劉 猛 章啟兵
亳州市城市發展與水資源可持續利用對策
劉猛1,2章啟兵1,2
1.自然地理
亳州市地處黃淮海平原南端,安徽省西北部,總面積8521km2。市境內地勢平坦,地形自西北向東南方向傾斜,地面高程42~32m,自然坡降約為1/7500,起伏呈微波狀。市境內皆為沖積平原,沉積物厚達600m以上,除零星分布的剝蝕殘丘以外總體為堆積型地貌,為近代黃河泛濫沉積區域,主要為堆積地貌。
亳州市地處暖溫帶半濕潤季風氣候區,四季分明,多年平均降水量790mm,降水年內分配極不均勻,多集中在6~8月份,其中7月份約占全年降雨量的27%;冬季降雨較少,占全年降雨量的6%。災害性天氣特點有旱澇、大風、冰雹、低溫、霜凍等,旱澇是最主要的自然災害。市境內河流屬淮河水系。主要有渦河、西淝河、茨淮新河、北淝河、芡河、包河、阜蒙新河等河流,大部分自西北流向東南,注入淮河。
2.社會經濟
亳州市下轄渦陽縣、蒙城縣、利辛縣和譙城區,全市2014年常住人口499萬。亳州市中心城市位于譙城區中部,建成區面積43km2,常住人口約50萬,是國家級歷史文化名城,有3700多年歷史,古為南亳故地,在夏末為商湯都邑“南亳”。
亳州市是重要的中藥材、白酒、商品糧、優質煤、優質棉生產基地,擁有果蔬、畜禽、礦產等資源和經濟優勢,現擁有機械制造、釀酒、卷煙、醫藥、紡織、食品、化工、建筑建材等十幾個工業門類。近年來經濟發展迅速,2014年全市地區生產總值851億元。
1.城市供用水現狀
(1)供水量及供水組成
亳州市自來水公司現有三座自來水廠,均以深層承壓水為供水水源,現狀城區自來水供水普及率約70%,供水人口約35萬。從歷年變化情況看,城市自來水供水量呈增長趨勢,增速較快。2008~2014年年均增長約10%,用水量變化反映了城市建設規模發展較快。
除了城市公共供水,在城區供水管網未覆蓋地區各居民住戶和企事業單位用水多由自備水源井供給,包括亳州熱電廠、古井酒精廠等一些用水大戶,也多采用自備井供水,2014年自備水源井供水量約3053萬m3。另外,還有杉杉集團等少數企業直接從渦河取水作為生產用水,現狀2014年用水量約369萬m3。
(2)用水量及用水組成
亳州市中心城市用水主要以居民生活用水、城市公共事業用水和工業企業用水為主。根據調查統計,現狀2014年城區總用水量為5813萬m3,其中居民生活用水量約為2270萬m3,占總用水量的39.1%;工業用水量約為2975萬m3,占總用水量的51.2%;市政公共用水量約為568萬m3,占總用水量的9.8%。
(3)城市供用水存在的問題
①城市供水結構不合理,供水水源單一
亳州中心城市供水水源以開采深層地下水為主。一方面,長期大量開采深層地下水已形成了較大范圍的地下水位降落漏斗,如果繼續開采,可能引發地面沉降等環境地質問題。另一方面,由于開采井出水量的限制,城市供水管網常常出現水壓不足、供水時斷時續的現象,嚴重影響居民生活正常用水,很難滿足城市對供水安全的要求。
②供水管網陳舊,供水損耗大
城市自來水供水管網投入運行年代久遠,管網系統老化,歷史上各個時期敷設的管道摻雜在一起使用,管徑大小不匹配,管材品種多樣,質量差異較大,部分管道超期使用,爆管、破管現象經常發生,管網漏失率約20%。另外,由于新建城區內的給水管網未進行系統的規劃設計,故存在敷設管徑偏大、主次管網不清晰等問題。
③自備水源使用比例較大,缺乏統一管理
城市居民,商業娛樂及廠礦企業許多采用自備水源井,據亳州市自來水公司估測,自備水源供水量約占總用水量的30%。由于自備水源井比較分散,缺乏統一管理,水的重復利用率低,浪費較嚴重。
④節水工作起步較晚,存在水資源浪費現象
亳州市節水方面工作起步較晚,廣大居民節水意識有待加強。目前,生活節水器具和工業生產中節水工藝和節水型設備推廣利用還有較大發展空間,用水浪費現象較普遍。因此,在開源的同時,還應該加強節流工作。
2.城市需水預測
需水量預測主要是居民生活用水、工業用水和市政公共用水等河道外用水,不包括河道補水、景觀娛樂用水等河道內用水。采用綜合用水定額法、分項用水量法及年遞增率法進行分析比較,綜合確定。
根據亳州市城市總體規劃要求,近期2020年人口將達到70萬,城市建成區面積達到70km2;遠期2030年人口達到125萬,城市建成區面積達到144km2。經計算,亳州中心城市需水規模為:2020年24.0萬m3/d,2030 年48.0萬m3/d,折合年需水規模8760 萬m3和17520萬m3。
3.供需平衡分析
根據水資源供需平衡分析可知,按照現狀供水條件,在不考慮深層承壓水超采的前提下,亳州市中心城區現狀年已經出現缺水。隨著用水需求的不斷增長,未來城市缺水將更加嚴重,預計近期2020年多年平均缺水量為1359萬m3,遠期2030年多年平均缺水量高達1.01億m3,遇到特殊干旱年或連旱年份,由于渦河水及地下水可供水量減少,缺水將更加嚴重。
1.加快引江濟淮外調水工程建設
根據水資源條件分析,亳州市本地水資源可挖掘的潛力十分有限,從長遠看,引江濟淮外調水才是解決亳州市缺水問題的根本途徑。引江濟淮調水對象包括亳州市下轄三縣一區,其中,直供亳州市中心城區有兩條輸水線路:西淝河線路和渦河線路。根據引江濟淮工程規劃成果,通水后近期多年平均分配給亳州全市供水量3.85 億m3,遠期北調水量將進一步增加,調水保證率更高,基本可以滿足亳州市的用水需求,實現對深層地下水的置換。
引江濟淮配套工程包括新建趙橋調蓄水庫、輸水管道、提水泵站、配套地表水廠建設和輸水沿線水資源保護工程等,工程總工期按5年控制,在2020年前全部建成,供水對象主要包括城市生活及工業用戶。目前,引江濟淮工程已經進入實施階段,亳州市政府應配合主體工程建設,積極推進市境內配套工程建設,力爭按期完成。
2.充分利用渦河過境水
渦河來水量較大,但水質受上游河南省下泄污水影響較大,水質較差,目前無法達到生活飲用水水質標準。從長遠考慮,隨著國家對水污染防治的重視、淮河流域水污染控制工程和引江濟淮工程的全面實施,渦河水質有望逐步變好,屆時可以考慮將其作為城市工業水源,以及河道內生態用水、景觀用水等,其中工業用水主要配置給大型工業用水戶,遠期待水質達到飲用水衛生標準,也可作為生活用水。
亳州市利用渦河過境水依靠大寺閘攔蓄實現。近期擬建渦河大寺閘提水泵站,同時開展渦河輸水沿線河道疏浚、截污治理等工程措施,并鼓勵工業企業直接從渦河取水;為了增加渦河大寺閘上河道蓄水庫容,規劃在渦河兩側城區段利用現有低洼地和水塘,作為城市應急水源地兼生態水景觀,起到增加供水和美化環境的雙重作用。
3.加強城市污水處理再生利用
對城市廢污水進行處理后回收利用,既可減輕污水排放對環境的影響,又可節約水資源。目前亳州市有污水處理廠3座,總處理能力為12.5 萬m3/d,規劃隨著城市發展,新建和擴建污水處理廠,預測到2020年和2030年,中心城市可回用的污水量分別為1500萬m3和2800萬m3。通過建設污水再生回用工程,加大再生水利用力度,預計2020年污水再生回用率達到35%以上。
再生水工業用水戶主要為熱電廠、垃圾發電廠等企業,規劃建設再生水廠及配套管網為其供水。另外,城市綠化澆灌、道路廣場澆灑、市政雜用、河道景觀環境補水等也是污水再生利用的目標。
4.合理開發利用地下水
亳州中心城市淺層地下水還有一定的開采潛力,在引江濟淮外調水尚未通水前可以作為城市供水的有效補充,適當增加開采量;深層地下水已經嚴重超采,今后應逐步壓縮深層地下水開采量,在引江濟淮外調水通水之后,深層地下水將作為應急儲備水源,僅保留部分對水質要求高的食品、飲料、醫藥、釀酒等行業用水。
規劃近期在不增加開采總量的前提下,調整城市地下水開采布局,取締城區開采密度較大地區的部分出水量衰減的深層水源井,利用深層地下水現有開采量指標打新井替代出水量下降的老井,降低城區深層地下水開采強度;鼓勵供水管網未覆蓋區的各企事業單位新打淺層地下水井,增加淺層地下水開采量以補充城市供水不足。
5.推進城市供水管網節水改造
由于管網老化、管理不善等原因,現狀城市供水管網漏損率約為20%,遠高于國家要求12%的標準。規劃近期對老城區早期鋪設的管道及材質差、經常爆管、積垢淤塞的鑄鐵管進行改造,推廣使用球墨鑄鐵管及PE管等新型供水管材,降低管網漏失率,減少管網漏失水量;增加、更換并校準管網流量計。采取一系列措施后,預計管網漏失率由現在的20% 到2020年可降低到10%以下。
綜上所述,亳州市中心城市現狀供水能力已無法滿足城市建設發展的要求,未來用水需求不斷增長,水資源供求矛盾將日益突出。必須通過引江濟淮外調水工程建設、攔蓄渦河過境水、污水再生利用、城市節水改造和壓減深層地下水開采量等多重舉措,方可實現水資源的可持續開發利用及經濟社會的可持續發展■
(作者單位:1.水利水資源安徽省重點實驗室2330002.安徽省·水利部淮委水利科學研究院233000)