濱海缺水城市水資源優(yōu)化利用研究——以青島市為例.pdf

1、隨著經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展和人民生活水平的提高，社會(huì)對(duì)水資源的需求量越來越大，對(duì)水質(zhì)的要求越來越高，而水資源的嚴(yán)重污染，使本來緊張的水資源的供需矛盾更加尖銳化。沿海地區(qū)是我國(guó)人口相對(duì)較多、經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平相對(duì)較高的區(qū)域，水資源的供需矛盾尤其突出，而濱海城市又是沿海地區(qū)的焦點(diǎn)所在，是我國(guó)對(duì)外開放的前沿和窗口，因此，對(duì)濱海城市的水資源優(yōu)化利用的研究具有重要的理論意義和實(shí)用價(jià)值。
　　 本文以青島市為研究對(duì)象，將青島市轄區(qū)劃分為9個(gè)計(jì)算單元，在分

2、析各個(gè)計(jì)算單元水資源利用現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，探討了引起水資源緊缺的主要因素，進(jìn)行了水資源需求預(yù)測(cè)、合理配置和投入產(chǎn)出評(píng)價(jià)方面的研究，主要得到以下成果：
　　 1、青島市當(dāng)?shù)厮Y源開發(fā)潛力有限，城市用水?dāng)D占農(nóng)業(yè)用水的水量不斷加大，枯水年農(nóng)業(yè)用水難以保障；另一方面隨著全市用水量的增長(zhǎng)，污水排放量不斷增加，加劇了水環(huán)境污染風(fēng)險(xiǎn)。由于青島市各計(jì)算單元水資源分割管理，難以做到對(duì)多水源的統(tǒng)一規(guī)劃、科學(xué)調(diào)度、合理配置和有效保護(hù)，影響了資源的互濟(jì)互配

3、，降低了水的利用率。要提高青島市轄區(qū)的水資源利用效率和滿足各用戶的水資源需求，必須加大計(jì)算單元之間的水資源合理配置，加大回用中水、雨水和淡化海水的利用力度。
　　 2、通過對(duì)需水預(yù)測(cè)方法及影響因素的分析，修正了青島市人口增長(zhǎng)預(yù)測(cè)的Logistic增長(zhǎng)模型、工業(yè)發(fā)展預(yù)測(cè)的GM(1，1)模型；根據(jù)農(nóng)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及未來發(fā)展趨勢(shì)，確定了農(nóng)業(yè)發(fā)展規(guī)劃指標(biāo)；根據(jù)用水定額法，分別預(yù)測(cè)生活、工業(yè)和農(nóng)業(yè)用水量；同時(shí)分別預(yù)測(cè)了河道內(nèi)和河道外生態(tài)需水量

4、。在推薦方案(即最優(yōu)化方案)條件下，青島市2010年生活、工業(yè)、農(nóng)業(yè)(P=75％)和生態(tài)需水量分別為20060.62×104m3、4717094×104m3、211490.3×104m3和9755×104m3；2020年生活、工業(yè)、農(nóng)業(yè)(P=75％)和生態(tài)需水量分別為28809.24×104m3、34765714×104m3、205272.8×104m3和12430×104m3；2030年生活、工業(yè)、農(nóng)業(yè)(P=75％)和生態(tài)需水量分別為

5、38290.56×104m3、428466623×104m3、199181.2×104m3、15175×104m3。將生活、工業(yè)、農(nóng)業(yè)和生態(tài)進(jìn)行分類預(yù)測(cè)和模型系數(shù)修正，提高了預(yù)測(cè)結(jié)果的精度。分析結(jié)果顯示，工業(yè)用水量增長(zhǎng)迅速，是青島市中長(zhǎng)期發(fā)展中的用水大戶；生活用水和生態(tài)用水呈平穩(wěn)增長(zhǎng)趨勢(shì)；而農(nóng)業(yè)用水將會(huì)隨著工業(yè)化進(jìn)程呈現(xiàn)遞減趨勢(shì)。
　　 3、分析了青島市水資源優(yōu)化利用的途徑，通過對(duì)地表水、地下水、中水、雨水、客水和淡化海水等供水

6、水源及生活、工業(yè)、農(nóng)業(yè)和生態(tài)等用戶用水優(yōu)先級(jí)的確定，利用水資源系統(tǒng)分析的方法，修正了青島市水資源優(yōu)化利用數(shù)學(xué)模型及相關(guān)參數(shù)。研究得知，青島市各計(jì)算單元的用水經(jīng)濟(jì)效益在不斷增大；2010年，平度的用水經(jīng)濟(jì)效益最大，嶗山最小；2020年和2030年，市內(nèi)四區(qū)的用水效益均最大，效益最小的計(jì)算單元分別是嶗山和萊西。社會(huì)效益主要是指各計(jì)算單元的缺水程度，通過提高污水回用系數(shù)、增加雨水收集措施、增強(qiáng)海水利用力度，并結(jié)合客水調(diào)劑，青島市各計(jì)算單元在3

7、個(gè)水平年的水資源供給都能滿足社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)水資源的需求。環(huán)境效益在不斷增大；2010年，平度的用水環(huán)境效益最大，嶗山最?。?020年和2030年，市內(nèi)四區(qū)的用水環(huán)境效益均最大，環(huán)境效益最小的計(jì)算單元分別是嶗山和黃島。
　　 4、從水資源-生態(tài)環(huán)境-社會(huì)經(jīng)濟(jì)復(fù)合系統(tǒng)的角度，建立了包含生活、工業(yè)、農(nóng)業(yè)和生態(tài)4個(gè)部門的青島市水資源利用投入產(chǎn)出模型，分析青島市的用水效率和用水效益，彌補(bǔ)了青島市在該方面的技術(shù)空白。綜合分析用水效率和用水效

8、益之后發(fā)現(xiàn)，2010年的高用水部門為市內(nèi)四區(qū)的工業(yè)部門、嶗山的工業(yè)和農(nóng)業(yè)部門、城陽的工業(yè)和農(nóng)業(yè)部門、黃島的工業(yè)部門，以及膠州、膠南、即墨、平度和萊西的農(nóng)業(yè)部門，潛在高用水部門為生態(tài)用水部門。2020年的高用水部門為市內(nèi)四區(qū)、嶗山、城陽、黃島的工業(yè)部門，即墨的工業(yè)和農(nóng)業(yè)部門，膠州、膠南、平度和萊西的農(nóng)業(yè)部門，潛在高用水部門為生態(tài)用水部門。2030年的高用水部門為市內(nèi)四區(qū)、嶗山、城陽、黃島的工業(yè)部門，膠州、膠南、即墨和萊西的工業(yè)和農(nóng)業(yè)部門，