城市供水一體化案例研究

萬 楓 朱金峰 吳 畏

城市供水一體化案例研究

萬 楓 朱金峰 吳 畏

一、概述

臺州市位于浙江省沿海中部，河流主要有椒江水系和金清水系，地區氣候溫和，雨量充沛，屬中亞熱帶季風氣候區，多年平均降水量1467mm，蒸發量1335mm，降水量集中于6～9月，占全年雨量的57%，年均氣溫16.9℃。境內長潭水庫是一座以防洪、灌溉、供水為主，結合發電等效益的多年調節的大（2）型水庫，設計正常蓄水位36m，總庫容 7.32億 m3，多年（1957～1999年）平均入流56500萬m3，徑流量17.91m3/s。

二、現狀供水工程

供水一期工程設計取水規模為56萬m3/d，水源取用于長潭水庫。1996年建成通水，取水量28萬m3/d，水廠供水能力為24萬m3/d，2003年（枯水年）高峰供水量（原水）達30.1萬m3/d。臺州市水資源匱乏，且空間分布不均，經濟發達的南部區域（溫嶺和玉環縣）人均可利用水資源遠低于臺州市人均水平。由于新城區的不斷增加，供水區域不斷擴大，最高日供水量超過設計規模；與原有規劃相比，城市和經濟環境發生了很大變化，需水量在繼續增加，2003年起興建了供水二期工程。二期供水工程總設計規模為日供水49萬m3/d（進水廠原水量，包括4%廠用水量）：向椒江、路橋、溫嶺、玉環沿線集中供水規模38萬m3/d，向黃巖供原水規模11萬m3/d。隨著浙江城鄉一體化的推進，供水一體化和供水安全的分析研究日益重要。

三、供水管理

我國政策將生活用水作為優先考慮，而缺水形勢日益嚴重，為滿足供水量，一方面要實施水源多樣化并擴大水源；另一方面，在可用水源已經分配完畢的情況下，新增的飲用水只能通過調用其他部門而獲得，即各部門間供水一體化的要求。

（1）水庫水

地下水下降很容易引起許多環境生態問題，利用地表水資源作為供水水源是符合可持續發展的要求。從1996年開始，長潭水庫通過浙江城市發展集團股份有限公司（以下簡稱公司）向臺州市供水，多年平均供水量為1.053億m3，且公司從長潭水庫引水量逐年遞增（見圖1），表明臺州社會經濟發展導致需水量增加的必然，也導致這樣單一水源取水對水質及運行安全等提出很高的要求。

由圖1可知，長潭水庫向城鎮供水量在2011年首次超過農業灌溉及發電用水量，表明臺州的社會經濟用水在長潭水庫的可用水資源量中成為重要部分，同時也使得目前供水越來越依賴于長潭水庫。通過16年從長潭水庫引水量的趨勢分析發現，年引水量以每年1013萬m3的速度增加（擬合度R2達到0.91），據此可以作為未來年份取水量預測的依據，為未來新建取水口、三期工程建設及水庫聯合供水調度提供指導。

圖1 長潭水庫入流及供水趨勢

圖2 長潭水庫多年灌溉及發電水量

隨著興建新的水利工程難度加大，地表供水水源十分困難，水資源保護和重復利用就很重要了。

（2）農業節水

農業灌溉仍是整個地區的主要用水部門，從長潭水庫運行至今，水庫大部分蓄水被用于農業灌溉，只是近些年城市供水的重要性才開始顯現。根據1963～2011年長系列水文及社會經濟用水資料統計，長潭水庫多年平均水資源量為5.674億m3，其中向自流灌溉、發電灌溉及生態環境用水約4.707億m3，占地表可用水資源量的83%；但是，近些年城市供水的增加使得這一比例有所降低（圖2）。

通過借助政府投資鼓勵或城市用水補償，改善渠系襯砌等措施減少滲漏損失，推廣噴灌、滴灌等農業節水方式，提高農業灌溉用水效率，或者將部分回用水和中水供給灌溉，都能夠減小農業供水比例，增加可引水量。因此農業節水灌溉及水資源的重復利用會成為增加城市供水量、提高供水保證率的重要舉措，而這實際涉及水庫水量使用權的轉換。

水資源作為一種商品具有使用價值，在不同取用水單位之間可以通過水權買賣的方式進行轉換，國內關于水權交易及使用已有了一些成功的經驗和案例，如2001年浙江義烏市成功地從鄰縣東陽橫錦水庫購買每年5000萬m3的使用水權，開創了中國水權制度改革的先河。

（3）雨污水利用

除了修水庫、打井和外流域調水外，由于本地區雨量充沛而供水相對不足的特征，未來可以通過收集雨水進行利用，實施雨水利用工程。近20年來德國、日本等發達國家城市雨水利用取得很大進展，尤其德國在城市雨水調蓄利用方面的成就倍受關注。在發展中國家，孟加拉國在達卡也建立了雨水收集系統。雨水利用可減輕防洪壓力，并能夠大大降低對傳統水源的需求，且發生大暴雨時部分徑流用于地下水誘導補給；雨水水質也相對易于處理，可考慮作為聯合供水的一種水源，減小對水庫供水的依賴性。

另外，供水與污水管理相結合，通過技術開發提高水的可獲得性。在未來缺水更嚴重情況下，通過城市收集并處理雨污水、海水脫鹽等獲得多樣化水源，用于特定用途（農業、工業和商業），從而增加高水質的生活供水量及可靠性。這要求不同水質的管道分離，在一些國家已形成很大規模，如新加坡興建了獨立的污、廢水排放與收集系統，再生水主要用于工商業用途；墨西哥城建有深層污水系統儲存污水和雨水，對污水和雨水進行處理使用。通過污水管理，提高水的循環利用率和污水回用比例，未來更多使用再生水已經成為趨勢。

綜上可知，在進行供水管理中，要盡可能獲得更多的供水水源或從其他部門、流域調水，以提高供水安全及可靠性，未來可根據實際情況比較分析各種水源取水利用的成本，兼顧人類與自然環境、社會經濟各部門的用水效率與公平，采取相應的策略和工程措施增加供水，適應未來社會經濟發展的需要。

四、需水管理

城市供水的目標是要達到供需平衡，因此在供水管理研究中有必要結合需水管理進行分析和探討，通過需水分析可為未來供水部門的供水目標和運行提供一定支持。供水與用水信息的分析對實現供需平衡十分重要，利用需水預測模型可以對現狀及未來城市的需水進行預測，將下游需水信息反饋給供水部門。由于供水較為分散，各地均有自己的供水部門，其供水情況也直接影響到水量的合理調度，使得供需平衡分析具有更多不確定性，對供水的優化調度帶來困難。只有將需水量預測成果與水資源量評價相結合，才可為未來的供水工程建設、水庫的聯合調度提供指導依據。

另一方面，需水管理通常以懲罰性水費單或減少用水的形式出現，合理制定各部門的分段水價，實行綜合的需水管理政策，對用戶的用水行為進行適當規范，可提高用水效率和效益，有利于提高用水的可靠程度。隨著水價機制的完善，供水部門通過與水庫及下游用水戶協調確定更合理的彈性水價，能夠提高供水的供水效益。

五、城市水資源綜合管理

未來的城市供水發展，綜合考慮水資源需求，能更有效地維持供水和需水之間的平衡，實現水資源的可持續利用和城市綜合水資源管理。但是，受到現有管理體制和政策的約束，還應通過技術創新、市場體制改革等措施滿足現代水資源管理的需求。

從城市水資源綜合管理的角度，如果將水質和水量作為發展保護并重的目標，水源保護、雨污水處理和城市管網建設也不能視為相互獨立的。因此，供水的一體化要從整體的觀點出發，對水資源進行合理配置和優化布局，一方面指地區綜合，包括不同市縣之間管轄權之間的關系，另一方面指各部門之間、社會與生態環境之間的綜合，成立類似土耳其的ISKI這樣的城市水務機構有助于水事有效管理。從管理的角度，涉及供水管理、需水管理、雨污水與節水管理的綜合協調，這些在實際中都會面臨巨大挑戰，但應是未來發展的趨勢。

六、結語

水資源的許多問題之所以長期未得到解決，包括城市供水行業，除了認識問題外，很重要的原因是在水資源的管理體制、投資體制和水價政策等方面存在問題，因此水資源管理體制與機制的改革必將成為未來水資源管理的關鍵

淮河水利委員會規劃計劃處 233001 清華大學水利水電工程系 100084 淮河水利委員會水土保持處 233001）