开发区工业用水量预测方法研究

开发区工业用水量预测方法研究 开发区工业用水量预测方法研究 第28卷第3期 2009年6月 四川环境 SICHUANENVIRONMENT Vo1.28,No.3 June2oo9 ? 水环境? 开发区工业用水量预测方法研究 王志伟,闫来洪,赵朝成,安慧 (中国石油大学(华东)化学化7-学院,山东东营257061) 摘要:本文阐述了开发区环境影响评价过程中开发区工业用水量预测的重要性及存在的问题,采用综合指标法和行业 用水系数法分别计算了某开发区的现状用水量和规划期间的用水量,行业用水系数法的预测结果与现状吻合较好.对 比分析了两种方法的依据,原理及优缺点,行业用水系数法的依据数据更新快,方法适应性好,且逐渐得到认可,推 荐采用行业用水系数法进行开发区工业用水量的预测. 关键词:开发区;工业用水量;行业用水系数法 中图分类号:X824文献标识码:A文章编号;1001-3644(2009)03-0037-04 StudyonPredictionofIndustrialWaterDemandinDevelopmentAreas WANGZhi—wei,YANLai—hong,ZHAOChao—cheng,ANHui (CollegeofChemistry&ChemicalEngineering,ChinaUniversityofPetroleum,Dong ying,Shandong257061,China) Abstract:Inthispaper,theimportanceandexistingproblemsofpredictionforindustrialwater consumptionindevelopment areaduringenvironmentalimpactassessmentareanalyzed.OverallTargetMethodandIndustrialWaterUseCoefficientMethod areappliedtocalculatethepresentwaterconsumptionandthatduringtheprogramperiod,ofwhichthepredictionresultsbythe latterfittedthepresentwaterconsumptionbetter.Thebasis,principleandgood/badpointsofthetwomethodsarecompared.It showsthattheIndustrialWaterUseCoefficientMethodisbetterduetoitsfastdataupdatingandgoodsuitability,whichisaccepted gradually.ThereforetheIndustrialWaterUseCoefficientMethodisrecommendedtopredicttheindustrialwaterconsumptionin theDevelopmentAreas. Keywords:Developmentarea;industrialwaterconsumption;IndustrialWaterUseCoefficientMethod 1前言 区域开发活动一般具有以下特征:占地面积 大;性质复杂,涉及多种行业;不确定因素多;环 境影响范围大,程度深.这些特征决定了开发区环 境影响评价难度很大,某一数据如果偏离实际很 大,可能会造成资源的巨大浪费.开发区工业用水 的预测,由于规划设计时没有准确的统计进区企业 的性质,企业规模,工艺流程,职工人数等数据, 导致用水量的预测工作带有很大的不确定性,指标 更是难以确定?. 收稿日期:2008—11-30 作者简介:王志伟(1977一),女,河北衡水人,2003年毕业于中国石 油大学(华东)环境工程专业,硕士,讲师,主要从事水处 理相关研究. 目前,对于在开发区规划设计中的工业用水量 主要根据不同性质用地用水量指标法,综合指标 法,比例相关法进行预测J,其中使用最多的是 综合指标法.该方法需要根据开发区具体情况,区 域经济发展水平进行详细比较,论证,才能选取符 合实际情况的取值.基于综合指标法的不足,笔者 结合多年的工作实践,对新的用水量预测方法一行 业用水系数法进行了探讨,本文通过对比分析这两 种方法的优劣,为开发区环评工作提供参考. 2用水量预测方法介绍 综合指标法是根据单位工业用地用水量指标进 行估算,主要依据是《城市给水工程规划规范》 (GB50282—98),该规范按照建成城市和城市总体 规划阶段两种情况分别预测用水量.在城市总体规 38四川环境28卷 划阶段,可按照下列不同性质用地用水量指标确 定.不同性质用地包括建设用地,居住用地,公共 设施用地,工业用地以及其他用地共5种类型. 该规范按工业用地的污染程度,将工业用地划 为三类,对应的单位用地用水量指标从1.2万, 5.0万m/(km.?d),数据的变化范围较大.取值 时需考虑人区企业的类型,经济发展水平等因素, 不同的人取值可能相差较大,在实际操作中,难以 满足各类工业(开发)区建设规划的需要. 行业用水系数法是近年来新兴的一种估算方 法,其主要依据是《国民经济各部门水资源消耗 及用水系数的投入产出分析》(2002年投人产出表 系列分析报告之五,中国投入产出学会课题组). 该方法指导思想是利用全国或某区域最新的不同行 业单位产值用水量的统计数据,根据开发区的产业 定位及各行业不同发展阶段的工业产值进行计算. 3计算实例 某开发区位于山东省,规划面积24.1km, 工业用地7.715km.该开发区90年代开始建设, 规划到2020年开发完毕.环评基准年为2006年; 2010年,2015年,2020年为预测年.产业定位为 机械制造,家具制造,精细化工等,工业用地类型 为一类和二类工业用地.由于开发区位于城区上风 向,环评认为为减少对城区的空气污染,将来需严 格控制开发区引进精细化工项目,现有企业维持现 状,不允许扩建. 3.1综合指标法 在开发区规划文本中,工业用地按一类工业考 虑,依据国标《城市给水工程规划规范》 (GB50282-98),每公顷用水量按0.8万m/(km ? d)计算,工业用水重复利用率为65%,工业用 地总面积为7.715km,则规划期末(2020年)工 业用水量为2.16万m./d,按300天计算,年耗水 量为648万m/a;若用水量指标改为1.2万m./ (km?d)(一类工业区的最小指标),则年耗水量 为972万m/a. 实际上,2006年该开发区用水量为85万m3/a, 建成区面积9km,其中工业用地为1km,年工 作日按300天计,所处区域的工业用地用水指标大 约为0.28万m./kmd.预测与现状的具体对比 情况见表1. 表1某开发区工业用水量不同指标及预测值与现状情况的对比 Tab.1Thecomparisonbetweenpredictionandobservationofdifferent indicatorsofindustrialwaterconsumptioninthedevelopmentarea 对比一下表1工业用地的用水指标:2006年时 为0.28万m/(km?d),到2020年时,需根据经济 发展水平和当地的水资源情况进行预测,开发区规 划方案中选取了0.8万m./(km?d),而《规范》规 定的最低值为I.2万m/(km?d),同时根据开发 区开发区工业区的面积,预测出开发区2020年的用 水量,由于指标的选取不同,得出不同的用水量,其 差别可达324万t/a.与2006年的实际用水量相 比,其用水量增长量更是高达6.62倍和10.43倍. 另外,按照国家对节能减排和节水型城市的规定和 要求,从2006年的0.28万m/(km?d)增长到 2020年的0.8或1.2万m/(km?d),也是值得怀 疑的.由于指标的选取随意性很大,造成最终预测 数据的准确性非常值得怀疑. 在综合指标法中,《城市给水工程规划规范》 (GB50282—98)中的"给水范围"所提指标是全 国通用指标.由于编制"给水规范"所提指标是 依据1991,1994年统计资料,该年段正处于用水 高速增长期,按照逐年增长的概念来测算.近年来 由于水资源紧缺,节水措施的加强,高耗水工业的 更新换代和工厂外迁等因素,城市供水量增长缓 慢,有些城市还有所下降,使"给水规范"所提 指标偏大. 3.2行业用水系数法 采用综合指标法时只按工业用地的类型统计用 水量,没有考虑工业类型,工业产值与工业用地面 积的关系.对于开发区的项目发展趋势的变化,综 合指标法显然难以在预测时有所体现,但可以利用 主导行业用水系数法进行预测. 对于开发区有关行业,根据《国民经济各部门水 3期王志伟等:开发区工业用水量预测方法研究39 资源消耗及用水系数的投入产出分析》,2O02年各部 门的直接用水系数(新鲜水)统计数据见表2. 表2开发区主导行业的国家平均 直接用水系数 Tab.2Nationalaverageofdirectwaterusecoefficientof dominantindustryinthedevelopmentRrea(t//元) 根据科技进步和国家对节能减排的要求,开发 区未来的用水系数应有所降低,因此,2010年, 2015年,2020年的用水系数在2002的基础上乘以 0.95,0.9,0.85.对于其他行业的用水系数,由 于企业类型的不确定性较大,为了节约水资源,限 制用水量大的项目进入,其削减系数确定为0.9, 0.8,0.7.据此,预测开发区用水量情况见表3. 表3某开发区工业用水量预测 Tab.3Thepredictionofindustrialwaterconsumptioninadevelopmentarea 由表3可见,采用行业用水系数法计算基准年 2006年的工业用水量为84万m/a,与实际情况 (85万m./a)符合性较好.各预测年份的用水量与 工业产值变化密切相关,增长率适中. 该方法近来在开发区环境影响评价中应用较 多,目前山东省的某些开发区环评如山东东营,聊 城的一些开发区,均采用了此方法对工业用水量进行 预测,且环评报告已经山东省环境保护局审批通过. 3.3对比分析 基于前述计算,表4给出了综合指标法与行业 用水系数法的对比分析. 实际上,按每公顷工业用地用水量进行计算, 因为用水指标一般取值偏大,且没考虑工业用地的 使用效率,得出的是该工业用地的最大用水量;而 采用主导行业的用水系数进行预测,利用工业产值 等参数,可以反映开发区不同发展阶段的用水量, 如果开发区产业定位有所调整,也可在用水量上有 所反应. 4结论 在目前的开发区规划中,大部分都采用综合指 标法,导致预测的用水量一般都偏大,在管道及公 用工程设计时造成资源的浪费J.本文分别采用 综合指标法,行业用水系数法对开发区的用水量进 行了计算,对两种方法的依据,优缺点对比分析发 现,行业用水系数法克服了综合指标法的缺点,抛 开面积与用水量的关系,将工业产值与用水量联系 起来,计算简单,方便,且依据更新快,可采用开 发区所在区域的最新数据,预测数值较可靠,其计 算值与实际情况符合性也较好.行业用水系数法还 可反应开发区企业发展过程中主导行业类型的转 变,而综合指标法对此却无能为力.目前,行业用 水系数法在开发区环评中应用逐渐增多,也得到了 有关部门认可.因此,本文推荐在对开发区用水量 预测时采用行业用水系数法. 40四川环境28卷 依据名称{G城B5市028给2-水98)工程规划规范》源消耗及甩水 优点 缺点 出版时间1991—1994年统计资料2002年全国统计数据 原理开发面积与单位面积用水量乘积 1简单 开发区未来的开发面积大小具有不 1确定性;开发面积在较长时间内可 能有变化(如停工闲置); 单位面积用水量受影响因素较多 2(如工业用地类型,城市发展程度 等),且难以取值 3 当前用水量 产业类型分类较粗(如一,二,三 类产业),不能反映产业类型及未来 发展的转型等方面 偏高 工业产值与单位产值用水量的乘积 简单,统计数据更新,更快 预测产值的大小具有不确定性 单位产值用水量受区域发展程度的 影响较大 还可采用上海,青岛等发达地区的最 近的统计数据,再适当调整. 一 般情况下,面积与用水量无直接关 系(停工时不用水),产值与用水量 有直接关系. 但受产业政策约束,不允许新建落后 的工艺.将来各区域用水系数相差不 会太大 依赖于对经济发展水平的预测经济发展水平可以用统计数据来反应 较准确对于上述开发区 参考文献: [1]汪佳平,岳建伟.开发区给水量指标探讨[J].中国市政工 程,2004.(3):51-69. 【2]张希.徐洁.富春江经济开发区场1:3区块给水工程专业 规划简介[J].浙江建筑,2005,22(3):9一l3. [3]李田,张建频,张泽宇.工业区用水量指标研究[j].给水 [4] [5] 排水,2001,27(5):19-22. 吴兆申.皇甫佳群,金家明.城市给排水工程规划水量规模 的确定[J].给水排水,2003,29(14):29-31. 才智龙.浅谈工程规划中给排水指标对开发区基建的作用 及影响[J].给水排水,2000,26(10):3540. (上接第22页) 【3]吕恒,江南,李新国.内陆湖泊的水质遥感监测研究 [J].地球科学进展,2005,20(2):185?192. [4]李素菊,王学军.内陆水体水质参数光谱特征与定量遥感 [J].地理学与国土研究,2002,18(2):26-30. [5]杨一鹏,王桥,王文杰,高士平.水质遥感监测技术研究 进展[J].地理与地理信息科学,2004,20(6):6-12. [6]FraterRN.Hyperspeetralremotesensingofturbidityandehloro- phyll—aamongNebraskaSandHillslakes[J].InternationalJour- nalofRemoteSensing,1998.8:1579—1589. [7]HartL,DonaldC,RundquitstDc.ComparisonofNIR/REDm- tinandfirstderivativeofreflectanceinestimatingehlorophyU concentration:acasestudyinaturbidreservoir[J].Remote SensingofEnvironment,1997,62(3):253-261. [8]疏小舟,汪骏发,沈鸣明,匡定波.航空成像光谱水质遥感 研究[J].红外与毫米波,2000.19(4):273-276. 【9]焦红波,查勇,李云梅,黄家柱,韦玉春.基于高光谱遥 感反射比的太湖水体叶绿素a含量估算模型[J].遥感学 报,2006,10(2):242-248. [1O]李素菊,吴倩,王学军,朴秀英,戴永宁.巢湖浮游植物 叶绿素含量与反射光谱特征的关系[J].湖泊科学,2002. 14(3):228-234. [1I]刘堂友,匡定波,尹球.湖泊藻类叶绿素a和悬浮物浓度 的高光谱定量遥感模型研究[J].红外与毫米波,2004. 23(1):11.15. [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] 赵冬至,张丰收,杜飞.基于高光谱反射率的藻类水体基 线荧光峰高度与叶绿素a浓度关系研究[J].高技术通讯, 2004,(5):68-72. Gitelson.A.Thepeaknear700nmonl砌ancespectraofalga andwater:Relationshipsofitsmagnitudeandpositionwithchlo- rophyllconcentration[J].InternationalJournalofRemoteSens- ing,1992,13(17):3367-3373. 疏小舟,尹球.匡定波.内陆水体藻类叶绿素浓度与反射 光谱特征的关系[J].遥感.2000a.4(1):41-45. 马荣华,戴锦芳.应用实测光谱估测太湖梅梁湾附近水体叶 绿素浓度[j].遥感,2005,9(1):78-86. GitelsonA,GarbuzovG,SzilagyiF,MittenzweyK?H,Karnieli A,KaiserA.Quantitativeremotesensingmethodsforreal-time monitoringofinlandwatersquality[J].InternationalJournalof RemoteSensing,1993,14(7):1269—1295. 浦瑞良,宫鹏.高光谱遥感及其应用[M].北京:高等教 育出版社,2004.29-36.. HanL,DonaldC,RundquitstDC.ComparisonofNIR/REDra— rioandflintdeftvativeofreflectanceinestimatingchlorophyll concentration:acasestudyinaturbidreservoir[J].Remote SensingofEnvironment,1997,62(3):253-261. 吕恒,李新国,周联义,江南.基于反射光谱的太湖北 部叶绿素a浓度定量估算[J].湖泊科学,2006,18(4): 349-355.