刁秀云,曲海波,趙繼偉
(1.聊城市水利勘測設計院,山東 聊城 252000;2.聊城市水利工程總公司,山東 聊城 252000;3.聊城市水文局,山東 聊城 252000)
聊城市地處山東省西部冀魯豫交界處,人多水缺是需要長期面對的基本市情,水資源短缺問題已成為聊城市社會經濟健康發展的最大的“瓶頸”制約。聊城市委、市政府緊密結合聊城市當地市情水情特點,做出了“以科學開發利用雨洪資源來破解聊城市缺水之困”的重大戰略決策。
根據聊城市1956—2017年實測降水資料統計分析,聊城市多年平均年降水量為560.6 mm。受季風氣候影響,境內降水量集中于汛期,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,為18.2 mm,僅占年降水量的3.3%;夏季(6月~8月)降水量最大,為364.5 mm,占年降水量的65.0%,春季和秋季的降水量為82.0 mm和95.9 mm,分別占年降水量的14.6%和17.1%。
聊城市水資源量包括地表水資源量和地下水資源量。地表水資源量是指河流、湖泊、水庫等地表水體中,由當地降水形成,可以逐年更新的動態水量。根據《山東省水資源綜合利用中長期規劃》成果,聊城市多年平均天然徑流量30 214萬m3,徑流深35.0 mm。
地下水資源量是指與降水、地表水體有直接補排關系的動態水量,主要指礦化度≤2 g/L的淡水資源量。根據《山東省水資源綜合利用中長期規劃》成果,聊城市多年平均地下水資源量為117 587 萬 m3。
水資源總量是指評價區內當地降水形成的地表和地下的產水量,即天然徑流量與降水入滲補給量之和(不含外調水)。聊城市多年平均水資源總量為120 734萬m3(地表水資源量、地下水資源量之和,扣除重復計算量)。
聊城市河流眾多,除黃河及其支流金堤河外,有屬于海河流域縱貫全市的徒駭河、馬頰河和從邊境流過的漳衛河骨干排水河道,其中黃河、金堤河、漳衛河屬于邊境河道。古運河從東南到西北貫穿全境。全市流域面積大于10 km2的支流共有200多條,其中流域面積大于300 km2的10條,100~300 km2的24條。河流總長度1 950.84 km,河網密度0.22 km/km2。
聊城市2008—2017年供水設施多年平均實際總供水量為19.64億m3,其中黃河水、地下水、當地地表水、其他水源(包括污水回用、微咸水等)供水量分別為 9.48 億 m3、8.29 億 m3、1.69 億 m3、0.19億m3,分別占總水量的48.2%、42.2%、8.6%、1.0%,由此可見,黃河水為聊城市主要供水水源,其次為地下水、地表水,其他水源供水量占比例很小。
根據相關分析,聊城市徒駭河、馬頰河實測徑流中引黃、引衛、引金灌溉尾水和入河廢污水約占徑流的42%,因此,在當地地表水供水量中58%為實際當地徑流開發利用量,按此計算,近十年當地地表水實際利用量為32.4%,距離聊城市規劃的當地地表水資源開發利用率40.2%存在一定空間,因此聊城市地表水資源目前尚有一定開發利用潛力。
即在現狀供水工程、節水條件下進行不同水平年的供水需水預測及供需平衡分析。經分析計算,全市2017年現狀年保證率50%、75%、95%時將分別缺水 2.1 億 m3、3.2 億 m3、3.6 億 m3,缺水率分別為9.8%、14.9%、16.7%;2025年分別缺水3.0 億 m3、4.1 億 m3、4.5 億 m3,缺水率分別為13.6%、18.5%、20.2%;2035年分別缺水 4.8億 m3、6.0億 m3、6.3億 m3,缺水率分別為 20.4%、24.7%、26.3%。
分析結果表明,在現有供水工程和供水條件下,未來18年聊城市將面臨更嚴峻的缺水形勢,缺水率由 2017年的9.8%增加到2035年的20.4%,全市國民經濟和社會發展將受到較大影響,因此,必須進一步加大水資源開發利用和節約力度,確保全市經濟和社會的可持續發展。
由在現狀供水工程、節水條件下所作的一次水資源供需平衡結果,通過規劃建設一批雨洪資源利用工程,增加供水量,進行二次水資源供需平衡分析。全市二次水資源供需平衡結果為:全市2017年現狀年保證率50%、75%、95%時將分別缺水2.1億m3、3.2億m3、3.6億m3,缺水率分別為9.8%、14.9%、16.7%;2025年分別缺水0.5億m3、1.7億m3、2.1億m3,缺水率分別為2.1%、7.5%、9.4%;2035年平水年(50%)實現水資源供需平衡,75%、95%時分別缺水 0.9 億 m3、1.4 億 m3,缺水率分別為3.7%、5.7%。
二次平衡分析結果顯示,2017年(現狀年)、2025年在平水年(50%)情況下缺水量分別為2.1億m3、0.5億m3,缺水率分別為9.8%、2.1%。2025年(50%)的缺水率比2017年大幅下降,2035年平水年(50%)可實現水資源供需平衡。分析結果表明,需建設實施一系列雨洪資源開發利用工程,才能滿足未來聊城市水資源需求,為國民經濟和社會發展提供基礎保障。
雨洪資源利用潛力為實測出境流量扣除生態需水量、不可利用大洪水量,并扣除其中灌溉尾水和入河廢污水,即地表水資源利用潛力中扣除部分灌溉尾水和入河廢污水。
徒駭河、馬頰河地表水資源利用潛力含有部分引黃、引衛、引金灌溉尾水和入河廢污水。經分析,徒駭河、馬頰河實測徑流中引黃、引衛、引金灌溉尾水和入河廢污水約占42%,雨洪資源約占58%,因此徒駭河、馬頰河雨洪資源利用潛力按水資源利用潛力的58%計算。
金堤河和漳衛河為邊境河流,雨洪資源利用潛力直接采用其出入境站的地表水資源利用潛力成果。
馬頰河、徒駭河、漳衛河、金堤河雨洪資源利用潛力分別選擇李奇站、劉橋站、臨清站、范縣站4個代表站的歷年雨洪資源利用潛力系列進行分析。經統計分析,聊城市多年平均雨洪資源利用潛力為54 067萬m3,其中徒駭河出口劉橋站雨洪資源利用潛力為5954萬m3,馬頰河出口李奇站雨洪資源利用潛力為542萬m3,邊境河流漳衛河臨清站雨洪資源利用潛力為40 329萬m3,金堤河范縣站雨洪資源利用潛力為7242萬m3。
緊密結合聊城市當地市情水情特點,以提升水資源保障能力為目標,以“蓄、調、滲”為主要措施,構建“五橫六縱、互連互通、庫河同蓄、五水統籌”的雨洪資源綜合利用工程總體格局,實現雨洪資源的充分利用,為聊城市社會經濟、生態環境的健康發展提供水資源支撐。
根據雨洪資源綜合利用總體思路,重點建設5大工程32個子項目,具體為:
1)運河開發及補水工程。包括河道整治、沿河建筑物工程、兩岸灌排配套工程、補水工程等4個子項目。
2)徒駭河、馬頰河、漳衛河、金堤河雨洪資源利用工程。包括徒駭河攔河閘壩工程(4座)、徒駭河河道擴挖蓄水工程(10處)、徒駭河引水輸水配套工程、馬頰河攔河閘壩工程(1座)、馬頰河河道擴挖蓄水工程(9處)、馬頰河引水輸水配套工程、漳衛河攔河閘壩工程(2座)、漳衛河河道擴挖蓄水工程(1處)、漳衛河引水輸水配套工程、金堤河攔河閘壩工程(4座)、金堤河河道擴挖蓄水工程(2處)、金堤河引水輸水配套工程12個子項目。
3)蓄水工程。包括平原水庫工程(12座)、河道攔蓄(列入以上4條河流雨洪資源利用工程)、溝渠攔蓄、坑塘蓄水工程等4個子項目。
4)水系連通工程。包括漳衛河-馬頰河連通工程、徒駭河-馬頰河連通工程、金堤河-徒駭河連通工程、金堤河-古云水庫連通工程、彭樓干渠連通工程、中心城區環形水系連通工程、城區外環水系連通工程及分布的庫渠-塘渠連通工程8個子項目。
5)金堤河濕地及旅游開發工程。包括攔蓄工程(4座攔河壩列入金堤河雨洪資源利用工程)、河道整治工程(2項河道擴挖蓄水工程列入金堤河雨洪資源利用工程)、人工濕地、牧業開發工程4個子項目。
到2025年,聊城市通過雨洪資源利用工程建設,多年平均雨洪資源蓄滲利用量將增加3.5億m3,全市平水年份缺水率控制在2%左右,基本建立起與全面建成小康社會相適應的水資源安全保障框架體系。到2035年,多年平均雨洪資源蓄滲利用量將增加2.2億m3,全市平水年份達到水資源平衡,枯水年缺水率控制在4%左右,屆時將建立起與社會經濟發展相適應的水資源健康利用保障體系。