会可持续发展,全省工业用水总量仍会有一定幅度的增长。预计2035年全省CDP将超过10万亿元,其中工业总产值预计达到3.4万亿元。由此测算,2035年工业用水总量约102(=30*3.4)亿m3,较2017年增加16亿m3;农业用水量约158亿m3( =194*0.49/0.6),较2017年减少36亿m3。

2003-2017年,全省城镇公共用水量逐年递增,年均增长幅度为7 %;居民生活用水量呈波动式变化,但2013年之后基本呈现逐年递增趋势,年均增长幅度为1%;生态环境用水量呈先增加后趋于稳定的趋势,2013年以后基本维持在2.8亿m3左右。按此历史趋势并结合国家关于节水型城市建设的相关要求判断,预计全省至2035年生态环境用水仍将稳定在2.8亿m3左右;居民生活用水量将增长至约36亿m3,人均居民生活用水量47 m3,略低于2017年现状水平( 49 m3);城镇公共用水量30亿m3,单位城镇建设用地公共用水量4042 m3/hm2,略低于2017年现状水平( 4063 m3/hm2)。

5 总结与用水建议

湖南虽然在全国属于水资源比较丰富区域,但也是农业大省、人口众多省份,伴随着我国的城市化进程、中部崛起战略的实施以及经济、社会发展的规划,其用水量也将在可承受范围内增长。

继续建设节水型工、农业,在增加工业规模的同时,加大技术改造与新技术、新设备的应用,优化农业生产方式,切实建设节水型高效农业。

进一步提高民众生活水平,改善生活、生态环境,通过应用节水型设施替换,稳定降低人均用水量。与此同时,转换人们的生活习惯,特别是城镇化过程中,对原来非城镇人口生活习惯的转变,有效降低人均用水量。

確保湖南水资源总量为经济建设、社会发展保驾护航。

[参考文献]

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[6]易晶晶,陈志和.基于LMDI模型的广东省产业用水驱动力和驱动效应分析[J].人民珠江,2019,40 (08):39-43.

[作者简介]曾鹏(1979-),男,湖南长沙人,高级规划师,硕士,研究方向:国土空间规划编制技术及政策。

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