张伟勤 ZHANG Wei-qin
(阜阳市城乡规划设计研究院,阜阳 236005)
水是国民经济发展的基础和命脉,是人民生活不可缺少而又无可替代的自然资源,关系到经济社会发展的各个领域,是人类社会发展生存之本[1-3]。近年来,随着城镇化进程的加快和经济社会快速发展,一些高耗水企业的相继上马投产,很多地区水资源总需求量大幅度增加,且供水保证率要求高,水资源供需矛盾日益突出,工业与生活、城市与农村争水严重,水体污染、地下水位持续下降及超采漏斗不断扩大等生态环境问题日益突出,导致城市经济社会的发展在一定程度上受到制约。阜阳市是皖西北中心城市,地处淮河流域,是安徽省典型缺水城市之一。资源型缺水和水质型缺水已成为制约阜阳市经济社会可持续发展的重要因素,开展阜阳市(含“三区四县一市”)水资源综合规划,建设节水型社会,以水资源可持续开发利用,保障当地经济社会可持续、协调发展,是阜阳市社会经济发展对水资源的迫切需求。
本文在全面分析阜阳市水资源数量、质量及其分布规律、水资源开发利用现状和存在问题的基础上,开展需水预测和供水预测,以水资源供需平衡分析为手段,分析研究了阜阳市水资源承载能力,制定了阜阳市水资源合理配置方案,并提出水资源合理开发、优化配置、高效利用、有效保护、综合治理和科学管理的总体布局,在此基础上,根据社会经济发展以及生态环境保护的目标与要求,按水资源供给保障、节约用水、水资源保护和水务信息化管理四个体系制定水资源开发利用与治理保护的实施方案,以强化水资源的统一管理,保障阜阳市用水安全,支撑社会经济的持续、协调发展。
阜阳市位于安徽省的西北部、黄淮海平原的南端、淮北平原的西部,淮河中游,位于东经114°52′~116°30′、北纬32°24′~33°35′,东西长度约160km,南北宽度约142km,总面积约9775km2[4]。阜阳市位于亚热带与暖温带的过渡区域,气候属暖温带半湿润季风,温和,雨量适中,且光照充足,无较长的霜降期,四季分明,春季气温多变,夏季雨水集中,秋高气爽,冬季长且干燥。流经阜阳市的河流主要有茨淮新河、润河、颍河、济河、泉河、谷河、芡河及濛河等[4]。阜阳市具有特殊的经济、社会和自然条件,而在水资源开发利用方面,存在水源工程建设滞后、过境水利用量少、居民用水水平和水资源配置能力不高等问题。这些导致水资源的可持续开发利用不足,严重的水资源短缺和水环境污染等问题,目前已影响到本地城镇饮水安全和经济社会的可持续发展,威胁到人民生活用水质量。在此背景下,阜阳市对城区内水资源进行统筹规划布局,旨在寻求改善地表水环境,增加地表水资源的利用量,对本地地表径流和过境水进行最大程度地调蓄和利用,合理对各类水资源进行配置、开发和利用,以解决阜阳市水资源短缺和地表水、地下水水量不足及水质恶化等问题,同时可防止因超采中深层地下水而引发大规模地面沉降等环境地质问题。本次规划范围为阜阳市域包括3区4县1市。总面积9775km2,均为平原区。
阜阳市多年水资源的平均可利用总量为19.587亿m3,水资源可利用率为60.8%。其中地表可利用量水资源为10.138亿m3,占水资源总可利用量的49.6%,水资源可利用率为35%;浅层地下水可开采量为9.933亿m3,占水资源总可利用量58.4%,可开采水资源为56.1%;重复计算的量占水资源总可利用量的8.0%。对阜阳市各分区不同年型的水资源的可利用量进行计算,阜阳市频率为20%、50%、75%、95%的水资源的总可利用量分别为26.213亿m3、18.345亿m3、13.325亿m3、7.898亿m3。
依据国家《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)和水利行业标准《地表水水资源质量评价技术规程》(SL395-2007)[5,6]评价,阜阳市14个重点地表水水质断面全年总测次中,Ⅱ类水占9.03%、Ⅲ类水占25.16%、Ⅳ类水占26.45%、Ⅴ类水占17.42%、劣Ⅴ类水占21.94%。深层孔隙水其中Ⅲ类水占总数的27.3%,Ⅳ类水占总数的63.6%,Ⅴ类水占总数的9.1%。氟化物、溶解性总固体为主要超标成分。
目前,阜阳市7座自来水厂的总设计供水能力为28.72万t/d,实际供水量为12.6万t/d,其中市区供水能力最大,17万t/d,实际供水5万t/d,阜南县供水能力最小,仅为0.99万t/d,其余县市供水能力在1~2万t/d左右,全市平均管网漏失率为27.8%。
据调查,2010年阜阳市全市城区供水总量为19870万m3,其中地表水供水650万m3,占总供水量的3.3%,地下水供水19220万m3,占总供水量的96.7%。在地下水供水中,浅层地下水供水量4180万m3,中深层地下水供水量15040万m3。据统计,2010年阜阳市城镇有统计的自备水源单位井眼数约有244个,其中阜阳市区102个,临泉县15个,太和县63个,阜南县12个,颍上县28个,界首市21个,2010年总取水量10031万m3,折合日取水量为27.48万t/d。
阜阳市现状地下水供水包括以工业生产、城市生活用水为主开采的中深层、深层地下水;以农田灌溉、生态环境、乡镇工业及煤矿生产部分用水为主开采的浅层地下水和地表水等。其中:中深层地下水供水水源工程主要分为城市公共供水的水源井和工业自备的水源井两大类。2010年阜城实际的供水总量为19.85亿m3,其中地表水源的供水量为11.37亿m3,占总供水量的62.7%;另一部分地下水源的供水量为8.48亿m3,占总供水量的37.8%。提水供水水量在地表水源供水量中占主导地位,约为地表水源供水量的84.8%,蓄水供水占15.0%,引水占0.2%;在地下水源中,浅层地下水供水量占地下水源供水总量的67.3%,深层地下水供水量占32.7%。
以2010年为现状基准年,根据阜阳市现状供水工程、可供水量及现状条件下不同水平年的需水量对阜阳市现状水资源供需进行分析,采用系列计算方法,根据不同年型的供水量和用水量,进行各种组合的水平衡系列计算,并以缺水量作为评价的主要指标,水资源及其开发利用现状评价表成果见表1。
表1 阜阳市水资源及其开发利用现状评价表 单位:万m3
2.4.1 水资源管理体制不完善
目前,阜城的水资源管理制度表现为权属不清、条块分割、职责交叉、相互制约。管理水源的不管理供水、节水,供水的不管理排水,排水的不管理治污,治污的不管理回用。
2.4.2 当地水可利用量小,过境水利用不足
阜阳市属于淮河的中游河段,地势平坦且较低洼,其境内泉河、颍河一般年份水量较大,但由于本地缺乏一座大型水库,必要的蓄水空间缺乏,主要依靠河道建闸蓄水,使得大量过境水被迫下泄,可利用量不多。
2.4.3 水资源的有效利用率低
阜阳市水资源开发利用能力不高,利用效率很低,浪费现象很严重。农业生产用水,主要表现形式为生产方式落后,大量灌溉水不能得到高效利用,水的生产率很低,单方水的粮食产量约为1.0~1.5kg左右,目前不足发达国家或地区一半。
2.4.4 水环境生态形势严峻
阜阳市主要地处淮河中游段,上游河南省人口密集,工业企业迅猛发展,大量生产、生活污水未经去污处理就排入水体,导致流经境内的淮河及其他水系污染情况较严重。
2.4.5 水资源配置不尽合理
阜阳市区域的水资源分布具有显著特点,总的水资源量在空间上主要表现为南部多、北部少,且淮河在阜阳市的南端沿境而过,南部过境水非常丰富;境内没有一个水库,河道的库容不大,蓄水能力差。
①量水而行、协调发展。在确定城区生产力布局、产业发展、城镇建设规划时,充分考虑区域内水资源量、水环境的承载能力,以水定产、以水定城。
②节水优先、强化保护。引导居民强化生活全过程节约用水,以求不断提高水资源利用效率和效益。
③全面规划、统筹兼顾。兴利除害相结合,防洪与抗旱并举,节约与保护并重,统筹协调流域、区域水资源配置布局,妥善处理流域间、区域间、上下游、左右岸、近远期和水资源开发利用与防洪排涝、水生态环境等各方面的关系,全面发挥水资源配置工程体系的综合作用。
④合理配置、高效利用。持续加强节水型社会建设,抑制需水过快增长、减少废水超标排放,对水资源开发和保护全过程标本兼治。
⑤近远结合、保障重点。根据需要与可能,从水利事关保障防洪安全、供水安全、粮食安全、经济安全、生态安全和国家安全的高度和加快推进工业化、城镇化、农业现代化“三化同步”的要求出发,明确开发、利用、配置、节约、保护和治理水资源的重点,有序安排骨干水源工程建设规模与时机,着力加快跨流域或区域调水、重要城市应急备用水源、重要河湖水资源保护等重点工程的建设。
⑥划定红线、严格管理。建立控制水资源的开发利用、控制用水的效率、限制水功能区的纳污三条红线管理制度,对水资源实行最严格管理。
本规划需水量的预测依据,按当地水资源条件,参照国内其它城市工业产值和工业用水量的统计资料及其附近地区的用水量标准,采用人均综合指标法、分类用水指标法、用水量递增法、不同性质用地用水量指标法对阜阳市的需水量进行分别预测[7,8]。
阜阳市保证率P=95%时各规划年需水量分别为2020年为339125万m3,2030年为376451万m3。阜阳市需水量预测成果见表2所示。
表2 阜阳市各规划水平年需水预测表 单位:万m3
3.3.1 阜阳市城区供水水源配置方案
城区供水水源主要包括现状水源、引淮济阜水源和再生水水源。主要供水对象为工业和生活用水户。
供水配置方案:2020年阜阳城区中深层地下水减少到1200万m3,逐步减少中深层地下水的供水规模,此部分水源主要供给居民生活用水,少部分用于水质要求较高的工业和第三产业用水。2030年阜阳城区中深层地下水由2020年开采量的1200万m3减少到0。浅层地下水仍以可开采量1838万m3作为配置量,主要三产、工业,少部分用于生活。
3.3.2 临泉县城区供水水源配置方案
临泉县城区供水水源主要包括杨桥闸水源、浅层地下水水源、中深层地下水水源和再生水水源。
供水配置方案:临泉县配水方案思路同阜阳城区,2020年以及2030年通过引淮水,浅层地下水的供给量以可开采量为准。
3.3.3 太和县城区供水水源配置方案
太和县城区供水水源主要包括耿楼闸水源、浅层地下水水源、中深层地下水水源和再生水水源。
供水配置方案:太和县配水方案思路同阜阳城区,2020年以及2030年通过引淮水,浅层地下水的供给量以可开采量为准。
3.3.4 阜南县城区供水水源配置方案
城区供水水源主要包括浅层地下水、中深层地下水和再生水水源。
供水配置方案:阜南县配水方案思路同阜阳城区,2020年以及2030年通过引淮水,浅层地下水的供给量以可开采量为准。
3.3.5 颍上县城区供水水源配置方案
城区供水水源主要包括颍上闸水源、浅层地下水、中深层地下水和再生水水源。
供水配置方案:颍上县城区配置方案思路同阜阳城区,2020年以及2030年通过引淮水,浅层地下水的供给量以可开采量为准。
3.3.6 界首市城区供水水源配置方案
城区供水水源主要包括耿楼闸水源、浅层地下水、中深层地下水和再生水水源。
供水配置方案:界首市配水方案思路同阜阳城区,2020年以及2030年通过引淮水,浅层地下水的供给量以可开采量为准。
引淮济阜是实现阜阳市水资源供需平衡、确保阜阳市经济社会可持续发展、全面关停各城区中深层地下水开采的战略举措。引淮济阜主要是供给阜阳市区、太和、界首、阜南、临泉“三区三县一市”城镇用水,日最大取水量约102万m3,初步规划取水线路为通过茨淮新河上桥闸翻水至插花闸下,从插花闸下用管道取水分两路供给阜阳市区、界首市城区、临泉县城区、太和县城区和阜南县城区,一路为从插花闸到阜阳市区再到阜南县城,主要供阜阳市区和阜南县城用水;另一路从插花闸输往太和、界首,在太和再分一支到临泉县城,供太和县城、临泉县城和界首市区用水。
水资源配置是指在水资源总体规划与管理过程中,遵循公平、高效和可持续的原则,在综合进行合理抑制用水需求、有效增加可利用水、积极保护水资源策略的基础上,通过工程和非工程手段和措施,对区域内的水资源进行统筹和调配。
3.4.1 基准年供需平衡分析
基准年水资源供需平衡分析的目的是调查现有水资源开发利用时存在的关键问题,论证水资源的供需结构、利用效率和工程设施布局的合理性,得到水资源供需平衡分析中供水的满足程度、供水缺量、缺水原因、缺水性质等指标。分析各规划分区基准年不同来水频率的供、此水情况,结果表明:在现有工程设施的供水能力和供水格局条件下,50%频率的平水年份,阜阳市可以维持现有的产业结构下的生产生活用水需求;而在75%频率的枯水年份,全市缺水0.54亿m3,缺水率为2.3%;95%频率特枯年份,将出现较严重缺水,缺水总量达10.7亿m3,缺水率达36.3%。通过基准年供需平衡分析,可得出以下结论:总体缺水严重;年际、年内缺水量变化大;供水结构不甚合理。
3.4.2 水资源总体配置方案
在95%保证率下,阜阳市2030年供水总量为30.36亿m3,其中,当地地表水供水量13.14亿m3,浅层地下水供水量5.85亿m3,中深层地下水0.58,再生水利用2.45亿m3,引江济淮外调水8.34亿m3;河道外用水总量为30.36亿m3,其中,生活用水总量4.10亿m3,生产用水总量25.95亿m3,河道外城区域的生态用水总量0.31亿m3,河道外“三生用水”比例为13.5:85.5:1.0。
本规划水资源配置总体布局是以生产力布局为依据,在水资源合理配置的基础上,针对阜阳市现阶段存在的水资源水质和水量的问题和水资源的承载能力,从需求与供给两方面,分析生产力的布局和产业结构的调整对水资源规划的影响,提出包括工程措施和非工程措施在内的水资源规划的合理布局、发展方向和利用方式,构建与生产力发展相适应和生态环境保护相协调的环境友好型水资源安全供给保障体系。