宁红喜 ,刁秀云 ,贾 雯
(1.聊城市水利勘测设计院,山东 聊城 252000;2.聊城市南水北调工程建设管理局,山东 聊城 252000)
通过对临清市2001—2017年供水量分析,临清市近17年多年平均雨洪水供水量为268万m3,雨洪资源利用率为10.1%,利用率较低。目前临清市当地雨洪水资源直接利用设施较少,农村雨洪水直接排入河道,城市雨洪水随污水管网排放,不仅造成城市排水管网压力,也造成水资源浪费。如果把雨洪水利用与天然洼地、公园的河湖等湿地保护和湿地恢复相结合,既可以作为环境用水又可以涵养地下水,或充分利用雨洪水进行农田灌溉,或建设雨水地下回灌系统,这些都可有效缓解水资源短缺压力。
据统计,临清市2017年污水排放量为4198万m3,再生水回用量1862万m3,污水处理回用率为44.3%,再生水利用率较高,但与发达国家回用率60%的水平相比,还有较大差距。
1)当地雨洪资源总量估算。临清市多年平均天然径流量为2956万m3,其中多年平均汛期天然径流量为2637万m3,占多年平均的89.2%。依据省政府批复的《山东省水资源综合规划》及有关规范,河道基本生态需水量按多年平均逐月天然径流量的10%计算,则临清市当地河流基本生态需水量为295.6万m3。根据雨洪资源量估算方法,当地多年平均雨洪资源量为2660.4万m3,其中汛期为2373.3万m3,非汛期为287.1万m3。
2)过境雨洪资源总量估算。临清市过境河流有卫运河及马颊河。根据实测流量资料分析,马颊河在临清市多年平均过境水量为1671万m3,河道基本生态需水量167万m3,则马颊河多年平均过境雨洪资源总量为1504万m3;卫运河在临清市多年平均过境水量为71697.7万m3,河道基本生态需水量7169.8万m3,则卫运河多年平均过境雨洪资源总量为64527.9万m3。
综上,临清市雨洪资源总量为68692.3万m3。
临清市碧水污水处理厂设计处理规模10.0万t/d,中水回用规模为6.0万t/d,中水回用量2190万m3;卫运河人工湿地和裕民渠上段人工湿地设计处理规模为10.0万t/d,中水回用量1460万m3;胡姚河人工湿地设计处理规模为1.5万t/d;中水回用量500万m3。综上,中水回用总量为4150万m3。同时,还有部分企业的中水回用约230万m3。
一次供需平衡分析的供水水源为地表水源、地下水源和外流域调水。根据现状和规划水平年不同保证率下的地表水、地下水和外流域调水供水预测和需水预测成果进行供需平衡分析。经分析计算,全市2017年现状年保证率50%、75%、95%时分别缺水 0.88 亿 m3、1.29 亿 m3、1.53 亿 m3,缺水率分别为30.03%、42.23%、50.07%;2025年保证率50%、75%、95%时分别缺水0.85亿m3、1.25亿 m3、1.47亿 m3,缺水率分别为 27.18%、38.40%、44.9%;2035年保证率 50%、75%、95%时分别缺水 1.08 亿 m3、1.48 亿 m3、1.70 亿 m3,缺水率分别为32.07%、42.43%、48.53%。
二次供需平衡分析的供水水源为地表水源、地下水源、外流域调水和非常规水源。根据现状和规划水平年不同保证率下的地表水、地下水、外流域调水和非常规水源供水预测和需水预测成果进行供需平衡分析。经分析计算,全市2017年现状年保证率50%、75%、95%时分别缺水0.69亿 m3、1.11 亿 m3、1.35 亿 m3,缺水率分别为23.68%、36.16%、44.0%;2025年保证率 50%、75%、95%时分别缺水 0.09 亿 m3、0.82 亿 m3、1.17亿m3,缺水率分别为 3.14%、25.01%、35.84%;2035年保证率50%、75%、95%时分别缺水0.06亿 m3、10.80 亿 m3、1.10 亿 m3,缺水率分别为1.89%、24.68%、35.79%。
对比分析一次及二次供需平衡结果表明:将非常规水源资源化,并纳入到水资源整体行列进行供需平衡,从供水平衡结果上看,增加非常规水资源供给后的不同水平年的缺水率比未考虑非常规水资源供给的不同水平年的缺水率大大降低,由此可得,开发利用非常规水源成为解决水资源危机、缓解水资源短缺态势、增加水资源供给的重要途径。
1)“蓄”。指在时间上滞蓄当地雨洪水及过境洪水,以备充分利用雨洪资源,主要包括:建设中小型水库1座,总库容1000万m3;河道拦河闸坝11座,蓄水库容1780万m3;坑塘蓄水12座;年累计可利用雨水和引黄尾水773万m3。工程实施后,可以有效拦蓄当地雨洪水、黄河水及灌溉尾水,发挥河道水量调节作用,加大对地表水的利用,增加水面面积,涵养地下水,改善水生态环境及农业灌溉引水条件,增加灌溉水量。
2)“调”。指在平面空间上调配洪水,分散利用雨洪资源,实现东西调配、南北互济、丰枯互补,措施主要为河渠(湖)水系连通,并通过引水、提水等工程措施将雨洪资源调入需水区。一是河渠(湖)水系连通工程。通过水系连通工程,可实现丰水河流向枯水河流或区域调水,转移洪水威胁,化威胁为资源的重要目的。二是提水工程。结合临清市水源条件,在尚潘渠、卫运河及马颊河3条骨干河道上修建引水泵站8座,恢复及改善引水流量53m3/s,设计灌溉面积5.42万hm2。
3)“渗”。指在竖向空间上滞渗雨洪水,通过沟渠拦渗、自然洼地或人工湿地滞渗、增加城市透水面积入渗,采取水保措施涵养地下水源等方式蓄渗雨洪资源,改善地下水生态环境。拟在临清市水利信息中心、水务局等建设屋面雨水收集示范工程5处,并结合城镇市政建设,增设绿地和路面渗透设施。
工业和生活废污水经污水处理厂适当处理或经人工湿地净化系统净化后,达到一定的水质标准,用于农业灌溉、工业供水、回灌地下、景观用水、生活杂用水及城市保洁等,从而降低污染物排放,减轻水质污染,实现污水资源化。
新建胡姚河人工湿地污水净化系统,总占地面积100hm2,设计处理水量为1.5万m3/d。湿地建成后主要用于临清市北部工业园区各大企业产生的废水的深度处理,出水水质可以达到养殖、农灌、生态旅游用水的标准。年节约黄河农灌水 500 万 t。
临清市通过非常规水资源综合利用工程建设,不仅有利于统筹解决面临的水资源短缺、水灾害威胁和水生态退化三大水问题,而且有效改善市域水生态环境,同时还能提升区域品质,改善人民群众生活质量,增强区域可持续发展能力,具有很好的经济效益、社会效益和生态环境效益。