骆树斌,唐国田,李朝坤
(吉林省水文水资源局,130022,长春)
吉林省中部地区是全省的经济中心、全国重要的工业基地,由于该地区水资源匮乏,水资源短缺已成为区域经济社会可持续发展的主要制约因素。随着振兴东北老工业基地战略的逐步实施,中部地区对供水安全的要求越来越高,加强水利基础设施建设,支撑东北老工业基地振兴和推动城市化发展已成为一项重要而紧迫的任务。吉林省中部城市供水工程,主要就是解决由于中部城市水资源匮乏制约经济发展的问题。
该项目属大型跨流域调水工程项目,项目主要依据《振兴东北地区老工业基地水利保障规划》、《松辽流域水资源综合规划》以及1994年8月国务院批准的《松花江流域规划》、《辽河流域规划》和《松花江辽河流域水资源开发利用规划》,供水范围涉及11个市县26个城镇。
供水工程主要供给吉林省中部城市,工程由水源工程、引水总干线、3条干线及干线3座调节水库、12条支线及支线7座调节水库等组成。近期规划水平年(2020年)和远期规划水平年(2030年)设计引水量分别为6.129亿 m3、8.971 亿 m3, 最大年引水量分别为 7.237亿 m3、10.36亿 m3。 引水口设计引水流量为38m3/s。
根据项目来源和背景及水资源综合规划,项目取水符合产业政策、符合流域综合规划和区域水资源规划,有利于生态的恢复与水资源保护,因此取水合理。
(1)区域水资源状况及开发利用程度
①水资源状况
受水区水资源量主要来自饮马河流域、东辽河流域,控制分区饮马河流域(不包括伊通河)、伊通河、二龙山水库以上、二龙山水库以下、招苏台河。行政分属吉林省的长春、四平和辽源市。总控制流域面积为29 400 km2,年水资源总量为40.89亿m3,地表水资源量为23.61亿m3,地下水资源量为21.72亿m3,重复计算量为 4.44亿m3。人均、亩均水资源占有量分别为395 m3和160 m3,分别是全国平均水平的18%和11%,水资源量贫乏。
②水资源开发利用程度
受水区多年平均年降雨量约640 mm,干旱指数在1.0~2.6之间,属于半湿润地区。经分析,水资源开发利用率为71%,地表水资源开发利用率为58%,地下水开采率为71%,地下水超采量为2.09亿m3,已无进一步开发的潜力,其开发率是目前国际公认合理极限值的1.78倍。
(2)受水区现状用水水平分析
①现状用水量
受水区现状年用水量为29.24亿m3。其中农业用水量为20.32亿m3,工业、建筑业和第三产业用水量分别为3.91 亿 m3、0.38 亿 m3、1.47 亿 m3, 城镇生活和农村生活用水量分别为2.10 亿 m3、0.85 亿 m3。
受水区供水城镇现状年总供水量为6.437亿m3,其中地表水供水量3.844亿m3,占总供水量的59.8%;地下水供水量2.093亿m3,占32.4%;再生水利用量 4 996万m3,占7.8%。用水总量6.437亿m3,其中居民生活用水量1.958亿m3,占总用水量的30.4%;工业用水 3.01亿 m3(包括火电用水3 299万m3),占总用水量的46.8%;第三产业及建筑业用水分别为 1.016亿 m3及 2 731万 m3,分别占总用水量的15.8%及4.2%;生态用水量1 807万m3,占总用水量的2.8%。
②用水水平分析
根据受水区供水情况和系统调查分析,现状年受水区人均综合用水量为285 m3/人,比全国平均水平低31%。受水区现状年万元GDP用水量为162m3。受水区现状年农田灌溉定额为 745 m3/亩(11 175 m3/hm2),是 全国平均水平的1.24倍。
受水区供水城镇万元GDP用水量为33.9 m3,城市人均综合用水量为120 m3,万元工业增加值用水量为54.3 m3,比 2003 年减少了 32.8 m3,居民人均生活用水量为 99.6 L/(人·d),用水指标整体好于国内平均水平,但与国内先进水平还有差距,存在一定的节水潜力。
③节水现状及节水潜力分析
通过分析供水城镇的生活和工业节水水平,城市管网漏失率为20.1%,与国内平均水平的20%相近;节水器具普及率为45.3%,高于国内平均水平,但与发达地区相比还有很大的差距。一般工业万元增加值用水定额为 54.3 m3,较 2003年下降了32.8 m3/万元,但仍远大于日本的18.8 m3/万元;工业水重复利用率为67.1%,略高于63%的全国平均水平,但远小于目前美国的94.5%。受水区农田灌溉亩均用水量565 m3,是全国平均水平的1.17倍。上述说明,虽然受水区供水城镇的工业及生活节水水平较高,但与国内先进水平及发达国家相比仍存在一定的节水潜力;受水区农业灌溉用水效率较低,节水潜力巨大。通过相应的节水措施可以减缓用水的快速增长。
④规划水平年需水预测
根据吉林省总体发展规划及现状发展趋势,通过对人口与城镇化、产业结构与经济发展、灌溉面积发展、林牧渔发展、城镇生态环境需求等分析预测,在充分考虑产业结构调整、通过科技进步改进生产工艺以及节水挖潜等因素后,采用趋势法和用水定额法进行分析,对规划水平年用水需求进行了预测。经分析预测,受水区2020年总需水量为38.52亿m3,其中生活需水量5.69亿m3,生产需水量为31.79亿m3,河道外生态需水1.04亿 m3;2030年总需水量为 42.93亿m3,其中生活需水量7.06亿 m3,生产需水量为34.58亿m3,河道外生态需水1.30亿m3。供水城镇2020年及2030年预测净需水量分别为11.058亿m3及14.29亿m3。
通过用水定额法与增长率趋势法对预测成果比较及各水平年用水效率指标合理性分析,预测成果较为符合节约用水政策。
(3)供水城镇水资源供需平衡分析
供水工程建成后,根据调入水量与当地水资源联合调度运用方案,通过水资源优化配置,进行受水区水资源供需平衡分析。
受水区水资源供需分析表明,在不退还农业和生态用水情况下,基准年受水区农业供水保证率不能得到满足,但城镇缺水量较小;在退还农业并补偿河道内生态用水1.40亿m3条件下,2020水平年受水区年缺水量为9.18 亿 m3,2030 年缺水量 12.63 亿 m3。
中等干旱年份缺水对象主要为城镇生产生活用水,2020年城镇缺水量为7.421亿m3,占总缺水量的83.5%,农业生产缺水量为1.465亿m3;2030年城镇缺水量为 10.415亿m3,占总缺水量的84.7%,农业生产缺水量为1.882亿m3。农业生产基本能够满足灌溉用水需求,城镇缺水需通过供水工程加以解决。
(4)用水合理性分析结论
供水工程设计水平年近期年引水量为6.129亿m3,远期年引水量为8.971亿m3,引水口设计引水流量为38 m3/s。
根据工程项目受水区水资源配置方案,此项目实施后,可以保证受水区供水城镇GDP总值发展到2030年的10 486.93亿元,城镇供水人口发展到2030年的1 021.19万人,人均生活用水量发展到2020年的50.77 m3/(人·a) 和 2030 年的 55.69 m3/(人·a), 人均综合用水量发展到2020 年的 149.76 m3/(人·a) 和 2030年的 158.17 m3/(人·a), 单方水 GDP产出量发展到2020年的604.05元和2030年1090元。
按照适度节水方案,供水城镇人均生活用水定额到2020年增加到119 L/(人·d), 到 2030 年增加到 137 L/(人·d);工业产品万元增加值需水定额减少到2020年的42 m3、2030年的24 m3;农业水田灌溉定额减少到2020 年的 682 m3/亩 (10 230 m3/hm2)、2030 年的 633 m3/亩(9 495 m3/hm2),在我国北方同类地区处于较低水平。
供水工程实施后,由于先治污后调水及城市回归水补充下游河道,受水区河流的生态环境将有明显改善,各流域控制断面90%保证率的下泄流量较调水前有很大增加,均大于河道内最小生态环境基流要求。
工程实施后,受水区可以保护地下水资源并减少超采量2.86亿m3,退还农业用水量1.48亿m3,补偿河道内生态环境用水量1.4亿m3,能够满足全区未来发展的用水需求,将有力支持农业的健康发展和改善,修复已遭严重破坏的生态环境,对于建设生态省和构建环境友好型社会、保障人与自然的和谐发展具有不可替代的作用。
综上,吉林省中部城市供水工程受水区用水是合理的。
建设项目取用水合理性分析是水资源论证报告的核心内容之一,尤其在跨流域调水的论证中显得更为重要。为了保证预测的可靠性,在用水分析时采用了长系列资料进行分析预测。根据以往调水工程需水量预测常常偏大的经验,在论证规划水平年需水预测时,不仅考虑了区域产业结构调整和小城镇发展战略对水资源需求的影响,还按照可持续发展战略,把节水作为需水量预测的重要环节和调水的前提条件。预测的需水量结果远小于直接按经济增长率加用水定额预测值,更小于以近10年供水增长率为标准的预测值。这样的预测结果不仅符合节约用水的政策,更有利于促进受水区的节水型社会建设。
[1]吉林省水利水电规划院.吉林省中部城市供水工程规划报告[R].2005.
[2]吉林省水利厅.吉林省水利发展“十一五”规划[R].2005.
[3]吉林省水利水电规划院.振兴东北地区老工业基地水利保障规划[R].2004.
[4]水利部松辽水利委员会.松花江流域规划[R].1994.
[5]水利部松辽水利委员会.辽河流域规划[R].1994.
[6]水利部松辽水利委员会.松花江辽河流域水资源开发利用规划[R].1994.
[7]吉林省水利水电规划院.吉林省水资源综合规划[R].2004.
[8]中国水利水电科学研究院,吉林省水利水电勘测设计研究院.吉林省中部城市供水工程水资源配置与工程规模研究[R].2005.