基于水资源制约下的库尔勒城市人口承载力分析

摘要：库尔勒是西北干旱区典型的绿洲型城市，水资源对城市发展限制最为突出，通过水资源量的供需情况，可测算城市在可持续发展状况下能够承载的人口数量，并通过人口数量测算用地规模。对库尔勒城市未来发展方向有所引导，并对其他绿洲型城市的发展提供借鉴。

关键词：水资源制约人口承载力库尔勒

中图分类号：TV文献标识码： A

西北干旱区绿洲型城市的发展受生态环境的制约，其中水资源是最关键的制约因素，水资源的储量、质量和开发利用水平直接制约着工农业生产发展与城市建设的脚步。库尔勒市是属于新疆南疆绿洲区内兼有综合性政治、经济、文化以及垦区中心特征的典型综合性绿洲型城市，截止2011年底，市常驻人口60.17万人。

1.库尔勒市水资源可利用水量预测

库尔勒市境域内有中国最长、年径流量33亿m³的内陆河――塔里木河流过。塔里木河的支流孔雀河作为库尔勒市的母亲河穿市而过，在市境内达271公里，由中国最大的内陆淡水湖博斯腾湖调节，水量长年稳定（平均年径流量约12亿m³）。尽管如此，库尔勒市仍可谓水资源短缺的城市，库尔勒市年平均降水量只有50~56毫米，而年平均蒸发量却达到2770毫米，故库尔勒市属于典型的极度干旱缺水地区。且水环境质量正逐年下降，生态环境十分脆弱，生态系统及其不稳定。

1.1.库尔勒水资源总量

1、地表水资源量

库尔勒市现状地表水资源量总量为38291万立方米，以孔雀河分配水量为主，本地地表水较少。由于孔雀河径流受人为控制，其供水保证率大于90%，不计算不同保证率下的水资源量。根据2005~2009年“开-孔河灌区限额供水指标分配方案”，2005~2007年分配水量为38374万立方米，2008~2010年分配水量为34537万立方米。

本地地表水中，库尔楚河多年平均径流量为3144万立方米，其他3条自产流小河多年平均径流量约为620万立方米，本地地表水量总计3754万立方米。

2、地下水资源量

库尔勒市域内潜水水量丰富区主要分布在孔雀河平原顶部，呈带状沿山体延伸。地下水补给主要来源为北部山地大气降水和外来的孔雀河水、塔里木河水通过河道、渠系、田间等形成的入渗。其中以孔雀河水的入渗补给为补给的主要来源。

根据《新疆库尔勒市地下水开发利用规划报告》（2007），库尔勒市地下水补给量为54579万立方米/年，扣除地下水回归量4822万立方米/年；则其地下水资源量为49757万立方米/年。

3、水资源总量

现状库尔勒市平均地表水资源总量约3.83亿立方米，地下水资源量约4.98亿立方米，扣除地下水和地表水重复计算量约2.83亿立方米，则水资源总量约5.98亿立方米。

1.2.库尔勒水资源可利用量预测

库尔勒市现状可利用水资源包括孔雀河分配水量、本地地表水（库尔楚河）、本地地下水、境外调水及污水回用。

孔雀河分配水量：现状孔雀河分配水量为34537万立方米。

本地地表水：库尔楚河通过库尔楚园艺场底栏栅枢纽进行农业灌溉，其实际引水量为992万立方米/年；其他3条自产流小河为季节性径流，未得到开发利用。

本地地下水：根据《新疆库尔勒市地下水开发利用规划报告》（2007），本地地下水可开采量为12000万立方米/年（其中孔雀河灌区10000万立方米/年，库尔楚灌区2000万立方米/年）。

境外调水：主要为库尔勒市城市供水，采用焉耆盆地地下水源，工程设计能力为日供水20万立方米，高日系数取1.3，则年均可供水量约5615万立方米

污水回用量：库尔勒市老城区污水处理厂于2001年建成投产，主要收集处理老城区生活污水，设计能力为5万立方米，目前夏季可利用处理后的污水对污水厂下游进行农灌绿化等，年增加农业用水量约1300万立方米。

现状可利用水资源总量约5.44亿立方米。

2.库尔勒水资源供、需量预测

2.1.库尔勒供水量预测

1、地表水

2004年来开都河一直为平水年，其水量可看做多年平均水量，故采取2004-2010年分水指标的平均值作为未来孔雀河可利用水资源量，为36455万立方米。市域内自产流的地表径流除库尔楚河外均季节性径流，难以利用，预测未来的可利用量仍为992万立方米。则地表水最大可供水量为37447万立方米。

2、本地地下水

地下水最大可供水量量参照该预测的可开采量为12000万立方米。

3、境外调水

规划建设库尔勒城市供水工程二期工程，供水能力达40万立方米/日，取日变化系数为1.3，则年供水量最大可达11230万立方米。该部分供水量用于城镇供水和农村居民生活用水。

根据《库尉地区输水工程项目申请报告》，为保证库尔勒市、尉犁县灌溉及塔河下游生态用水，拟建设库尉地区输水工程，水源为博斯腾湖小湖水出口与大湖水出口汇集处孔雀河水，引水口为达吾提闸后孔雀河，通过输水管道和输水随动穿越库鲁克山，到达库尔勒经济技术开发区白鹭河，最后注入西尼尔水库。该工程分两期建设，一期（2010年）、二期（2015年）分配给开发区的工业用水量分别为1445万立方米和3468万立方米。

4、污水回用

根据本次规划需水量预测估算污水回用量，规划到2015年城市污水回用率达70%以上（含农田灌溉），约4500万立方米。2030年城市污水回用率达到85%以上（含农田灌溉），污水回用总量约8000万立方米。

5、不同规划水平年可供水量

根据相关供水调水规划及污水回用规划期限，对2015年和2030年可利用水量进行预测，规划工程实现后，2015年库尔勒市可利用水量6.86亿立方米，2030年库尔勒市可利用水量7.21亿立方米。

表1：规划水平年可供水量单位：万立方米

水平年 本地地表水 本地地下水 境外输水 污水回用 总供水量

焉耆盆地地下水 库尉输水

2015年 37447 12000 11230 3468 4500 68645

2030年 37447 12000 11230 3468 8000 72145

2.2.库尔勒需水量预测

利用用水定额法进行需水量预测。预测时考虑水资源条件、可供水量、取水管理等因素对需水量的调节作用。此外由于库尔勒地处干旱地区，降水量年际变化不大，因此在不同水平年各方面需水量变化不大，在进行需水量预测时不考虑不同水平年的情况，生活及工业用水按95%保证率计算，农业及生态环境用水按75%保证率计算。

库尔勒市各乡镇内居民点较集中，为提高饮用水水质，规划未来乡镇生活用水采用中心城区自来水厂统一供水。因此将城镇居民生活需水和乡村居民生活需水一并计算，按生活需水量、工业需水量、农业需水和城市生态环境需水的分类进行需水量预测。城市生态环境需水主要指城市绿化用水。在用水定额的预测中，结合现状用水水平，适当加大节水力度。

1、生活需水量

生活需水包括城镇居民生活需水和农村居民生活需水，采用人均日用水量方法进行预测。分析当地历史用水资料，结合当地相关规划资料，制定生活用水定额；根据本次规划预测的不同水平年人口发展状况进行生活需水量的预测。

随着社会经济的发展，居民生活质量和生活水平将逐渐提高，其生活用水定额也会逐步增大。但同时随着居民节水意识的不断提高和节水器具普及率的加大，其用水定额可得到一定的控制。

规划城镇和农村人均综合生活用水量分别为190升/（人•日）和100升/（人•日），则综合生活需水量2015年为5902万立方米，2030年为8457万立方米。

表2：库尔勒市生活需水量预测

水平年 人均综合生活用水量（升/（人•日）） 人口（万人） 需水量（万立方米）

城镇 农村 城镇 农村 城镇 农村 合计

2015 190 100 73 23 5063 840 5902

2030 190 100 113 17 7837 621 8457

2、工业需水量

工业需水量采用综合用水定额法估算，主要利用万元工业产值用水定额进行预测，随着产业结构调整、机械设备技术性能提高、用水管理的加强，用水定额将逐渐降低。

参照《“十一五”期间节水型社会建设主要指标》及我国有关指标先进值，拟定万元工业产值取水定额2015年为60立方米/万元，2030年为40立方米/万元。对工业需水量预测见下表（塔什店火电厂预计规模不变）。

表3：库尔勒市工业水量预测

水平年 境内工业产值（亿元） 万元工业产值取水（立方米/万元） 工业需水量（万立方米）

2015 96 60 6022

2030 292 40 11942

3、农业需水量

库尔勒市农业需水量采用灌溉定额法计算，根据预测的灌溉面积、渠系水利用系数和灌溉定额计算毛需水量。农田灌溉定额根据作物种植结构预测和灌溉制度计算，且随着农业节水技术和节水工程的建设以及种植结构的调整，农业灌溉需水量逐渐下降，相关参数的选取以《库尔勒市农田水利基本建设规划报告》和《库尔勒市农田节水发展规划》为依据。2015年降至600立方米/亩，2030年降至560立方米/亩。农业有效灌溉面积按照现状规模计算。

表4：库尔勒市农业需水量预测

水平年 灌溉面积（万亩） 毛灌溉定额（立方米/亩） 毛需水量（万立方米）

2015年 107 600 64200

2030年 107 560 59920

4、生态环境需水量

库尔勒市生态环境需水量根据城市景观发展格局确定，以维持良好的生态稳定度为目标。随着城市的发展和人们生活水平的提高，人们对城市生态环境的要求会越来越高，城市生态和环境的用水量也会逐渐增加。绿化灌溉定额取3升/（平方米•日）。根据本次规划，至2015年，规划区内绿地总面积为8.71平方公里；至2030年，规划区内绿地总面积17.14平方公里。规划区外龙山公园绿化保持现状，绿化面积约1平方公里。

此外，道路浇洒用水也计入绿化用水中。道路浇洒定额取1.5升/（平方米•日），根据本次规划2015道路广场面积为13.47平方公里，2030年为18.36平方公里。

库尔勒绿化及道路浇洒用水仅春、夏、秋三季使用，全年用水水量按240天计算。则生态环境需水量2015年为1200万立方米，远期为2000万立方米。

表5：库尔勒市城市生态环境需水量预测

水平年 面积（平方公里） 灌溉定额（升/平方米） 计算天数

（天） 需水量

（万立方米）

绿地 道路广场 绿化 道路浇洒

2015年 9.71 13.47 3 1.5 240 1200

2030年 18.14 18.36 3 1.5 240 2000

5、总需水量

综合农业、工业、生活、生态环境需水量预测结果，各规划水平年总需水量见下表。

表6：分项需水预测库尔勒市总需水量单位：万立方米

水平年 生活 工业 农业 城市生态环境 总需水量

2015年 5902 6022 64200 1200 77324

2030年 8457 11942 59920 2000 82319

2.3.水资源供需分析

在对库尔勒市需水量和可供水量预测的基础上（考虑远期生活用水中包含向尉犁县供水量约2800万立方米/年，2030年总需水量约85092），分不同规划水平年进行区域水资源供需平衡分析。

表7：不同规划水平年水资源供需分析单位：万立方米

水平年 可利用水量 需水量 余缺水量 缺水率

2015年 68645 77324 -8679 -12%

2030年 72145 85092 -12947 -18%

由供需分析可以看出，规划可利用水资源量无法满足近远期社会经济发展对水资源的需求量。近期缺水约0.87亿立方米，远期缺水约1.3亿立方米。

3.水资源制约下的城市人口承载力模型

3.1.概述

目前库尔勒城市各类生态因子中，水因子对城市发展限制最为突出，根据木桶原理我们将水资源作为预测城市用地规模的条件之一，通过水资源量测算可承载人口数量，通过人口数量测算用地规模。

在预测水资源的各个条件中，变数比较大的是未来城市供水量，假设各种开源工程均可以得到实现，根据规划可利用水量对未来的合理人口承载量进行预测。同时采用三种情景模式进行计算。

3.2.城市人口承载力模型

模型一：保持现状的用水方式。如果按照现状人均用水量895立方米/人计算，在实现规划可利用水资源量的条件下，市域范围内合理承载的人口数量81万，现状市域人口已超过这个合理承载量，显然这种对水资源的粗放式利用不能满足库尔勒未来发展需要。

表8.现状用水条件下的水资源承载力

总供水量（万立方米） 人均用水量（立方米/人） 合理承载人口数（万人）

72145 895 81

模型二：控制农业用地，采取节水措施。在水资源配置中，基本保持现状配水格局，地表水、本地地下水及大部分回用的污水用于农业用水，区域调水主要用于城市供水。适当控制城市人均综合用水量为400~440升/（人・日），在这种情况下对城市人口承载力进行测算，规划可利用水资源条件下城市合理承载人口数约为100万人。

表9.控制农业发展下的水资源承载力

城市供水量（万立方米） 人均用水量（L/（人・日）） 合理承载城市人口数（万人）

14698 400~450 90~100

模型三：适当压缩农业用地，并采取节水措施，即置换部分农业用水用于城市用水。压缩15%农业灌溉面积至90万亩，亩均灌溉用水量降低至560立方米/亩，则农业用水约5.04亿立方米。在这种情况下城市合理承载人口数也只能达到150-170万人。

表10.控制农业发展全面节水下的水资源承载力

城市供水量（万立方米） 人均用水量（L/（人・日）） 合理承载城市人口数（万人）

21745 400~450 130~150

4.结论

通过以上三个模型分析和测算，我们得到的结论是：库尔勒城市未来发展是有限度的，从生态安全的角度来看，理想状态下人口最多为150万左右，但绝对的理想状态是不存在的，且是不符合生态规律的。所以库尔勒城市人口规模应控制在140万人以内则能被生态承载力接受。而按照这个人口规模来计算，库尔勒市域城镇用地极限规模最好不要超过210平方公里。

参考文献

[1] 库尔勒市史志编撰委员会.库尔勒市志[M].新疆：新疆人民出版社，1995.

[2] 库尔勒市地名委员会.库尔勒市地名图志[M].新疆：新疆人民出版社，1996.

[3] 新疆地方史[M]，乌鲁木齐:新疆教育出版社，1992

[4] 崔凤军. 城市水环境承载力及其实证研究[J]. 自然资源学报, 1998

[5] 韩俊丽，段文阁.城市水资源承载力基本理论研究[J].中国水利，2004.

[6] 凯文・林奇.城市形态[M].北京：华夏出版社，2001

[7] 陈泳.当代苏州城市形态演化研究[J].城市规划学刊，2006

[8] 谭文垦，石忆邵，孙莉．关于城市综合承载能力若干理论问题的认识[J]．中国人口・资源与环境，2008

[9] 苏静.城市空间形态演变及其分析――以山东潍坊市为例[J].重庆建筑，2007

[10] 汪坚强.现代济南城市形态演变研究[J].现代城市研究.2009

[11] 仲崇玺.近10年库尔勒市生态足迹动态分析[D].新疆大学.2008.