趙樹紅
(唐山市陡河水庫事務中心,河北 唐山 063021)
唐山市位于河北省東北部,總面積13472 km2,屬于嚴重缺水地區。由于水資源自然稟賦較差且時空分布不均,全年80 多億m3的降水大部分以汛期洪水出境或入海。隨著唐山經濟社會快速發展,水資源供需矛盾日益凸顯,自20 世紀90 年代開始,陸續出現部分河道斷流、地下水位下降、水生態環境惡化、沿海地區地面沉降等環境地質問題。2018 年開始,唐山市投資120 多億元實施“全域治水清水潤城”行動,結合河湖長制落實,全力推動河湖生態保護治理和休養生息,為有效改善河湖水體,復蘇河湖生態,對全市水資源調度利用,尤其是雨洪資源利用提出新要求。
據統計,2010—2021 年,全市年均用水量24.44 億m3,其中生活用水3.79 億m3、工業用水5.18 億m3、農業用水14.58 億m3、生態用水0.89 億m3,行業占比分別為生活15.51%、工業21.2%、農業59.64%、生態3.65%。總供水量中地下水14.66 億m3、地表水9.01 億m3、非常規水0.84 億m3。利用的地表水中主要是潘家口、大黑汀、桃林口3 座大型水庫積蓄的入境水量,本地地表水利用量不足1 億m3,雨洪資源利用還大有潛力可挖。
唐山市汛期降水量531.1 mm,由于降雨歷時過于集中,導致雨洪資源很難被有效利用,大部分以洪水形式入海,而唐山市水資源開發利用主要為蓄水工程攔蓄的地表水和當地地下水。受時間、空間、污染等諸多因素制約,唐山市雨洪資源利用主要存在以下問題。
1.2.1 降水時空分布不均
這是影響雨洪資源利用的主要制約因素,唐山市行政區域降水主要集中在6—9 月,主汛期主要在7 月下旬和8 月上旬,受行洪安全影響,所有蓄水工程在主汛期均以防洪保安全為主,過了主汛期又經常陷入無水可蓄的局面,降水在時間和空間上分布不均,進而導致雨洪資源利用出現季節性和區域性問題,難以作為可持續供水水源,影響用水單位開發利用雨洪資源的積極性。
1.2.2 雨洪集蓄系統欠完善
現有的城鄉排水系統主要以防洪除澇為主,很少兼顧雨洪資源利用,往往缺乏統一規劃,現有排水系統難以有效集蓄雨洪資源,綜合利用尤其缺乏規劃和工程設施支撐。
1.2.3 集蓄能力不足
大量高密度建筑群體和硬化道路導致城市內部缺乏足夠的雨洪容納區域,利用價值較高的雨洪資源多具有間歇性、短期性和驟發性,雨洪集蓄空間不足導致納洪能力不夠強大,難以保證城市雨洪資源利用的規模性、普遍性和長期性。
1.2.4 二次污染較強
雨洪在徑流過程中受農業農村、道路和城市面源污染影響,因匯入較大范圍的可溶性污染物或固體污染物造成的水體污染,不經處理只能用于農業和生態,不能用于其他用途,限制雨洪資源利用途徑。
針對唐山市在雨洪資源開發利用方面存在問題,著眼于提高水資源、水環境承載能力,統籌工程與非工程措施,通過“水庫增蓄、河道攔蓄、坑塘存蓄、優化調度”等綜合措施,加強蓄水工程規劃建設,進一步提升區域雨洪資源利用能力,減少雨洪水入海。
唐山市已編制完成《唐山市地表水配置利用規劃》《唐山市蓄水規劃》《唐山城鄉飲用水地表水供水一體化規劃》《唐山市水網建設規劃》《唐山市中心城區海綿城市專項規劃》等與雨洪資源利用相關規劃。通過全市水網建設,實現季節性河流多水源生態補水調度、多水源多用戶水資源優化配置、雨洪水生態調度[1]。將生活飲用水水源置換與城鄉供水一體化同步推進,系統完善城鄉生活供水工程體系,科學配置水資源,逐步打造城鄉一體化的地表水供水網絡。通過上述規劃的落實,實施水庫增蓄、河道攔蓄、坑塘存蓄、河庫引水,優化全市河網布局和水資源調度利用,千方百計增供當地地表水,可實現雨洪資源集蓄工程建設、配置利用效益最大化。
優化大中型水庫洪水調度管理,通過優化調度增大水庫雨洪資源攔蓄能力。建立洪水實時調度決策動態響應機制,形成洪水風險評估與實時調度、應急規避等之間的動態反饋和響應[2]。以現代化的洪水預報手段,形成預報期更長、更準確的洪水預報,結合中長期預報成果與水庫水情,實行水庫汛限水位的動態管理,一方面通過水庫提前泄洪、延長泄洪時間、減小泄洪流量,利用現有曹妃甸供水工程、樂亭新區供水工程等地表水供水網絡,在汛前、汛中為下游調節出更多可利用水量,保障生產、生活、生態補水優先利用地表水,盡可能減少大中型水庫棄水量,充分利用地表水實現河湖生態補水和回補地下水;另一方面降低水庫汛后無法蓄滿的風險,增大水庫蓄水量。
目前全市大中型水庫中,陡河水庫、龍門口水庫汛限水位和正常蓄水位一致,其他大中型水庫主汛期汛限水位均低于正常蓄水位。其中般若院水庫和房官營水庫正常蓄水位為溢洪道堰頂高程,由于放水洞流量較小,水庫難以維持在汛限水位,在有洪水期間長期超汛限水位運行,且也同時有著水庫汛后無法蓄滿的風險。水庫洪水調節計算復核時起調水位即按照溢洪道堰頂水位開始計算,此條件下水庫大壩能夠滿足設計和校核防洪標準的要求,說明水庫汛限水位提升到與汛限水位一致對水庫防洪影響較小,因此般若院水庫和房官營水庫2 座中型水庫規劃調整汛限水位至與堰頂高程一致。邱莊水庫和上關水庫通過中長期氣象與洪水預報,動態調整汛限水位,在預報后期洪水風險較小時,將水庫汛限水位提升至正常蓄水位,確保水庫能夠蓄滿。經測算,通過優化水庫洪水調度管理,理論最大可增加蓄水量8372 萬m3。
根據《唐山市中心城區海綿城市專項規劃》,著眼于全域海綿城市建設全局,以實現海綿城市“小雨不積水、大雨不內澇、水體不黑臭、熱島有緩解”的建設目標,統籌發揮自然生態功能和人工干預功能,通過各項海綿工程設施的建設、相互組合的互補,由中心城區逐步向全市推廣,提升城市生態品質。全面梳理雨水控制和管理全過程,與道路、綠地、豎向、水系、景觀、防洪等相關專項規劃充分銜接。加強城鎮排水河道、雨水管網及泵站等雨水排放工程建設,實現雨水高效、安全排放和資源化利用。做好主城區周邊鄉村水系水網建設,注重與主城區水系互聯互通,打造“留得住、排得出”的城市水網體系[3]。實施海綿城市建設分區管控策略,綜合采取滲、滯、蓄、凈、用、排等措施,加大降雨就地消納和利用比重。新建建筑應按照海綿城市相關要求,完善其透水鋪裝、綠色屋頂、雨水花園、生物滯蓄設施等低影響開發設施的設計與建設,利用道路下沉式綠帶、路側生物滯蓄設施等海綿設施,降低道路雨水徑流的排放。既有建筑應結合城市更新、舊城改造、綠色社區建設等工作,逐步提高對雨水徑流的調控能力。
唐山市北部山區的遵化、遷安、灤州、遷西、豐潤、玉田等縣(市、區)可充分利用村莊、田間道路和山坡地等有利地形,修建集雨水窖,蓄水池,環山截水溝,條形小水庫,層層攔蓄,互相補給。在汛期不僅可攔截洪水并儲存起來,可有效解決干旱季節山區經濟作物灌溉水源問題,經濟效益明顯。同時,結合小流域綜合治理工作,將水土保持和集雨灌溉有機地結合起來,通過“蓄、疏、導、調”措施,化害為利,把雨水轉換成可有效利用的水資源。
南部平原區河道外主要以現有平原水庫和有條件常年蓄水、無土地利用約束的坑塘為主。現有平原水庫完善進退水設施,加大水源補給,加強治理保護;河道外坑塘實施清淤修整等整治工程,改造坑塘優化蓄水條件,建設河塘連通工程,完善坑塘進、退水通道,打通坑塘自然水循環。加大坑塘蓄水開發利用,充分挖掘坑塘供水功能,增加周邊農業可供水量。曹妃甸區的曹妃湖、青龍湖周邊的曹妃甸工業區和灤河下游的海港、樂亭等工業區工業水需求量較大,在非農灌季節,可考慮將灤河下游輸水渠系和平原水庫等蓄水工程所蓄水量作為補充供水水源,與其他水源聯合調度,優化水源配置結構,降低供水成本。玉田林南倉塌陷坑同樣可考慮向后湖工業區補充供水,較豐水年可減少地下水和引灤水的利用量。
認真落實《水利部農業農村部國家林業和草原局國家鄉村振興局關于加快推進生態清潔小流域建設的指導意見》和省市相關要求,以流域為單元,以水系、村莊和城鎮周邊為重點,以小流域綜合治理為抓手,實施水土流失綜合治理、流域水系整治、生活污水和農村生活垃圾治理、規模化畜禽養殖糞污生態綜合利用、培育和發展鄉村特色產業。以水美鄉村建設為載體,將農村垃圾分類、污水治理、改水改廁、河道整治、村容村貌改善相結合,將生態環境保護與鄉村經濟發展相協調[4],統籌推進水資源、水污染、水環境、水生態一體化治理,著力打造水清河暢、岸綠景美、河湖安瀾美好家園[5]。實現流域內水土資源得到有效保護,蓄水保土能力有效提升,流域水系通暢潔凈,雨洪資源質量和利用效率穩步提高,雨洪資源開發利用在助力母親河復蘇、水美鄉村和幸福河湖建設中發揮重要作用。
針對唐山市雨洪資源利用存在主要問題,通過采取嚴格落實雨洪資源利用相關規劃、優化大中型水庫調度和水網配置、推進海綿城市建設、因地制宜建設集雨設施、抓好小流域綜合治理等措施,實現防洪減災與雨洪資源調度利用有機結合,雨洪資源集蓄能力建設和綜合利用設施不斷完善,雨洪資源質量不斷改善。雨洪資源利用雖可有效緩解唐山市水資源緊缺問題,為唐山經濟社會高質量發展提供水資源要素支撐,但也應看到雨洪資源利用在時空分布、防洪安全等方面依然存在關鍵制約因素,需要在后續工作中不斷摸索,為雨洪資源利用積累經驗。