寧紅喜 ,刁秀云 ,賈 雯
(1.聊城市水利勘測設計院,山東 聊城 252000;2.聊城市南水北調工程建設管理局,山東 聊城 252000)
通過對臨清市2001—2017年供水量分析,臨清市近17年多年平均雨洪水供水量為268萬m3,雨洪資源利用率為10.1%,利用率較低。目前臨清市當地雨洪水資源直接利用設施較少,農村雨洪水直接排入河道,城市雨洪水隨污水管網排放,不僅造成城市排水管網壓力,也造成水資源浪費。如果把雨洪水利用與天然洼地、公園的河湖等濕地保護和濕地恢復相結合,既可以作為環境用水又可以涵養地下水,或充分利用雨洪水進行農田灌溉,或建設雨水地下回灌系統,這些都可有效緩解水資源短缺壓力。
據統計,臨清市2017年污水排放量為4198萬m3,再生水回用量1862萬m3,污水處理回用率為44.3%,再生水利用率較高,但與發達國家回用率60%的水平相比,還有較大差距。
1)當地雨洪資源總量估算。臨清市多年平均天然徑流量為2956萬m3,其中多年平均汛期天然徑流量為2637萬m3,占多年平均的89.2%。依據省政府批復的《山東省水資源綜合規劃》及有關規范,河道基本生態需水量按多年平均逐月天然徑流量的10%計算,則臨清市當地河流基本生態需水量為295.6萬m3。根據雨洪資源量估算方法,當地多年平均雨洪資源量為2660.4萬m3,其中汛期為2373.3萬m3,非汛期為287.1萬m3。
2)過境雨洪資源總量估算。臨清市過境河流有衛運河及馬頰河。根據實測流量資料分析,馬頰河在臨清市多年平均過境水量為1671萬m3,河道基本生態需水量167萬m3,則馬頰河多年平均過境雨洪資源總量為1504萬m3;衛運河在臨清市多年平均過境水量為71697.7萬m3,河道基本生態需水量7169.8萬m3,則衛運河多年平均過境雨洪資源總量為64527.9萬m3。
綜上,臨清市雨洪資源總量為68692.3萬m3。
臨清市碧水污水處理廠設計處理規模10.0萬t/d,中水回用規模為6.0萬t/d,中水回用量2190萬m3;衛運河人工濕地和裕民渠上段人工濕地設計處理規模為10.0萬t/d,中水回用量1460萬m3;胡姚河人工濕地設計處理規模為1.5萬t/d;中水回用量500萬m3。綜上,中水回用總量為4150萬m3。同時,還有部分企業的中水回用約230萬m3。
一次供需平衡分析的供水水源為地表水源、地下水源和外流域調水。根據現狀和規劃水平年不同保證率下的地表水、地下水和外流域調水供水預測和需水預測成果進行供需平衡分析。經分析計算,全市2017年現狀年保證率50%、75%、95%時分別缺水 0.88 億 m3、1.29 億 m3、1.53 億 m3,缺水率分別為30.03%、42.23%、50.07%;2025年保證率50%、75%、95%時分別缺水0.85億m3、1.25億 m3、1.47億 m3,缺水率分別為 27.18%、38.40%、44.9%;2035年保證率 50%、75%、95%時分別缺水 1.08 億 m3、1.48 億 m3、1.70 億 m3,缺水率分別為32.07%、42.43%、48.53%。
二次供需平衡分析的供水水源為地表水源、地下水源、外流域調水和非常規水源。根據現狀和規劃水平年不同保證率下的地表水、地下水、外流域調水和非常規水源供水預測和需水預測成果進行供需平衡分析。經分析計算,全市2017年現狀年保證率50%、75%、95%時分別缺水0.69億 m3、1.11 億 m3、1.35 億 m3,缺水率分別為23.68%、36.16%、44.0%;2025年保證率 50%、75%、95%時分別缺水 0.09 億 m3、0.82 億 m3、1.17億m3,缺水率分別為 3.14%、25.01%、35.84%;2035年保證率50%、75%、95%時分別缺水0.06億 m3、10.80 億 m3、1.10 億 m3,缺水率分別為1.89%、24.68%、35.79%。
對比分析一次及二次供需平衡結果表明:將非常規水源資源化,并納入到水資源整體行列進行供需平衡,從供水平衡結果上看,增加非常規水資源供給后的不同水平年的缺水率比未考慮非常規水資源供給的不同水平年的缺水率大大降低,由此可得,開發利用非常規水源成為解決水資源危機、緩解水資源短缺態勢、增加水資源供給的重要途徑。
1)“蓄”。指在時間上滯蓄當地雨洪水及過境洪水,以備充分利用雨洪資源,主要包括:建設中小型水庫1座,總庫容1000萬m3;河道攔河閘壩11座,蓄水庫容1780萬m3;坑塘蓄水12座;年累計可利用雨水和引黃尾水773萬m3。工程實施后,可以有效攔蓄當地雨洪水、黃河水及灌溉尾水,發揮河道水量調節作用,加大對地表水的利用,增加水面面積,涵養地下水,改善水生態環境及農業灌溉引水條件,增加灌溉水量。
2)“調”。指在平面空間上調配洪水,分散利用雨洪資源,實現東西調配、南北互濟、豐枯互補,措施主要為河渠(湖)水系連通,并通過引水、提水等工程措施將雨洪資源調入需水區。一是河渠(湖)水系連通工程。通過水系連通工程,可實現豐水河流向枯水河流或區域調水,轉移洪水威脅,化威脅為資源的重要目的。二是提水工程。結合臨清市水源條件,在尚潘渠、衛運河及馬頰河3條骨干河道上修建引水泵站8座,恢復及改善引水流量53m3/s,設計灌溉面積5.42萬hm2。
3)“滲”。指在豎向空間上滯滲雨洪水,通過溝渠攔滲、自然洼地或人工濕地滯滲、增加城市透水面積入滲,采取水保措施涵養地下水源等方式蓄滲雨洪資源,改善地下水生態環境。擬在臨清市水利信息中心、水務局等建設屋面雨水收集示范工程5處,并結合城鎮市政建設,增設綠地和路面滲透設施。
工業和生活廢污水經污水處理廠適當處理或經人工濕地凈化系統凈化后,達到一定的水質標準,用于農業灌溉、工業供水、回灌地下、景觀用水、生活雜用水及城市保潔等,從而降低污染物排放,減輕水質污染,實現污水資源化。
新建胡姚河人工濕地污水凈化系統,總占地面積100hm2,設計處理水量為1.5萬m3/d。濕地建成后主要用于臨清市北部工業園區各大企業產生的廢水的深度處理,出水水質可以達到養殖、農灌、生態旅游用水的標準。年節約黃河農灌水 500 萬 t。
臨清市通過非常規水資源綜合利用工程建設,不僅有利于統籌解決面臨的水資源短缺、水災害威脅和水生態退化三大水問題,而且有效改善市域水生態環境,同時還能提升區域品質,改善人民群眾生活質量,增強區域可持續發展能力,具有很好的經濟效益、社會效益和生態環境效益。