北京市怀柔区水资源存量及变动表编制技术问题探讨

2017-03-04 06:38赵泓漪白国营孙晋炜徐晨阳北京市水文总站00089北京北京市水利规划设计研究院00044北京北京市怀柔区水务局0400北京
中国水利 2017年3期
关键词:怀柔区耗水量存量

赵泓漪,白国营,孙晋炜,唐 东,徐晨阳(.北京市水文总站,00089,北京;.北京市水利规划设计研究院,00044,北京;.北京市怀柔区水务局,0400,北京)

北京市怀柔区水资源存量及变动表编制技术问题探讨

赵泓漪1,白国营1,孙晋炜2,唐 东3,徐晨阳3
(1.北京市水文总站,100089,北京;2.北京市水利规划设计研究院,100044,北京;3.北京市怀柔区水务局,101400,北京)

编制水资源存量及变动表是国家生态文明建设的基础性工作,也是与国际水资源环境经济核算体系接轨的基本要求。根据国家统一部署和相关技术要求,在分析北京市怀柔区水资源特征与开发利用实际基础上,确定编制原则与技术框架,将表中的核算要素分为三类,分别确定核算方法,并提出了独立于核算表的合理性分析方式,探讨了水资源存量及变动表编制过程中相关技术问题的处理方法,以期为更多地区开展类似工作提供试点经验,从而推动水资源资产负债表编制工作。

水资源;存量及变动表;编制技术;怀柔区

本文以北京市怀柔区2013年实际水资源及供用水信息为基础,按照《自然资源资产负债表试编制度(编制指南)》(以下简称《编制指南》)等技术要求,根据怀柔区水资源及其开发利用和调度特点,结合水资源存量及变动表编制过程,对各项指标的分析计算方法等相关技术问题展开探讨。

一、怀柔区水资源存量及变动表编制

1.怀柔区水资源概况

怀柔区位于北京市的东北部,多年平均年降水量583mm,全年降水量的80%集中在汛期(6—9月)。多年平均地表水资源量3.31亿m3,地下水资源量1.60亿m3,地表地下重复计算量1.35亿m3,水资源总量3.56亿m3。地表水水质满足各类用水需求,地下水水质达到或优于Ⅲ类。怀柔区多年平均年供水量1.47亿m3,其中地表水供水量0.402亿m3,占总供水量的27.3%。地下水供水量1.069 9亿m3,占总供水量的72.7%。同时,怀柔水库、怀柔地下水水源地、京密引水渠等是北京市供水系统的重要组成部分,承担着保障首都中心地区供水的重要任务。

2.编制原则与技术框架

尽管《编制指南》及相关文献对水资源存量及变动表各要素的计算方法进行了逐个解释,但由于各地基础资料、水资源特征和技术条件等各不相同,因此需根据区域特点有差别地细化本区域的编制原则、技术框架等。

(1)编制原则

根据《编制指南》《水资源公报编制规程》等相关技术要求,结合怀柔区水资源实际确定编制原则。主要包括:①资料来源可靠性原则,基础资料首先选用水文、水资源监测与管理部门资料,优先选用经过资料整编的数据,必要时进行补充调查;②创新性原则,水资源存量及变动表的设计思路具有创新性,在此基础上的各水资源要素核算需要结合区域水资源特征、突出地方特色、探索核算模式;③合理性原则,合理性首先须满足《编制指南》中表格自身的审核关系,还须实现与区域相关指标比较、与其他成果的符合性验证分析。

(2)核算要素分类

水资源存量及变动表中,考虑核算要素的重要程度及资料条件等,暂不核算水库、湖泊和河流所在列的相关项目,怀柔区地处内陆,核算要素也不包括“流出海洋”等相关项目。因此核算项目共计69项,统筹相关基础资料及成果,参照相关技术要求,将表中要素分为三类。

第一类核算要素为水资源类,此类要素是表格的重点和难点,也是需要根据相关技术要求探索的内容,共含18项。包括降水形成的地表水资源量、地下水资源量、从区域外流入地表水量与地下水量、从区域内其他水体流入地表水量与地下水量、流向区域外地表水量与地下水量、河湖生态耗水量等。第二类核算要素为供用水类,此类要素共含14项,包括地表水与地下水年初存量、生活取用地表水量与地下水量、工业取用地表水量与地下水量以及废污水排放量等。第三类核算要素为导出类,是根据表中的审核关系由第一、第二类核算要素通过加和运算及平衡分析推求而得。此类要素共含37项,包括存量增加的地表水量与地下水量、经济社会用水回归的地表水量与地下水量、年末存量中地表水量与地下水量等。

(3)技术框架

充分收集区域水资源开发利用、降水量、地表水资源量、地下水资源量等相关基础资料,按照水资源类、供用水类、导出类三类核算要素,分别确定核算方法。对于水资源类,利用水文学等方法分析计算监测数据,对于供用水类,直接应用市级或区级水务统计年鉴等相关数据,对于导出类,由表中其他要素经过数学运算得到。在此基础上,核算各类要素,并对成果开展合理性分析。

3.水资源存量及变动表要素核算

(1)第一类要素主要指标的核算方法

①降水形成的水资源量。降水形成的地表水资源量计算,主要根据怀柔区最新水资源评价资料中的径流系数,结合下垫面变化情况,利用当年降水量与径流系数计算当年地表水资源量。降水形成的地下水资源量计算,主要根据怀柔区最新水资源评价资料中降水入渗系数,结合地下水埋深变化,利用当年降水量与降水入渗系数、山区基流量计算当年地下水资源量。

②从区域外流入水量。从区域外流入的地表水量计算,主要考虑怀柔区入境河流,包括白河、天河和汤河,天河和汤河径流量较小,且无规范监测水文站,因此,主要计算白河入境量。白河在入境前由白河和黑河汇流而成,汇流后无规范水文监测断面,因此选用白河上的白河堡和黑河上的三道营水文站年径流资料,计算地表水流入量。从区域外流入地下水量计算,根据地下水流场,主要考虑密云区从边界流入的浅层地下水量,采用数值模型计算成果。

③从区域外调入水量。根据监测资料,怀柔区2013年只有密云水库通过京密引水渠调入怀柔水库的地表水量,采用怀柔水库水文站监测的进水闸年径流量。

④从区域内其他水体流入水量。地表水中的地下水体流入量为山区基流量,地下水中的地表水体流入量为地表水体入渗补给量与其中河川基流补给量的差值,计算方法采用最新怀柔区水资源评价资料中的河川基流量、地表水体入渗补给量,减去其中河川基流补给量的多年平均值,利用降水量资料进行折算。

⑤灌溉水回归量。根据怀柔区灌溉用水资料、包气带岩性、地下水埋深等相关基础资料,确定灌溉回归系数,根据农业灌溉用水量,计算灌溉水回归量。

⑥流向区域外水量。流向区域外的地表水量主要包括山后区白河流入密云区水量、山前平原区怀河与北运河支流白浪河等流入顺义区水量。前者采用张家坟水文站年径流量,后者根据怀柔区水资源评价成果中多年平均出境量,利用当年降水量与多年平均降水量关系折算。流向区域外的地下水量为浅层地下水侧向流出量,根据地下水流场,地下水主要在平原区的西南部及南部流向顺义区,流出区域外的地下水量采用数值模型计算成果。

⑦调出区域外水量。调出区域外地表水量为怀柔水库通过京密引水渠向中心城区供水量,采用怀柔水库出库实测年径流量。调出区域外地下水量,为怀柔应急水源地输出至第九水厂的地下水量,采用水源地年度实际地下水开采量。

⑧流向区域内其他水体水量。流向区域内其他水体的地表水量,等于“从区域内其他水体流入水量”中,从区域内其他水体流入的地下水量。流向区域内其他水体的地下水量,等于“从区域内其他水体流入水量”中,从区域内其他水体流入的地表水量。

⑨河湖生态耗水量。根据《编制指南》,结合《全国水资源综合规划补充技术细则》中对于河湖生态耗水量的解释,该项按照总水资源量的30%左右核算。

(2)第二、三类要素核算方法

第二类要素核算方法主要通过对经济社会用水量进行统计分析。在核算过程中可以直接应用市、区水务统计年鉴、水资源公报中的供水及用水量等相关数据。

第三类要素在核算过程中通过第一、二类要素,按照《编制指南》的表内审核关系通过数学运算得到。

(3)核算结果

怀柔区水资源存量及变动表核算成果如表1。

4.水资源存量及变动表合理性分析

(1)第一类核算要素合理性分析

①降水形成的水资源量合理性分析,包括相关成果符合性分析及空间分布特征分析。相关成果符合性分析主要对水资源存量及变动表中数据与北京市水资源公报等相关成果中怀柔区的数据对比检查。空间分布特征分析主要对怀柔区与其所处的潮白河水系相应模数对比分析。

参照 《水资源公报编制规程》相关分析要求,怀柔区地表水资源模数、地下水资源模数和总水资源模数与公报中潮白河水系资源模数对比误差按20%控制。若误差超过20%,则查找原因,对比分析,调整相关参数,使最终资源模数成果满足要求。

②流入量、流出量、调入量、调出量。主要包括上下游流入量、流出量对比,区域间调入量、调出量一致性分析。比如,张家坟水文站年径流量在怀柔区作为流出量,但在核算密云区水资源存量及变动表时,则为其流入量;怀柔区应急水源地地下水开采量全部输入城近郊区,为怀柔区的调出量,而在核算城近郊区水资源存量及变动表时,则为其调入量。因为水资源存量及变动表处于试编阶段,只做怀柔一个试点区,无相邻区核算要素,所以暂不做此部分合理性分析。

③河湖生态耗水量。按照《编制指南》中的定义,河湖生态耗水量直接计算时受基础资料等相关条件限制,实际工作中一般将河湖生态耗水量作为平衡项,按总水资源量的30%左右估算。此项水量无法直接确定其合理性,因此根据水文监测资料详实度与可靠性,探索通过计算大中型水库损失量,间接分析区域河湖生态耗水量的合理性。分析方法为,将所计算的大中型水库损失量,与区域河湖生态耗水量进行比较,如果大中型水库损失量小于河湖生态耗水量,则表明河湖生态耗水量相对合理。

结合怀柔区内水库入库量、弃水量等相关基础资料,计算大中型水库损失量。大中型水库包括怀柔水库、北台上水库、大水峪水库。

根据水库调节计算公式:V年初+ W来-W用-W损-W弃=V年末

则:W损=V年初+W来-V年末-W用-W弃

计算结果,怀柔区2013年大中型水库损失水量为0.369 5亿m3,与怀柔区全部河湖生态耗水量0.773 2亿m3比较少53%。同时考虑怀柔区有小型水库14座,总库容0.2亿m3,塘坝146处,总容积0.036 9亿m3,还有河道内生态需水量(目前大部分河道干涸)。通过上述计算分析,怀柔区河湖生态耗水量成果相对合理。

(2)第二类核算要素合理性分析

第二类要素合理性分析,主要考虑:一是与上报水利部的各类数据保持一致,二是与北京市水资源公报、北京市水务统计年鉴、怀柔区水务统计年鉴相关数据保持一致。另外,还需注意数据的符合性分析,例如,表中的废污水入河量应小于水务统计年鉴中区域的废污水排放总量。

(3)第三类核算要素合理性分析

第三类要素合理性分析,第一考虑《编制指南》要求表内通过数学运算审核关系是否成立;第二在审核关系成立基础上,重点分析年度核算结果合理性。

水资源存量及变动表的核算结果通过年末存量集中反映,年末存量反映了区域内一年中水资源的盈亏情况,也是经济社会发展对水资源所加负载的数字体现。对年度核算结果合理性分析通过年末存量进行,重点分析地表水和地下水年末存量。受监测资料等条件限制,在对年末存量完成表内审核关系基础上,采用定性与定量结合分析方法。

表1 怀柔区2013年水资源存量及变动表 (单位:万m3)

2013年怀柔区地表水年末存量为0.783 2亿m3,大中型水库是地表水存量的主要物理载体,在暂不考虑湖泊需水量、河流槽蓄量时,大中型水库年末蓄水量与地表水年末存量一致,因此地表水年末存量相对合理。2013年怀柔区地下水年末存量为-0.037亿m3,平原区地下水储变量是年末存量的物理载体之一,根据现状地下水水位监测资料、含水层岩性、相关水文地质参数,计算平原区地下水储变量为-0.007 2亿m3,与年末地下水存量变化趋势一致,因此年末存量相对合理。

二、相关问题讨论

由于水资源存量及变动表是首次编制,尽管《编制指南》中明确了各项核算要素的计算方法,但在编制怀柔区水资源存量及变动表过程中依然存在需要讨论的问题。

1.年初存量之地下水资源存量的核算方法

《编制指南》中,地表水存量相对明确,可以填水库、湖泊、河流的蓄水量或槽蓄量。而地下水存量未加以明确说明,根据《编制指南》相关技术问题解析,如果无法填报地下水资源存量 (现状水资源评价成果不支持填报),则可以按“0”处理。但这样存在两个问题,一是地下水存量与地表水存量不对应,二是未反映上年地下水资源的变化情况。根据区域地貌特征、水资源动态特征等,提出以下两个处理方式供讨论。方式一,当评价区为平原区,则可以考虑用平原区地下水储变量替代地下水存量,但对于类似怀柔区的山区平原混合区域,则需研究更加切合实际的年初存量核算方法。而地表水年初存量与地下水年初存量承载涵义一致性问题仍未彻底解决,地表水存量指蓄存水量,而地下水存量为储存变化量。方式二,既然水资源存量及变动表的编制目的是反映水资源动态变化特征,则将年初水资源存量定义为,上年水资源储存变化量,对于地表水则为水库蓄变量,对于地下水可考虑以地下水储变量代替。

2.地下水调出水量处理

根据《编制指南》相关技术问题解析,地下水调出水量可不考虑,而怀柔应急水源地2013年开采量0.856 8亿m3,全部调到北京市中心城区使用,地下水调出量占全区地下水资源量的53.5%,对于怀柔区当地水资源影响较明显,且对表内总体核算要素平衡产生相对严重影响,因此将其纳入地下水调出水量。

3.降水形成的水资源模数合理性分析误差范围

在怀柔区水资源存量及变动表编制过程中,降水形成的地表水资源模数、地下水资源模数、总水资源模数的本区模数与所处水系模数比较,主要考虑水资源公报编制规程相关技术要求,控制误差比例确定为20%,误差控制的阈值需随着工作的深入不断加强相关分析研究,以提高核算精度。

三、建 议

①明确地下水调出水量应纳入核算范畴。根据《编制指南》相关技术问题解析,地下水调出区域外水量不予核算。而根据实际情况,一方面调出地下水量一般是集中供水水源地开采地下水输送到大中城市,供生活或工业用水,即一般大中城市的水源地一般在郊区,在北方地区地下水调出问题具有普遍性,且在集中供水水源地开采量不仅有计量且计量较规范,资料收集与填报保障性高;另一方面在最严格水资源管理制度的地下水考核工作中,如果不考虑本区域调出地下水量,将影响本区域地下水考核结果,即水被其他地区使用,而地下水储变量减少值却落在本区域水资源负债账户上,影响区域间考核的公平性。因此建议将地下水调出区域外水量纳入核算范畴。

②研究区域内其他水体流入流出量核算的必要性。根据怀柔区在编制过程中发现的问题对区域内其他水体流入量、流出量在表格中的作用与所需核算难度的关系,乃至其对于水资源核算制度的整体影响,建议进一步讨论研究“区域内其他水体流入流出”要素参与核算的必要性。

③完善核算要素的合理性分析方法。在编制怀柔区水资源存量及变动表过程中,利用相关成果符合性分析、空间分布特征分析等方法,对降水形成的水资源量等合理性进行了探索性分析。为不断提高编制技术,完善编制方法,核算要素的合理性分析方法应随着工作深入而不断优化和完善。

④研究河湖生态耗水量合理性分析途径。通过本文分析,大中型水库损失量小于河湖生态耗水量是考量区域河湖生态耗水量合理性的相对可靠依据。但其中还存在需要细化和探讨的内容,首先应进一步确定区域大中型水库损失量占区域河湖生态耗水量的比例;其次,研究对于无大中型水库的区域,如何实现河湖生态耗水量合理性分析的方法。

⑤加强水资源监测站网建设。各行政区的水资源存量及变动表是反映经济社会发展与生态环境保护关系的重要载体,各区应分清责任,加强监督管理,现状怀柔区地表水入境、出境所采用水文站距离本区边界较远,因此应加强边界地表水监测站点建设,以水资源监测服务范畴的不断拓展促进最严格水资源管理制度落实的精细化。

[1]北京市怀柔区水资源局,等.北京市怀柔区水资源综合规划报告[R].2003.

[2]甘泓,汪党献.如何科学编制水资源存量及变动表[J].中国水利,2016(7).

[3]汪林,等.水资源存量及变动表相关技术问题解析[J].中国水利,2016(7).

责任编辑 韦凤年

Technical dimensions related to water stock and balance sheet preparation in Huairou District of Beijing Municipality

Water stock and balance sheet preparation are basic elements for national ecological security and can also be used as means of integrating China's economic accounting system for water environment with international practice. Principles and technical framework are defined in line with the overall arrangements of central government and relevant technical requirements,considering the character of water and its utilization in Huairou District of Beijing Municipality. Key accounting elements included in the balance sheet are divided into three categories that allow for different accounting methods.Approaches of rationality analysis that are separated from balance sheet are worked out.Technical problems with preparation of water stock and balance sheet are examined together with measures which can provide valuable experiences to other similar areas.

water resources;water stock and balance sheet;reporting technique;Huairou District

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1000-1123(2017)03-0016-04

2016-12-20

赵泓漪,高级工程师,主要从事水资源评价与研究工作。

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