梅欣佩，刘娜娜，王秋良，成 洁

(1.深圳市水务规划设计院股份有限公司，广东 深圳 518022；2.深圳市东江水源工程管理处，广东 深圳 518116)

深圳作为中国南部海滨城市，毗邻香港，是中国最早开放的经济特区、3大全国性金融中心之一、粤港澳大湾区4大中心城市之一，广东省的副省级城市，创造了举世瞩目的“深圳速度”，作为我国改革开放的重要窗口，深圳已经成为一座充满魅力、动力、活力、创新力的国际化创新型城市。近期国家赋予深圳中国特色社会主义先行示范区的崇高使命，要求深圳在更高起点、更高层次、更高目标上率先建成节水典范城市[1- 2]。深圳市水资源时空分布不均，人均水资源量154m3(2019年常住人口计算)，不足世界水危机标准人均水资源量的1/3，85%以上的水源均由境外调入[3- 4]。随着城市高密度建成，经济社会发展对用水的需求不断加大，供需矛盾会更加突出，水资源短缺已然成为制约深圳市高质量发展的关键因素，高效合理利用水资源成为深圳市经济社会可持续发展和生态文明建设的重要内容[5]，实施节水减排迫在眉睫。本文在梳理总结深圳市用水水平基础之上，对比国内外先进用水水平，找出差距，进一步分析各行业节水潜力，并提出节水建议，为深圳市水资源开发与管理以及水务高质量发展，践行新时期治水方针提供技术支撑与思路[6]。

1 用水现状

1.1 用水总量变化特征

1.1.1用水总量变化

根据图1—2可知：2000—2019年间用水量、人口随时间呈线性变化，GDP随时间呈现指数变化，相关性系数均在0.86以上，2008年以后GDP增长速度较人口与用水量更加明显。用水量随人口呈二次函数、随GDP呈指数函数的趋势进行变化，相关系数均在0.92以上，为正相关的关系。20年间人口年均增长率为3.31%、GDP年均增长率为14.82%，受社会经济发展的影响，全市用水总量呈阶段变化，2000—2019年间年均增长率为2.63%，均小于人口以及GDP年均增长率。其中：2000—2007年，随着人口及GDP增长，全市用水总量从12.27亿m3快速增加到18.01亿m3，平均增长幅度4.91%。2008—2009年，受2008年全球经济危机影响，全市2008年用水量增长幅度变缓，2009年用水总量甚至出现下降。2010—2011年，全市经济逐渐复苏，用水总量开始低速增长，年均增长率0.8%，2011年用水总量达到19.55亿m3。2012—2013年，随着最严格水资源管理制度的实施，全市用水总量开始出现下降趋势，2012年用水总量下降到19.07亿m3。2014—2019年，受到人口增长和经济发展驱动以及最严格水资源管理制度双重影响，全市用水总量呈小幅度增长(年均增长率0.26%)，2019年用水总量达到20.62亿m3。

图1 2000—2019年深圳市用水量、人口、GDP变化情况

图2 用水量与人口、GDP的关系

1.1.2用水总量年际间增长率变化

根据图3可知：深圳市用水总量、人口、GDP年际间增长率分别稳定在-5%～12%、0.5%～6%、5%～45%，最大的年际间增长率分别为2002—2003年11.86%、2014—2015年5.57%、2004—2005年43.94%，说明用水总量、人口、GDP年际间增长率并不是同时段达到最大，总体上人口、GDP保持较好的增长态势，三者之间相互制约。GDP年际增长率从2007—2008年的15.39%变为2008—2009年的5.06%，有所放缓，同时用水量2008—2009年出现负增长，用水量2010年增长速率较2009年增大约8%，GDP较上一年增长率为15.39%，表明经济危机以后深圳市社会经济发展快速复苏，2011年后用水量年际间增长率均小于3%，主要是2011年，中央一号文件明确提出实行最严格的水资源管理制度，相应地划定用水总量、用水效率和水功能区限制纳污“三条红线”，实施效果在深圳市是显著的。

图3 2000—2019年深圳市用水量、人口、GDP年际间变化情况

1.2 行业用水变化特征

1.2.1行业用水量及用水结构变化

根据图4—5可知：深圳市用水以居民生活用水、城市公共用水及工业用水为主，三者占比达80%～97%，多年平均占比为90.47%，最大的年份为2007年，占到96.45%。其中居民生活、城市公共、工业用水占比分别为30%～40%、19%～30%、20%～35%，多年平均占比依次为36.31%、25.84%、28.33%。居民生活用水和城市公共用水量受人口规模增长驱动呈持续增长态势。城市居民生活用水量从2000年的4.22亿m3增长到2019年的7.84亿m3，年均增长率为3.14%，用水比重从34.39%增长到38.0%；城市公共用水量从2000年的2.88亿m3增长到2019年的6.07亿m3，年均增长率为3.80%，用水比重从23.47%增长到29.45%；工业用水量从2000年的2.95亿m3增长到2019年4.71亿m3，年均增长率为2.36%，用水比重从2000年的24.04%下降到2019年的22.8%，在2012年之前用水量呈增加趋势，年均增长率为7.22%，2011年用水量达到峰值6.07亿m3，2012年之后随着最严格水资源管理制度的实施，工业产业结构优化调整和节水技改持续推进，全市工业用水量开始出现下降趋势，年均下降率为3.11%；农业用水量从2000年的2.22亿m3下降至2019年的0.68亿m3，年均下降率为5.76%。农业用水量在2012年之前呈波动趋势，2000年农业用水量最大2.22亿m3，随着经济快速发展，城市高密度的建成，产业结构进行调整，2014年之后用水量呈下降态势，年均下降率3.51%，用水占比也由2000年的18.09%下降到2019年3.28%。生态环境用水量从2002年0.08亿m3增加到2019年1.37亿m3，年均增长率为16.89%，占比也由0.6%提高到了6.78%，用水量增加了约17倍。在2007年之前呈波动趋势，随着十七大报告提出：要建设生态文明，基本形成节约能源资源和保护生态环境的产业结构、增长方式、消费模式后，2008年较2007年增长了约30倍，2012年之后基本趋于稳定，局部年份有小幅度增长。

图4 2000—2019年深圳市各行业用水量变化(单位：亿m3)

图5 2002—2019年深圳市各行业用水占比情况变化

1.2.2行业用水年际增长率变化

根据表1可知：居民生活、城市公共、工业、农业以及生态环境用水年际增长率分别在-2%～29%、-24%～25%、-12%～36%、-57%～58%、-76%～39%之间(其中2003、2008年除外)；2009年居民生活、工业、农业用水年际间增长率大幅度降低，2010年居民生活、工业又出现较大幅度回升，主要是因为2008年经济危机对人口吸引以及低效能的产业发展影响较大，而城市公共用水反而呈现增长态势，说明产业结构布局是影响用水的主要因素。随着老旧管网更新改造以及工艺水平提升，产业不断进行调整，从2012年开始，工业、农业用水量逐年下降，2018年后农业用水将趋于稳定。2007年后，生态文明建设提升到国家战略高度，对河道以及河道外生态用水越来越重视，同时随着茅洲河、观澜河、龙岗河等流域水环境整治以及补水工程的实施，生态环境用水年际增长率也呈现增长趋势，表明深圳市生态环境治理取得了非常好的成效。

表1 不同用水行业年际增长率 单位：%

2 深圳市用水水平现状分析

用水效率指标反应一个城市的经济发展阶段、产业结构和水资源的管理水平等状况。深圳市城市用水情况经历了快速增长期后进入了平缓发展阶段。本次选取城市综合用水指标(万元GDP用水量、人均用水量、城市供水管网漏损率)以及城市行业用水指标(人均居民城市、万元工业增加值、万元第三产业增加值、人均第三产业用水量)共7个指标评价深圳市用水节水的现状情况，并对标国内外先进城市相关指标，找出差距，挖掘节水潜力。国内外主要大城市对标表见表2。

表2 国内外主要大城市对标表[7- 15]

2.1 城市综合用水水平分析

2.1.1万元GDP用水量

由表2以及图6可知，深圳市2000—2019年万元GDP用水量呈现稳步下降的趋势，随时间呈现指数函数进行变化，相关系数达到0.98以上。由2000年56.09m3下降到2019年7.67m3，下降比例为86%，年均增长率为-9.47%，年际间增长率在[-15%，-4%]之间波动，2003—2008年变化幅度较小趋于平缓，2010—2014年变化幅度较大，2016年以后变化幅度较为稳定。2019年深圳市万元GDP用水量优于北京、上海、广州等一线城市，与青岛相当，对比香港(4.09m3)、新加坡(2.65m3)、纽约(1.95m3)和东京(2.38m3)，万元GDP用水量仍存在较大下降空间。

图6 万元GDP变化及年际增长率变化情况

2.1.2人均用水量

由表2以及图7可知，深圳市2000—2019年人均用水量呈现下降的趋势，由2000年777L/(p·d)下降到2019年423L/(p·d)，下降比例为46%，年均增长率为-3.03%，年际增长率在[-25%，-2.5%]之间波动，2005年下降非常明显主要是由于人口统计抽样方法改变导致，2010—2019年年际增长率变化较为平缓。2019年人均用水量优于北京、上海、广州、纽约等城市、低于青岛(264.86L/(p·d))、香港(371L/(p·d))、新加坡(319L/(p·d))、东京(300L/(p·d))，人均用水量仍存在下降空间。

图7 人均用水量及年际增长率变化情况

表3 各类建筑物分项用水比例 单位：%

2.1.3城市供水管网漏损率

由表2以及图8可知，深圳市2000—2019年供水管网漏损率呈现下降的趋势，由2000年17%下降到2019年9.22%(包括小区管网漏损部分)，下降比例为46%，年均增长率为-3.01%，年际增长率在[-14%，8%]之间波动，2009年管网漏损率突变主要是受到经济危机影响以后，用户较2008年取水量增加，对管网供水压力造成冲击，2015年以后管网漏损率变化幅度较大是深圳市在“十三五”期间大力的实施市政老旧管网更换改造，2019年全市管网漏损率优于北京、上海、广州等城市，与青岛(7.35%)、(新加坡5%，东京3.2%，不包括小区管网漏损部分)相比存在下降空间。

图8 管网漏损率及年际增长率变化情况

2.2 城市行业用水水平现状分析

2.2.1人均居民生活用水量

由表2以及图9可知，2000—2019年深圳市人均居民生活用水量总体呈现下降趋势，由2000年267L/(p·d)下降至2019年160L/(p·d)，下降比例为40%，年均增长率为-2.5%，年际增长率[-26%，15%]之间波动，2012年以后人均居民生活用水量基本稳定在160～180L/(p·d)之间，同时根据典型调查，深圳市居民家庭用水基本满足文献[18]220L/(p·d)要求，节水空间不大；但集体宿舍用水部分高于定额要求，将来居民生活用水节水重点应放在提高集体宿舍用水效率方面。2019年深圳市人均居民生活用水优于北京、广州，低于上海(123L/(p·d))、青岛(95.69L/(p·d))、新加坡(143L/(p·d))水平。

图9 人均居民用水量及年际增长率变化

2.2.2万元工业增加值用水量

由表2以及图10可知，随着经济发展和产业结构的调整，用水效率的提高，2000—2019年深圳市万元工业增加值用水量总体呈现下降趋势，并随时间呈现指数函数变化，万元工业增加值用水量由2000年30.6m3下降至2019年4.91m3，下降比例为84%，年均增长率为-8.74%，年际增长率在[-19%，9%]之间波动，年际增长率较上年变化幅度最大的为2011年-17.95%，主要是因为经过经济危机后，低能效工业企业被淘汰，工业内部结构得到优化升级，同时经济发展得到复苏，工业经济发展势头较好。2019年万元工业增加值用水量优于北京、上海、广州、东京等城市，距离新加坡(2.44m3)、香港(3.58m3)有提升空间。

图10 万元工业增加值用水及年际增长率变化

2.2.3万元第三产业增加值

由表2以及图11可知，2000—2019年深圳市万元第三产业增加值用水量随时间呈指数函数下降趋势变化，相关系数为0.92以上。2000年万元第三产业增加值由26.52m3下降至2019年3.17m3，下降比例为88%，年均增长率为-10.08%年际增长率在[-38%，10%]之间波动，2003年第三产业结构调整导致用水量骤降，2019年万元第三产业增加值优于上海、广州，低于北京(2.44m3)、青岛(1.33m3)、香港(1.71m3)、新加坡(1.18m3)等城市，对比先进还有一定提升空间。

图11 万元第三产业增加值用水及年际增长率变化

2.2.4人均第三产业用水量

由表2以及图12可知，2000—2019年深圳市人均第三产业用水量总体呈现下降趋势。2000年人均第三产业用水量由113L/(d·人)下降至2019年106L/(d·人)，下降比例为6.2%，年均增长率为-0.31%年际增长率在[-30%，22%]之间波动，2003年用水量骤降导致人均第三产业用水量突变，2019年人均第三产业用水量，优于上海、广州，香港，低于北京(76.18L/(d·人))、青岛(27.46L/(d·人))、新加坡(98L/(d·人))等国内外领先水平，还有一定提升潜力。

图12 万元第三产业增加值用水及年际增长率变化

3 节水潜力分析

节水潜力是指城市各部门、各行业通过综合节水措施所能达到的预期用水量与实际用水量的差值，并根据现状发展的实物量，计算在充分考虑节水条件下的用水量，其比现状用水量减少的水量，即为反映节水潜力的可能最大的节水量。

3.1 供应端节水潜力分析

3.1.1供水管网漏损控制节水潜力分析

科学衡量供水管网漏损控制潜力对于科学进行城市水资源规划与管理具有重要意义。供水管网性漏损问题主要是设计规划不合理、管道管理不完善、管道材质和施工质量未严格把控等因素造成。随着深圳市水资源稀缺性日益加深，管网防漏加强及漏损潜力挖掘必将产生较大社会经济。

供水管网节水潜力计算公式如下[17]：

(1)

式中，dwGW—供水管网节水潜力；WGW0—自来水厂供出的城镇生活用水量；η0—现状年供水管网漏失率；ηt—规划远期水平年供水管网漏失率。

目前深圳市供水企业供水管网漏损率为9.22%。2035年对标国际先进的新加坡管网漏损率5%水平，制定详细的管网改造计划，加大管网改造力度，加强供水管网管理，按照2019年全市市政供水量18.2亿m3计算，可节水0.81亿m3。

3.1.2再生水替代自来水潜力分析

再生水利用对解决水资源短缺和水环境污染是建设资源节约型、环境友好型社会以及实现可持续发展的重要措施[4]。根据现场典型调查，考虑再生水利用途径以及全市用水大户、重点发展片区、城市更新改造区和新建工业园区等再生水用户分布情况，替代自来水主要用于工业生产用水、冷却用水以及企业内部生活杂用水；绿化喷洒浇灌和广场道路清扫、车辆冲洗、建筑施工降尘等城市杂用水；公共建筑冷却用水等，利用潜力约1亿m3。

3.2 用户端节水潜力分析

3.2.1居民生活节水潜力分析

冲厕和淋浴用水是居民生活用水的主要组成部分，各类建筑物分项用水比例见表4[18]。

表4 各类建筑物分项用水比例 单位：%

根据新加坡开展的联合智能花洒研究成果，安装智能花洒后，每人每次洗澡平均省水约5L[13]。根据新加坡公用事业局于2016年和2018年在榜鹅和裕华2个地点800户家庭试用智能水试验表明家庭用水量平均减少约5%。按照深圳市2035年规划人口1800万人[18]，每人每天洗澡一次考虑，一年360d，预计可节水3200万m3。

对比我国和新加坡同级别节水标签节水标准可知，我国的双冲坐便器水效标识中的节水先进值对用水量的要求(全冲≤5.0L/次)高于新加坡节水标签中的最低节水水平(全冲≤4.5L/次)。强制性节水标签计划的实行，使得新加坡对节水产品的等级划分也越来越严格，要求双冲坐便器全冲水的用水量必须小于等于4.0L/次。深圳若采用新加坡准备推行的双冲坐便器全冲水的用水量小于等于4.0L/次标准，比国家1级标准(全冲小于等于5.0L/次)减少1.0L/次。按照2035年规划人口1800万人，平均每人每天冲厕8次考虑，全年可节水5300万m3。

综上：居民生活节水潜力为0.85亿m3。

3.2.2城市公共节水潜力分析

根据典型调查，全市城市公共用水中学校、机关单位、医院及酒店普遍存在用水定额超标准情况，若开展节水改造，节水存在较大潜力。学校节水潜力：深圳市高校在校学生约13.18万人，典型调查平均用水指标186L/(学生·d)，按照高校用水指标先进值167L/(学生·d)计算，节水量67万m3(一年上学时间按照270d考虑)。普通中小学及中等职业学校(含技工学校)在校学生155.2万人，典型调查平均用水指标111L/(学生·d)，由于学生大部分用水时间发生在学校，按照充分挖潜预计下降幅度30%，用水指标下降至78L/(学生·d)计算，节水量1380万m3。机关节水潜力：深圳市党政机关现状用水量0.7亿m3，对100家党政机关调查，平均用水指标为46L/(p·d)，机关用水定额下降至42L/(p·d)[18]，节水量700万m3。酒店宾馆节水潜力：重点考虑三星、四星及五星酒店，深圳市共有三星及以上酒店150家，用水量0.2亿m3。典型调查平均用水指标660L/(床·d)，下降至先进定额592L/(床·d)[19]考虑，下降幅度68L/(床·d)，节水量200万m3。医院节水潜力：深圳市共有医院及妇幼保健院约150家，用水量0.1亿m3，典型调查平均用水指标730L/(床·d)，按照下降10%考虑，节水量100万m3。综上所述：城市公共节水潜力为0.24亿m3

3.2.3工业节水潜力分析

综合考虑各因素变化对工业用水系统的影响，采用指数模型对工业用水影响因数进行综合分析。工业用水量总体变化指数是工业用水重复利用率、生产工艺水平、工业产值和工业结构4个单一因素变化指数之积，指数模型如下[20]：

θ=α·β·γ·ω

(1)

由表5数据表明：2016—2018年，深圳市取水量增长率低于工业产值增长率；2016—2017年，虽然生产工艺水平有所提高，但由于工业产值对取水量变化起主导作用，该期间深圳市工业取水量上升。2017—2018年，由于生产工艺水平进一步提高和工业结构优化调整，深圳市工业取水量略微下降。在这2个时段，重复利用率指数α分别为0.993和1.000，表明靠提高重复利用率控制取水量增长作用不大，进一步提高重复利用率未必经济合理。

表5 深圳市2016—2018年工业用水指数模型数值

鉴于工业用水节水特点以及典型调查，深圳主要考虑对年用水量超过10万m3的工业企业大户(2019年用水量为2.0亿m3)进行挖潜，工业用水大户挖潜后单位产品用水量可下降10%，可节水0.2亿m3。

4 结论与建议

本文通过对深圳市近20年用水水平进行讨论，并对国内外先进城市以及对2035年节水潜力进行估算，得到以下结论：

(1)用水总量随人口呈二次函数、随GDP呈指数函数的趋势进行变化，年均增长率为2.63%。用水以居民生活用水、城市公共用水及工业用水为主，三者占比达80%～97%，多年平均占比为90.47%。

(2)2000—2019年万元GDP用水量、人均用水量、城市供水管网漏损率均随时间呈现下降的趋势，20年间下降比例分别为86%、46%、46%；年均增长率为-9.47%、-3.03%、-3.01%；年际增长率在[-15%，-4%]、[-25%，-2.5%]、[-14%，8%]之间进行波动，并且均低于香港、新加坡、东京的水平，可以进一步进行挖掘节水潜力。

(3)2000—2019年人均居民生活、万元工业增加值、万元第三产业增加值、人均第三产业用水量总体均随时间呈现下降趋势，20年间下降比例为40%、84%、88%、6.2%；年均增长率为-2.5%、8.74%、10.08%、-0.31%；年际增长率在[-26%，15%]、[-19%，9%]、[-38%，10%]、[-30%，22%]之间波动；万元工业增加值基本达到国际先进水平，其他3个指标均低于青岛、新加坡，还有提升的空间。

(4)考虑供应端及用户端节水潜力，2035年全市节水潜力约为3亿m3。全市应通过工程、经济、技术、管理、宣传等综合手段，充分挖掘各行业各领域节水潜力，缩小与国际先进水平的差距。除提升自来水水价、加大节水宣传教育、加快再生水利用等最直接、最有效的挖潜方式外，还需要加快推荐老旧供水管网改造、加强管网日常运维以及用水计量管理、培养良好节水习惯、推广应用水效更优用水器具、完善用水分级分类计量管理、开展节水载体创建、加速合同节水管理实施等。通过合理的用水节水管理手段，促进全市节水意识和水资源利用效率全面提升，保障深圳市节水典范建设高质量推进。