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气候变化对内蒙古典型草原区水资源影响评估
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气候变化对内蒙古典型草原区水资源影响评估
发布人:内蒙古自治区经济信息网  发布时间:2017-10-12

  根据近年来的实际发展水平及有关资料,现状年选用2010年,近期水平年选取2015年,远期水平年分别选取2020年、2050年,对流域人口、工业及农林牧业发展规模及用水量进行预测。

  1.闪电河流域

  1.1.水资源现状

  闪电河流域境内设有正蓝旗及多伦县两个气象站。地表水的来源主要靠大气降水提供,流域多年平均降水量为374.2mm (正蓝旗多年平均降水量为366.0mm,多伦多年平均降水量为382.4mm)。降雨量受季风影响明显,时空分布不均。季节上,降雨多集中于6~9月份。流域多年平均蒸发量为1828.9mm (正蓝旗多年平均蒸发量为1920.0mm,多伦县多年平均蒸发量为1737.9mm),年干旱指数为4.89。闪电河流域地下水的补给主要来源于大气降水,该流域地下水资源分布除受降水控制外,还受地形地貌、岩性及水文地质等条件的影响。地下水资源量相对偏小,其分布规律与地表水分布规律趋于一致:北部和东部地区较多,中部和南部较少。根据前面的分析,闪电河流域现状可用水资源总量为20368.51万m3。

  1.2.发展预测

  (1)人口发展指标及城镇化水平。

  根据《多伦县水利发展“十二五”规划报告》、《正蓝旗水利发展“十二五”报告》等发展规划,近十年人口增长率以每年8%进行计算,2020年后,由于人口增长率逐渐下降,取年增长率为2%进行预测。预计2015年多伦县总人口达到14万人,城镇化率达到70%,正蓝旗总人口达到10.1万人,城镇化率达到55%;2020年多伦县总人口达到20.5万人,城镇化率达到80%,正蓝旗总人口达到14.8万人,城镇化率达到65%;2050年多伦县总人口达到37.1万人,城镇化率达到93%,正蓝旗总人口达到26.8万人,城镇化率达到85%。详见表2.4.25。

  (2)工业发展指标预测。

  根据正蓝旗及多伦县国民经济发展规划,2010—2015年多伦县地方工业年增长率为27%,2015年地方工业增加值将达到137亿元;正蓝旗地方工业年增长率为19.1%,2015年地方工业增加值将达到59亿元。2015年两县地方工业增加值之和将达到196亿元。由于地方工业增长率并没有规律可循,并且增长到一定程度将放慢增长速度,所以经综合考虑2015—2020年以每年10%的增长率预测工业增加值,2020—2050年以5%的增长率预测工业增加值,则2020年两县地方工业增加值将达到315.6亿元,2050年两县地方工业增加值将达到1364.0亿元。

  (3)农牧业发展指标预测。

  根据《多伦县国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》和《正蓝旗国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》,据预测到2015年,多伦县全县耕地面积增加到79万亩,马铃薯和蔬菜瓜果的种植面积分别达到20万亩和10万亩。正蓝旗到2015年全旗新增农区水浇地面积2.38万亩,累计达到5.31万亩;新增牧区饲草料地节水灌溉面积4.5万亩,累计达到12.8万亩;农作物总播种面积控制在30万亩,其中粮食播种面积22万亩,油料2万亩,蔬菜3万亩,饲草料3万亩。综上所述,研究区到2015年总耕地面积将达到109万亩。

  据预测,多伦县到2015年,牧业年度为:牛存栏20万头,其中肉牛达到17万头(其中集中育肥10万头),奶牛稳定在3万头;牛奶产量达到10万吨;牛肉产量2.5万吨。正蓝旗2015年牧业年度为:牲畜头数控制在63万头(只)以内,其中大畜28万头,小畜控制在35万只以内;日历年度存栏32万头只,大畜14万头,其中奶牛4.8万头。

  1.3.需水量预测

  根据多伦县及正蓝旗经济社会发展指标,参考现状用水水平及需水量,考虑不同行业节水规划,本书对研究区域不同水平年进行需水量预测。

  一)生活需水量预测

  前面章节根据《多伦县国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》和《正蓝旗国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》已经预测了未来人口指标。根据《内蒙古自治区行业用水定额标准》,农村居民用水定额为60升/(人·天),城镇居民用水定额为90升/(人·天),并按照此定额标准对未来生活用水量进行计算,计算结果如表2.4.26。

  二)生产需水量预测

  (1)第一产业需水量预测。

  多伦县及正蓝旗现状农业综合灌溉净定额为200立方米/亩。由于未来耕地面积变化不大,并且水浇地面积变化无法预估,所以结合当地实际情况,本次报告取未来几十年水浇地面积不变,但考虑到今后农业种植结构调整、农作物品种改良、灌溉方式的改进和节水工程措施的实施,可提高水的有效利用,因此农业灌溉定额将有所降低。根据《内蒙古自治区行业用水定额标准》并结合当地实际发展水平,经综合确定,2015年及未来农业的灌溉定额选取为120立方米/亩。

  多伦县2015年牧业年度牲畜头数控制在50万头(只)以内,其中,大畜存栏量达到20万头,小畜控制在30万只以内;正蓝旗2015年牧业年度牲畜头数控制在63万头(只)以内,其中:大畜28万头,小畜控制在35万只以内。考虑草原及牧场载畜量等因素,保持2015年牲畜量不变,进行未来牧业需水量的预测,并折算成标准羊用水定额,即10升/(头·天)。未来第一产业需水量如表2.4.27所示。

  (2)第二产业需水量预测。

  以多伦县及正蓝旗2002—2008年工业增加值及工业区水量为样本,采用用水定额法预测不同水平年的工业需水量。

  地方工业需水是指除所属工业之外的所有企业需水,主要包括区域内区属企业、乡镇企业及其他工业企业需水。根据内蒙古水利厅水资源处统计资料,现状年地方工业取水定额为147.2立方米/万元。根据《内蒙古自治区行业用水定额标准》、研究区内现状情况和可能采取的节水措施,预计2015年地方工业取水定额将降至110.0立方米/万元,2020年进一步减少到90立方米/万元。由于2020年后工业取水定额无法准确预估,依然按2020年的用水定额计算。未来第二产业需水量如表2.4.28所示。

  (3)第三产业需水量预测。

  第三产业生产用水以城镇人口为依据进行计算,现状年取水定额为30升/(人·天)。根据多伦县及正蓝旗近10年三次产业结构调整比例,可以看出,多伦县第三产业所占比例明显下降,而正蓝旗第三产业所占比例微弱升高,所以从整个闪电河流域来看,重点发展第二产业,第三产业所占份额逐渐下降。根据《内蒙古自治区行业用水定额标准》并结合当地实际情况,预测未来几十年,第三产业用水定额为25升/(人·天)并进行计算。未来第三产业需水量如表2.4.29所示。

  三)生态需水量预测

  根据《内蒙古自治区各行业用水定额标准》,未来生态用水量取地表水量的10%进行计算。由于本次报告通过SWAT模型进行未来径流量的预测,并有三种情景模式,经综合考虑决定,电河流域未来水平年生态需水量取三种情景下平均地表水量的10%计算。生态需水量如表2.4.30所示。

    四)未来总需水量预测

  根据社会经济发展预测指标及各行业用水定额,将分别计算2015年、2020年、2050年各行业用水量,如表2.4.31。

  由上表可以看出,研究区各水平年总用水量呈逐年上升趋势,且在2020年后增幅较大。从上表也可以看出,在总用水量中,主要的用水户为农业及工业用水,特别是工业用水所占份额较大。

  1.4.供需平衡分析

  以闪电河流域可供水量和需水量预测结果为依据,按水量平衡进行供需平衡计算,可以得出如下结论。

  1.A1B情景模式下:2015年、2020年、2050年分别缺水227.6万m3、404万m3、7305.8万m3;

  2.在B2情景模式多年平均的情况下,2015年、2020年、2050年分别缺水201.1万m3、269.5万m3、8087.5万m3;

  3.在A2情景模式多年平均的情况下,2015年、2020年、2050年分别缺水371.2万m3、446.8万m3、8033.8万m3。

  见图2.4.45、图2.4.46。

  由图2.4.46可以看出,闪电河流域在A2、B2、A1B情景下供水量均缓慢上升;需水量从2015到2020年变化较小,到21世纪20年代中期需水量有较大幅度增加。三种情景模式下,从2015年开始出现缺水情况,2020年后缺水量逐渐增大。

  2.锡林河流域

  2.1.水资源现状

  锡林河流域地表水的来源主要靠大气降水提供。流域多年平均降水量为268.1mm,降雨受季风影响明显,时空分布不均。在季节上,降雨多集中于6—9月份。流域多年平均蒸发量为1877.4mm,年干旱指数为7.0。锡林河流域地下水的补给主要来源于大气降水。该流域的地下水资源分布除受降水控制外,还主要受地表水体、岩层水性、地形、地貌及植被条件的影响。根据前面的分析,锡林河流域现状可用水资源总量为9890.05万m3/a。

  2.2.发展预测

  一)人口发展指标及城镇化水平

  根据《锡林浩特市水利发展“十二五”规划报告》、《锡林浩特市城市水源地保护规划》等发展规划,预计2015年城镇化水平将达到96.37%,2020年城镇化水平将达到96.99%;2015年总人口将达到18.3万人,其中城镇人口17.65万人,农村人口0.65万人;2020年总人口将达到18.4万人,其中城镇人口17.86万人,农村人口0.54万人;依据“十二五”规划的12‰增长率,预测2050年的总人口数、城镇人口数及农村人口数,见表2.4.33。

  二)工业发展指标预测

  根据锡林浩特市国民经济发展规划,2010—2015年锡林浩特市地方工业年增长率为19%,2015年地方工业增加值将达到197.7亿元。综合考虑发展空间,之后工业发展会放慢速度,故2015—2020年工业以每年10%的增长率进行预测,2020年后以每年以5%的增长率进行预测,则到2020年锡林浩特市地方工业增加值将达到318.4亿元,到2050年地方工业增加值将达到1376.1亿元。

  三)农牧业发展指标预测

  根据《锡林浩特市国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》,到2015年锡林浩特市新增设施菜田面积达到10000亩,其中日光温室2600亩,塑料大棚5200亩,实现蔬菜自给有余。再根据研究区实际情况及“十二五”规划,计算牲畜用水量(按现有年末存栏数计)。考虑草原生态环境及牧场载畜量等因素,锡林河流域未来的牲畜数量依然按现有年末存栏数计,不再增加,为107万头,折换后为167.12万羊单位。

  2.3.需水量预测

  根据锡林浩特市经济社会发展指标预测,参考现状用水水平的需水量,考虑不同行业节水规划,对研究区域不同水平年进行需水量预测。

  一)生活需水量预测

  前面章节根据《锡林浩特市国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》已经预测了未来人口指标。根据《内蒙古自治区行业用水定额标准》,农村居民用水定额为60升/(人·天),城镇居民用水定额为90升/(人·天),并按照此定额标准对未来生活用水量进行计算,计算结果如表2.4.34所示。

  二)生产需水量预测

  (1)第一产业需水量预测

  锡林浩特市现状农业综合灌溉净定额为120立方米/亩。由于未来耕地面积变化不大,并且水浇地面积变化无法预估,因此结合当地实际情况,本次报告取未来几十年水浇地面积不变,但考虑今后农业种植结构调整、农作物品种改良、灌溉方式的改进和节水工程措施的实施,可提高水的有效利用率,因此农业灌溉定额将有所降低。根据《内蒙古自治区行业用水定额标准》并结合当地实际发展水平,经综合确定,2015年及未来的农业灌溉定额选取为100立方米/亩。

  根据研究区实际情况及“十二五”规划计算牲畜用水量。按现有年末存栏数计,不考虑增长数,故未来的牲畜数量依然按现有年末存栏数计,为167万头。标准羊用水定额为10升/(头·天)。折算成的第一产业需水量如表2.4.35所示。

  (2)第二产业需水量预测

  根据锡林浩特市2002—2008年工业增加值及以工业区水量为样本,采用用水定额法预测不同水平年的工业需水量。

  地方工业需水是指除所属工业之外的所有企业需水。主要包括区域内区属企业、乡镇企业及其他工业企业需水。根据内蒙古水利厅水资源处统计资料,现状年地方工业取水定额为94.73/万元。根据《节水型城市目标导则》、《全国节水规划纲要》和《全国节水灌溉技术规范》,结合锡林浩特市实际,确定“十二五”期间建设节水型城市的总体目标是:每万元GDP用水量降至60立方米/万元以下;每万元工业增加值用水量降至35立方米/万元以下。预计2015年地方工业取水定额将降至35立方米/万元,预测2015年后的地方工业取水定额同样为35立方米/万元。未来第二产业需水量如表2.4.36所示。

  (3)第三产业需水量预测

  第三产业生产用水以城镇人口为依据进行计算。现状年取水定额为30升/(人·天)。根据锡林浩特近十年三次产业结构调整比例,可以看出锡林浩特市第三产业所占份额有微小的下降。根据《内蒙古自治区行业用水定额标准》并结合当地实际情况,预测未来几十年,第三产业用水定额为25升/(人·天),并进行计算。未来第三产业需水量如表2.4.37所示。

  三)生态需水量预测

  根据《内蒙古自治区各行业用水定额标准》,生态用水量取地表水量的10%进行计算。由于本次报告通过SWAT模型进行未来径流量的预测,并有三种情景模式,经综合考虑决定,锡林河流域未来水平年的生态需水量取三种情景下平均地表水量的10%计算。未来生态需水量如表2.4.38所示。

   四)总需水量预测

  根据社会经济发展预测指标及各行业用水定额,将分析计算2015、2020、2050年各行业总需水量,如表2.4.39所示。

  由上表可以看出,锡林河流域各水平年总需水量基本呈逐年上升趋势,且在2020年后增幅变大。在总用水量中,主要的用水户为农牧业和工业,特别是工业用水所占份额逐渐增大。

  2.4.可供水量预测

  锡林浩特境内存在煤田项目,对当地地下水有破坏和消耗作用,尽管矿井疏干水及中水可以回收利用,但是具有不可预测性,所以在本次报告中不予考虑。根据不同水平年锡林浩特市水资源总量、地下水可开采系数和水利工程建设规划所能达到的供水能力等,对锡林河流域可供水量进行预测,结果见表2.4.40及图2.4.47、图2.4.48。

  2.5.供需平衡分析

  以锡林河流域可供水量和需水量预测结果为依据,按水量平衡进行供需平衡计算,可以得出:

  1.A2情景模式下,2015年余水266.16万m3,2020年、2050年分别缺水781.26万m3和6362.95万m3;

  2.B2情景模式下,2015年余水122.61万m3、2020年、2050年分别缺水682.12万m3和6216.93万m3;

  3.A1B情景模式下,2015年余水266.88万m3、2020年和2050年分别缺水673.58万m3和5417.85万m3。

  见表2.4.40及图2.4.47、图2.4.48

  由图2.4.48可以看出,锡林河流域在A2、B2、A1B情景下,供水量均呈缓慢下降趋势;需水量从2015到2020年变化较小,到21世纪20年代中期有较大幅度增加。在三种情景模式下,2015年均有余水,2020年后缺水量逐渐增大。

  3.基于水资源可持续利用的应对气候变化对策与措施

  全球气候变化深刻影响人类的生存和发展,是世界各国共同面临的重大挑战。全球气候变化将引起全球水分循环的变化,导致水资源在时间和空间上的重新分配,引起水资源数量和质量的改变,从而影响地球的生态环境和人类社会的经济发展。我国人口众多,人均自然资源不足,经济发展水平相对较低;多数地区对气候变化高度敏感而且脆弱,适应气候变化能力相对较弱。内蒙古草原大部分地处干旱、半干旱地区,水资源短缺,对气候变化更加敏感。近几十年来,在气候变暖的背影下,草原区降水量趋于减少,且时空变化更加异常;表征干旱程度的指标:蒸发量与降水量的比值趋于增大;大部地区随着年代的延长,干旱周期缩短,旱象加重,干旱区面积扩大;区域经济发展使得水资源供需矛盾更加突出。气候变化和人类活动不仅对水资源产生直接影响,还会产生间接影响,使水资源进一步减少。未来气候变化对内蒙古草原牧区水资源的影响会更加显著,水资源系统应对气候变化会面临更加严峻的挑战。制订适应气候变化的水资源保护战略与政策,积极采取适应行动,加强应对能力建设,是我们当前和今后应对气候变化的重要选择。通过上述气候变化对内蒙古草原典型区域水资源的影响评估分析和对草原畜牧业开发利用水资源的影响评估分析,提出了以下几条适应性措施和政策性建议。

  3.1.要充分认识气候变化对水资源可持续利用影响的严重性

  水资源是人类赖以生存的重要自然资源。气候变化严重影响着自然资源和生态环境,影响着水资源的循环和再生。特别是气温增高、降水减少、蒸发量加大、旱情加强等的负面影响,使得水资源日趋减少,这必然给可持续发展造成影响。因此,我们一定要充分认识气候变化对水资源系统的不利影响,加强适应和应对气候变化的能力建设,提高水资源系统适应气候变化的能力。

  ①加强水资源管理。严格执行国务院关于实行最严格的水资源管理制度,确立水资源开发利用红线;确立用水效率控制红线;确立水功能区限制纳污红线。建立水资源管理的责任和考核制度,完善水资源管理体系。

  ②加强专业技术人才队伍建设。重点培养一批急需的水文、水资源、水利信息化、水保、水工、水行政执法等方面的专门人才,特别要培养精通市场经济规则的高层次专业人才和管理人才。全面推进职业资格证书制度,加强职业资格的统一管理,构建专业技术人才职业资格制度体系。

  ③加强劳动技能人才队伍建设,对农村牧区的水利人才进行技术培训。

  3.2.加强水利基础设施建设

  应进一步树立水患意识,增强水资源保护的紧迫感和责任感,从国民经济长远发展的大局出发,加强水利基础设施建设,增强适应能力。

  ①系统建设节水灌溉、水土保持治理、城市供排水和工业供水等工程。建设高产饲草料基地、自动化控制自来水厂、给排水公司污水处理厂、煤田疏干水利用工程。这些工程的实施将会为合理开发利用水资源,缓解供需矛盾,建立节水型社会,提高了抵御自然灾害的能力,促进节约化畜牧业的发展起到决定性作用。

  ②建设抗旱抗灾应急水源井,维修续建塘坝、提水工程、生态抗旱应急补水工程;对已建抗旱工程进行维修、改造及配套,加强抗旱管理,提高综合抗旱减灾能力,这些对预防和减少干旱灾害损失起到至关重要的作用。

  ③建设农村牧区饮水安全工程,安装家庭型除氟设备;目前农村牧区饮水安全问题主要表现为氟超标、苦咸水、缺水。应根据具体情况采用不受污染的深层地下水作为饮用水源,新建深层地下水生活饮用水水源,或通过寻找达标水源采用集中式供水到牧户。也可通过给用水户发放无动力全自动家用净水器来达到水处理和消毒目的。

  ④提高水库调蓄和河道堤防防洪能力,对不能充分发挥防洪、灌溉、供水等效益水库和堤防进行除险加固工程建设。

  ⑤开辟水源,增加供水能力,规划、建设跨流域调水工程。

  3.3.加强与水利发展相关科学技术的研究

  提高科技水平,加强宣传普及教育,提高全民对气候变化影响的认识。制订洪水、干旱及水资源中长期预测的研究计划。加强对气候变化脆弱地区的适应与策略研究。建立现代化的洪水、干旱监测、预测与警报指挥系统。

  ①深入开展相关科学研究,完善现有地下水观测网,加大水利信息化建设和节水信息系统建设。

  ②在农牧业灌溉中,通过典型示范工程的实施效果,总结经验,大面积推广节水灌溉技术;在工业行业要建设节水技术改造示范工程,火电行业推广风冷技术,关闭容量小、耗能高的发电机组。

  ③利用城市排水管网的建设,积极稳妥的开展雨水、中水利用工程。

  3.4.运用经济杠杆提高用水效率

  水具有经济、社会及环境价值,又是有限资源。面对农业、工业、生活用水等用水量的增加。采用经济手段,通过价格机制完善水资源市场的合理配置,是调节部门之间、上下游以及缺水地区的用水竞争、供需矛盾,建设节水型社会的重要手段。运用经济方法来提高水的经济效益、社会效益,对于稳定社会、保持社会经济可持续发展都是十分重要的。

  ①加大水行政执法力度,完善各项节水、水资源管理法规体系。

  ②进一步加强取水许可和计划用水管理,对私自开发地下水的用水户应严肃处理,对高耗水企业的地下水源井应尽快关闭。根据用水定额和水资源配置方案,制订年度用水计划,严格执行计划总量控制制度。

  ③进一步完善取用水计量统计管理,强化用水户取用水计量设施。

  ④理顺水价结构。在保本微利的原则下制订合理的水价调整方案,建立多层次供水价格,工业生产用水实行超定额累进加价制度,居民生活用水实行阶梯式计量水价,依靠价格杠杆促进节约用水。

  ⑤加强节水宣传教育,提高公众节水意识。

  3.5.合理利用水资源,节约保护水资源

  坚持“合理开发、优化配置、以水定草、以草定畜”的原则,做好草原牧区的水资源管理工作。因地制宜、统筹规划生活、生产和生态用水,节约保护水资源。重点保证生活用水需求;优先利用地表水,谨慎开发地下水,在地下水资源紧缺的地区和超采区,划定禁采区和限采区;坚持开源节流并重,节约优先,高效利用水资源。根据各地自然条件和水资源特征,深入分析水资源承载能力,合理确定工程建设规模和布局。

  3.6.加强水资源长期监测

  加大草原牧区水资源的监测力度,特别是工矿企业对水资源的影响的监测。在充分利用现有地表、地下水监测网点的基础上,增加资金、技术和管理投入,新建水文站网和地下水监测站网,对草原牧区的水资源进行常规监测。加强项目实施过程中的地下水资源动态监测,发现问题及时修正。划定地下水限采区和禁采区。在地下水资源严重短缺的西部地区和其他区域,严格禁止工矿企业对地下水的开采和破坏。

  ①地下水监测内容包括水量、水位、水质和水温等。内蒙古各级人民政府及其有关部门按照职责分工,开展地下水监测工作。盟市、旗县水行政主管部门按照相关规划,组织建设其地下水监测站点,并负责长期动态监测。

  ②开采矿藏或者建设地下工程必须疏干排水的和集中开采地下水的,应当按照有关要求同时进行地下水监测。监测站点纳入全区地下水监测网络,并定期向有管理权限的水行政主管部门报告。

  ③从事地下水监测的单位应当按照资料管理权限向有关水文机构汇交监测资料。水文机构应当妥善存储和保管水文监测资料,并对水文监测资料进行加工整编,形成水文监测成果,应当与各级人民政府有关部门共享成果。

 

 
 
 
 
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