李 璨,赵 倩,马 钊
(山东省水利勘测设计院,山东 济南 250014)
龙口市位于胶东半岛西北部,东与蓬莱市毗邻,南与栖霞市、招远市接壤,西、北濒临渤海,隔海与天津市、大连市相望。全市总面积893.32km2。龙口市是一座新兴的以能源交通为主、城乡一体化的港口城市。自然资源丰富,经济发达。2010年全国百强县名单中,龙口市排名第23位,在山东26个百强县中排名第一。
龙口市多年平均降水量586.3mm(合计5.24亿m3),入境客水0.56亿m3,扣除地面蒸发、水体蒸发、植物蒸腾、排泄入海量外形成的水资源只有1.76亿m3,人均占有水资源量280m3,仅为全国人均占有量的1/5,不及全省人均占有量的4/5。该市地处胶东低山丘陵北部,地势东南高西北低,坡降较大,河流源短流急;雨热同期,降雨多集中在夏季,这样的地势使得降水大量流入渤海。除了水资源量少、区域分布不均外,该地区还具有年际间变化大、连丰连枯交替出现等特点。
采用该市23个站点1961—2010年的逐月降水量等资料对其水资源状况进行分析评价。经计算,龙口市水资源总量成果见表1。
表1 龙口市水资源总量 万m3
龙口市目前有大型水库1座、中型水库2座、小(1)型水库6座、小(2)型水库59座,全部蓄水工程总蓄水能力达2.23亿m3,总兴利库容1.23亿m3。全市有机电井7368眼,大口井573眼,企业自备水井180眼,多为潜水井。有南山集团、黄城、龙口等3座污水处理厂,日处理污水能力达到20.5万m3。
龙口市地表蓄水工程大部分修建于上世纪六七十年代,限于当时的施工条件和技术条件,目前出现了不少病险水库,存在着事故隐患;一些输水渠道标准低,渗漏水较多,许多工程老化。社会发展对水的需求不断增加,破坏了水的自然均衡,导致水库蓄水量减少,河流断流,地下水位不断下降,地下水位负值区面积逐年增加,引发了海水入侵、水质咸化等一系列问题。工业的迅速发展,城镇规模的不断扩大,污废水排放量大量增加,污染程度不断加剧,加之多年来没有统一的水资源管理,造成了管理混乱、力度不够、资源浪费等消极影响。
龙口市水资源合理配置供需平衡分析成果参考《山东省水资源综合规划》成果,将2010年作为现状水平年,规划水平年为2020、2030年。通过新开辟地表水源、雨洪利用、再生水回用、水资源联合调度等工程和非工程措施,可在不同规划水平年实现减少需水量和增加供水量,以此进行不同水平年水资源供需平衡分析。
1)地表水可供水量。地表水资源可供水量,主要是指在现有蓄水工程及蓄水能力的条件下,根据天然水特点,采取合理的调度运用方式,可以拦蓄利用的水量。其中大中型水库采用兴利调节计算,小型水库和塘坝根据其复蓄系数分析计算山丘区地表水可供水量。
2)地下水可供水量。全市地下水开采利用主要是潜水,深层水较少,本次计算不计。经分析,现状水平年全市地下水可供水量为6940万m3,2020年、2030年地下水可供水量也采用这一数值。
3)其他水源可供水量。其他水源主要包括海水利用、污水处理回用、雨洪利用、调引长江水等。龙口市作为南水北调东线工程山东段的107个受水县(市、区)之一,根据供水方案,2020年、2030年均需调引长江水1200万m3。
龙口市不同水平年可供水量成果见表2。
1)社会经济发展指标预测。根据烟台市及龙口市有关人口规划及国民经济规划等资料,确定规划年的社会经济发展指标。①人口:2010年龙口市总人口为63万人,根据龙口市有关人口预测资料,2010—2020年、2020—2030年,人口自然增长率分别为2‰、1‰左右。根据龙口市城镇化发展战略,并考虑到今后县城区建设的速度加快,农村剩余劳动力流向城区等因素,未来城区人口的增长速度将高于流域内人口自然增长率。预计2020年、2030年龙口市城镇化率将分别达到60%、69%。②农业:不同水平年龙口市灌溉面积、林果地面积见表3。③工业:2010年龙口市完成工业增加值125亿元。预测2020、2030年流域内工业增加值分别达到223.86、400.89亿元。
表2 龙口市不同水平年可供水量成果表 万m3
表3 龙口市社会经济发展指标表
2)需水量。①生活需水量:包括城镇生活和农村生活两部分,在现状用水基础上采用定额法进行预测,并综合考虑节水措施进一步实施、人口增加、居住条件改善、生活水平提高、公共用水设施增加及城镇规模扩大等因素;②农业需水量:包括农田灌溉和林牧渔业需水,根据作物种植面积、种植结构、复种指数、净灌溉定额、灌溉水利用系数等进行预测;③工业及建筑业需水量:本次计算充分考虑节水和产业结构调整对工业需水的影响,在万元增加值定额法预测的基础上,用经济趋势分析法进行宏观控制,并采用弹性系数法进行校核。预测不同水平年电力工业综合万元增加值用水量分别为75m3、60m3,一般工业综合万元增加值用水量分别为22m3、15m3,乡镇工业综合万元增加值用水量分别为30m3、20m3,农村工业综合万元增加值用水量分别为40m3、30m3。
综合以上,龙口市不同规划水平年需水量预测成果见表4。
由不同水平年可供水量和需水量分析结果,对龙口市进行水资源供需平衡分析,见表5。
表4 龙口市不同水平年需水量分析表 万m3
表5 龙口市不同水平年水资源供需平衡成果表
由龙口市水资源供需平衡成果可知,在现状水利工程情况下,50%保证率下龙口市 现状年基本不缺水,75%保证率下缺水较严重。通过采取一切有效措施开源、节流、挖掘水资源潜力,龙口市水资源供需紧张局面有所缓解。龙口市2020年平水年(50%保证率)余水109万m3,基本能达到供需平衡;枯水年(75%保证率)缺水4520万m3,缺水率18.7%,缺水比较严重。2030年,平水年(50%保证率)余水364万m3,水资源供需状况得到进一步改善,能达到供需平衡;枯水年(75%保证率)缺水率为16.9%,枯水年缺水率有所下降,但缺水仍比较严重。
1)落实最严格水资源管理制度。严格水资源论证与取水许可,促进用水方式转变;强化用水计划管理、定额管理,确保水资源的以供定需;实行区域内各类水资源及各项涉水事务的统筹管理,建立起优化配置、高效利用、有效保护水资源的管理体制;加强水资源保护,严格水功能区限制纳污管理,保障饮水安全。
2)调整产业结构和经济布局,提高用水效率。据统计,龙口市工业需水量占总需水量的29%,要限制火力发电、化工等高耗水、高污染行业的发展,支持水资源向高效益产业流转。加快节水技术推广,实行用水产品用水效率标识管理;加大农业节水力度,落实节水灌溉的产业支持、技术服务、财政补贴等政策措施;加强工业用水技术改造,提高工业用水效率。
3)加强非常规水利用。可推广直接利用海水作为原水,替代淡水作为工业用水如冷却水,同时可以将海水作为大生活用水用于消防、人工喷泉以及卫生间冲厕等。污水处理回用也是缓解缺水地区淡水资源不足的有效途径。污水处理后可回用于对水质要求不高的工业用水和城区河湖环境,还可以安全灌溉和改善生态环境,对水资源合理配置将产生积极影响。
4)提高水资源管理信息化水平,强化监控管理能力建设。加快布局当地水资源监测站网,对管理薄弱的河流断面、地下水环境破坏较严重区域、重要水源地等进行重点布局,建设完善现代化监控管理系统。对重要断面的流量、水位,重点地区的地下水埋深变化,重要水源地水量水质逐步实行在线实时监测,提高区域用水总量和水质监测能力。