刁秀云,曲海波,赵继伟
(1.聊城市水利勘测设计院,山东 聊城 252000;2.聊城市水利工程总公司,山东 聊城 252000;3.聊城市水文局,山东 聊城 252000)
聊城市地处山东省西部冀鲁豫交界处,人多水缺是需要长期面对的基本市情,水资源短缺问题已成为聊城市社会经济健康发展的最大的“瓶颈”制约。聊城市委、市政府紧密结合聊城市当地市情水情特点,做出了“以科学开发利用雨洪资源来破解聊城市缺水之困”的重大战略决策。
根据聊城市1956—2017年实测降水资料统计分析,聊城市多年平均年降水量为560.6 mm。受季风气候影响,境内降水量集中于汛期,汛期6~9月份的降水量占全年降水量的73.8%;冬季(12月~2月)降水量最小,为18.2 mm,仅占年降水量的3.3%;夏季(6月~8月)降水量最大,为364.5 mm,占年降水量的65.0%,春季和秋季的降水量为82.0 mm和95.9 mm,分别占年降水量的14.6%和17.1%。
聊城市水资源量包括地表水资源量和地下水资源量。地表水资源量是指河流、湖泊、水库等地表水体中,由当地降水形成,可以逐年更新的动态水量。根据《山东省水资源综合利用中长期规划》成果,聊城市多年平均天然径流量30 214万m3,径流深35.0 mm。
地下水资源量是指与降水、地表水体有直接补排关系的动态水量,主要指矿化度≤2 g/L的淡水资源量。根据《山东省水资源综合利用中长期规划》成果,聊城市多年平均地下水资源量为117 587 万 m3。
水资源总量是指评价区内当地降水形成的地表和地下的产水量,即天然径流量与降水入渗补给量之和(不含外调水)。聊城市多年平均水资源总量为120 734万m3(地表水资源量、地下水资源量之和,扣除重复计算量)。
聊城市河流众多,除黄河及其支流金堤河外,有属于海河流域纵贯全市的徒骇河、马颊河和从边境流过的漳卫河骨干排水河道,其中黄河、金堤河、漳卫河属于边境河道。古运河从东南到西北贯穿全境。全市流域面积大于10 km2的支流共有200多条,其中流域面积大于300 km2的10条,100~300 km2的24条。河流总长度1 950.84 km,河网密度0.22 km/km2。
聊城市2008—2017年供水设施多年平均实际总供水量为19.64亿m3,其中黄河水、地下水、当地地表水、其他水源(包括污水回用、微咸水等)供水量分别为 9.48 亿 m3、8.29 亿 m3、1.69 亿 m3、0.19亿m3,分别占总水量的48.2%、42.2%、8.6%、1.0%,由此可见,黄河水为聊城市主要供水水源,其次为地下水、地表水,其他水源供水量占比例很小。
根据相关分析,聊城市徒骇河、马颊河实测径流中引黄、引卫、引金灌溉尾水和入河废污水约占径流的42%,因此,在当地地表水供水量中58%为实际当地径流开发利用量,按此计算,近十年当地地表水实际利用量为32.4%,距离聊城市规划的当地地表水资源开发利用率40.2%存在一定空间,因此聊城市地表水资源目前尚有一定开发利用潜力。
即在现状供水工程、节水条件下进行不同水平年的供水需水预测及供需平衡分析。经分析计算,全市2017年现状年保证率50%、75%、95%时将分别缺水 2.1 亿 m3、3.2 亿 m3、3.6 亿 m3,缺水率分别为9.8%、14.9%、16.7%;2025年分别缺水3.0 亿 m3、4.1 亿 m3、4.5 亿 m3,缺水率分别为13.6%、18.5%、20.2%;2035年分别缺水 4.8亿 m3、6.0亿 m3、6.3亿 m3,缺水率分别为 20.4%、24.7%、26.3%。
分析结果表明,在现有供水工程和供水条件下,未来18年聊城市将面临更严峻的缺水形势,缺水率由 2017年的9.8%增加到2035年的20.4%,全市国民经济和社会发展将受到较大影响,因此,必须进一步加大水资源开发利用和节约力度,确保全市经济和社会的可持续发展。
由在现状供水工程、节水条件下所作的一次水资源供需平衡结果,通过规划建设一批雨洪资源利用工程,增加供水量,进行二次水资源供需平衡分析。全市二次水资源供需平衡结果为:全市2017年现状年保证率50%、75%、95%时将分别缺水2.1亿m3、3.2亿m3、3.6亿m3,缺水率分别为9.8%、14.9%、16.7%;2025年分别缺水0.5亿m3、1.7亿m3、2.1亿m3,缺水率分别为2.1%、7.5%、9.4%;2035年平水年(50%)实现水资源供需平衡,75%、95%时分别缺水 0.9 亿 m3、1.4 亿 m3,缺水率分别为3.7%、5.7%。
二次平衡分析结果显示,2017年(现状年)、2025年在平水年(50%)情况下缺水量分别为2.1亿m3、0.5亿m3,缺水率分别为9.8%、2.1%。2025年(50%)的缺水率比2017年大幅下降,2035年平水年(50%)可实现水资源供需平衡。分析结果表明,需建设实施一系列雨洪资源开发利用工程,才能满足未来聊城市水资源需求,为国民经济和社会发展提供基础保障。
雨洪资源利用潜力为实测出境流量扣除生态需水量、不可利用大洪水量,并扣除其中灌溉尾水和入河废污水,即地表水资源利用潜力中扣除部分灌溉尾水和入河废污水。
徒骇河、马颊河地表水资源利用潜力含有部分引黄、引卫、引金灌溉尾水和入河废污水。经分析,徒骇河、马颊河实测径流中引黄、引卫、引金灌溉尾水和入河废污水约占42%,雨洪资源约占58%,因此徒骇河、马颊河雨洪资源利用潜力按水资源利用潜力的58%计算。
金堤河和漳卫河为边境河流,雨洪资源利用潜力直接采用其出入境站的地表水资源利用潜力成果。
马颊河、徒骇河、漳卫河、金堤河雨洪资源利用潜力分别选择李奇站、刘桥站、临清站、范县站4个代表站的历年雨洪资源利用潜力系列进行分析。经统计分析,聊城市多年平均雨洪资源利用潜力为54 067万m3,其中徒骇河出口刘桥站雨洪资源利用潜力为5954万m3,马颊河出口李奇站雨洪资源利用潜力为542万m3,边境河流漳卫河临清站雨洪资源利用潜力为40 329万m3,金堤河范县站雨洪资源利用潜力为7242万m3。
紧密结合聊城市当地市情水情特点,以提升水资源保障能力为目标,以“蓄、调、渗”为主要措施,构建“五横六纵、互连互通、库河同蓄、五水统筹”的雨洪资源综合利用工程总体格局,实现雨洪资源的充分利用,为聊城市社会经济、生态环境的健康发展提供水资源支撑。
根据雨洪资源综合利用总体思路,重点建设5大工程32个子项目,具体为:
1)运河开发及补水工程。包括河道整治、沿河建筑物工程、两岸灌排配套工程、补水工程等4个子项目。
2)徒骇河、马颊河、漳卫河、金堤河雨洪资源利用工程。包括徒骇河拦河闸坝工程(4座)、徒骇河河道扩挖蓄水工程(10处)、徒骇河引水输水配套工程、马颊河拦河闸坝工程(1座)、马颊河河道扩挖蓄水工程(9处)、马颊河引水输水配套工程、漳卫河拦河闸坝工程(2座)、漳卫河河道扩挖蓄水工程(1处)、漳卫河引水输水配套工程、金堤河拦河闸坝工程(4座)、金堤河河道扩挖蓄水工程(2处)、金堤河引水输水配套工程12个子项目。
3)蓄水工程。包括平原水库工程(12座)、河道拦蓄(列入以上4条河流雨洪资源利用工程)、沟渠拦蓄、坑塘蓄水工程等4个子项目。
4)水系连通工程。包括漳卫河-马颊河连通工程、徒骇河-马颊河连通工程、金堤河-徒骇河连通工程、金堤河-古云水库连通工程、彭楼干渠连通工程、中心城区环形水系连通工程、城区外环水系连通工程及分布的库渠-塘渠连通工程8个子项目。
5)金堤河湿地及旅游开发工程。包括拦蓄工程(4座拦河坝列入金堤河雨洪资源利用工程)、河道整治工程(2项河道扩挖蓄水工程列入金堤河雨洪资源利用工程)、人工湿地、牧业开发工程4个子项目。
到2025年,聊城市通过雨洪资源利用工程建设,多年平均雨洪资源蓄渗利用量将增加3.5亿m3,全市平水年份缺水率控制在2%左右,基本建立起与全面建成小康社会相适应的水资源安全保障框架体系。到2035年,多年平均雨洪资源蓄渗利用量将增加2.2亿m3,全市平水年份达到水资源平衡,枯水年缺水率控制在4%左右,届时将建立起与社会经济发展相适应的水资源健康利用保障体系。