大連市多水源開發(fā)利用研究

李智慧，姜延輝，郁凌峰

（1.遼寧省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，遼寧沈陽(yáng)110006；2.遼寧省防汛抗旱指揮部辦公室，遼寧沈陽(yáng)110003）

大連市地處歐亞大陸東岸，中國(guó)東北遼東半島最南端，是東北、華北、華東以及世界各地的海上門戶，是重要的港口、貿(mào)易、工業(yè)、旅游城市。然而大連也是我國(guó)北方嚴(yán)重缺水城市，1999年以來，大連市連續(xù)發(fā)生嚴(yán)重干旱，旱情持續(xù)時(shí)間之長(zhǎng)，波及面之廣、危害與影響之大，都是歷史上罕見的，嚴(yán)重影響了大連市的社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，甚至影響了大連市人民的生活。由于持續(xù)干旱，地下水開采量加大，導(dǎo)致地下水位下降，海水入侵加劇，面積增大，生態(tài)環(huán)境破壞嚴(yán)重。如何從多渠道開發(fā)水源，是大連市一直研究并需迫切解決的問題。

1 大連市水資源開發(fā)利用存在的主要問題

1）水資源短缺，且呈現(xiàn)減少趨勢(shì)。大連市是水資源嚴(yán)重缺乏地區(qū)之一，全市境內(nèi)的較大河流中大部分河流的控制利用率已經(jīng)達(dá)到40%以上，水資源開發(fā)利用難度越來越大。并且其多年平均徑流量呈減少趨勢(shì)，第一次水資源評(píng)價(jià)(1956—1979年系列)成果為34.82億m3，第二次水資源評(píng)價(jià)(1956—2000年系列)成果為32.51億m3，減少2.31億m3，大連市總?cè)丝诿磕暌?.8%的遞增率增加，致使人均水資源占有量逐年下降。1985年人均水資源占有量為718 m3，到2004年人均水資源占有量減少到579 m3，約為世界平均值的1/16，全國(guó)平均值的1/4。金州以南地區(qū)內(nèi)水資源更為貧乏，地表水資源量為3.26億m3，僅占大連市水資源量的1/10，人均占有水資源量為117 m3，不足大連市人均占有水資源量的1/4。

2）水資源條件改變?cè)斐伤Y源總量與供水量減少。大連市近年來已對(duì)多座水庫(kù)進(jìn)行了除險(xiǎn)加固，并且新建了如引英入連供水工程等大中小型供水工程，但是由于水資源條件的改變，大連市天然徑流量近年來明顯減少，現(xiàn)有供水工程達(dá)不到設(shè)計(jì)供水能力，如碧流河水庫(kù)設(shè)計(jì)供水能力為4.03億m3，延長(zhǎng)徑流系列后供水能力僅為2.75億m3(扣除生態(tài)環(huán)境用水)。英那河水庫(kù)的供水量也只能達(dá)到1.5億m3。全市現(xiàn)有供水工程供水能力為12.6億m3，與1998年相比雖然增加不少工程但供水量沒有增加，造成供水緊張的局面。

3）水資源過度開發(fā)利用導(dǎo)致生態(tài)環(huán)境日益惡化。水資源過度開發(fā)已經(jīng)出現(xiàn)了水生態(tài)環(huán)境有惡化的趨勢(shì)。最為突出的是地下水超采而引發(fā)的海水大范圍深度入侵。2004年全市用地下水1.89億m3，沿海地區(qū)超采十分嚴(yán)重，海水入侵總面積為473.5 km2，縱向入侵深度最大達(dá)到6.8 km，到2007年大連市海水入侵面積已達(dá)856.1 km2，造成了海陸域的環(huán)境惡化。同時(shí)，隨著地表水開發(fā)程度的提高，入海水量不斷衰減，河口灘涂生態(tài)也出現(xiàn)了退化。具體表現(xiàn)為部分地區(qū)河口灘涂面積縮小，大片鹽堿地出現(xiàn)，河口生物多樣性遭到破壞。

4）水資源短缺制約大連市的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。大連市自1999年至2003年遭遇了連續(xù)5年枯水年，為了保證城市供水，致使全市有2萬hm2水田無水插秧，迫使農(nóng)民改種旱田，城市供水?dāng)D占農(nóng)業(yè)用水約1.6億m3。不僅如此，在供水緊張時(shí)期，大連市城市還采取了壓水措施，對(duì)城市供水實(shí)行總量控制，除三星級(jí)以上涉外賓館以及大眾浴池外，其它桑拿洗浴場(chǎng)所一律階段性停業(yè)，使用城市供水和行政區(qū)域內(nèi)的地下水、地表水的單位也都實(shí)行限時(shí)限量用水。對(duì)于超額用水的行業(yè)及用戶，除降壓停水外，按正常水價(jià)的20倍收費(fèi)。一些企業(yè)限量供水，部分廠礦處于不能正常生產(chǎn)的狀態(tài)，這些都阻礙了大連市的社會(huì)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展。

隨著大連市遼寧沿海經(jīng)濟(jì)帶開發(fā)開放戰(zhàn)略的實(shí)施及全域城市化進(jìn)程的推進(jìn)，必將導(dǎo)致需水量大幅增加，大連市境內(nèi)水資源已無開發(fā)潛力，必須新建水源保障城市經(jīng)濟(jì)持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展。

2 大連市多水源開發(fā)利用研究

多渠道開發(fā)新水源，將雨水利用、污水回用(又叫中水回用)、海水利用、跨流域調(diào)水等水源與傳統(tǒng)的地表水、地下水資源藕合互補(bǔ)利用不僅能緩解城市供用水的矛盾，而且還能改善水環(huán)境、減少水災(zāi)害，具有巨大的社會(huì)效益和生態(tài)效益。為了彌補(bǔ)本地水資源嚴(yán)重短缺的事實(shí)，必須引入或者開辟新的水源，即中水回用、海水利用及外調(diào)水資源等。這3種水源在大連市市水資源規(guī)劃中占有很大的比重，每種水源都有各自的優(yōu)缺點(diǎn)。

2.1 海水利用

海水的大量利用，尤其是海水的直接利用，不但節(jié)約了大量的淡水資源，而且由于海水直接利用成本很低，其帶來的經(jīng)濟(jì)效益也十分顯著，因此國(guó)家在《海水利用專項(xiàng)規(guī)劃》中提出大力推廣海水的直接利用。大連市擁有靠海的優(yōu)勢(shì)，海水利用必將成為新水源開發(fā)中的重點(diǎn)之一。

大連市海水直接利用始于20世紀(jì)30年代初，雖然起步較早，但發(fā)展緩慢，直到20世紀(jì)90年代，海水直接利用規(guī)模才逐步擴(kuò)大至300萬m3/d。在海水直接利用發(fā)展的同時(shí)，海水淡化事業(yè)也于90年代興起，從1995—2005年，大連市海水利用有了長(zhǎng)足的發(fā)展。到2005年，海水利用量達(dá)到6 343萬m3(海水直接利用按照4%折合成淡水計(jì)算)。目前，全市直接利用海水的單位已有21個(gè)，日平均利用海水407萬m3，年利用海水量14.84億m3。海水應(yīng)用行業(yè)主要集中在石油、化工、發(fā)電、造船、漁業(yè)、冶金、建材、農(nóng)藥等行業(yè)。

在海水淡化方面，全市海水淡化總量11 400 m3/d。已建成華能大連電廠、大連石化總公司、大連北良港、長(zhǎng)?？h大長(zhǎng)山島和樟子島5座具有一定規(guī)模的海水淡化廠。

根據(jù)大連市規(guī)劃，海水利用量到2020，2030年將占城鎮(zhèn)需水總量的18%，19%，海水淡化水質(zhì)優(yōu)良，可以達(dá)到飲用水的標(biāo)準(zhǔn)。海水直接利用水質(zhì)較低，但其滿足工業(yè)冷卻水的水質(zhì)要求，其冷卻水用量巨大，海水直接利用有著非常大的使用空間。目前大連市海水利用還不夠發(fā)達(dá)，尤其是海水直接利用屬于較低的水平，開發(fā)潛力巨大，但是海水淡化成本高，在目前的技術(shù)條件下，水價(jià)上沒有優(yōu)勢(shì)。

2.2 中水回用

大連市的污水資源化工作在我國(guó)起步較早，現(xiàn)有大型污水處理設(shè)施共5處，日處理能力為37萬m3。2004年大連市污水處理率為44.44%，但由于配套設(shè)施沒跟上，處理好的污水回用還不夠理想。考慮新建、擴(kuò)建污水處理廠以及配套的中水回用設(shè)施，同時(shí)在大賓館、學(xué)校等單位和新建的居住小區(qū)建立中水回用系統(tǒng)，2030年金州以南污水處理率將達(dá)到100%，污水處理回用率達(dá)到25%，用于替代工業(yè)生產(chǎn)和冷卻、綠化、市政等用水，彌補(bǔ)水資源的缺口。

中水回用已經(jīng)成為大連市城鎮(zhèn)供水不可或缺的組成部分，由于中水成本較低，用其替代淡水資源節(jié)約了大量的資金，而且中水的利用減少了治理污染的投入，帶來了巨大經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益，但中水水質(zhì)不高，不能飲用，但在市政綠化、生活雜用、工業(yè)用水方面可以使用，有其發(fā)展的空間。

2.3 外流域調(diào)水

1）現(xiàn)有調(diào)水工程

大連市先后建設(shè)了引碧入連和引英入連供水工程，分別從碧流河水庫(kù)和英那河水庫(kù)取水向金州以南地區(qū)供水。引碧入連供水工程是工、農(nóng)業(yè)合用輸水工程，總干上共設(shè)6個(gè)分水口為沿線鄉(xiāng)鎮(zhèn)供水。引英入連供水工程是解決大連市金州以南城市生活及工業(yè)用水的跨流域引水工程，取水水源是位于莊河市境內(nèi)的英那河水庫(kù)，英那河水庫(kù)原為中型水庫(kù)，擴(kuò)建后為大型水庫(kù)。引英入連供水工程是通過英那河水庫(kù)和轉(zhuǎn)角樓水庫(kù)聯(lián)合調(diào)度向金州以南地區(qū)供水2億m3。2001年5月英那河泵站、受水池和一期輸水工程建成，英那河水經(jīng)一級(jí)加壓送到洼子店水庫(kù)，設(shè)計(jì)輸水能力為33萬m3/d。引英入連二期輸水工程于2004年6月末建成，設(shè)計(jì)輸水能力為33萬m3/d。

引碧工程、引英工程的受水地都是洼子店水庫(kù)，洼子店水庫(kù)現(xiàn)有4座送水泵站、八條輸水管線向大連供水，總輸水能力為139.9萬m3/d。

2）在建調(diào)水工程

為解決城市水資源短缺的矛盾，結(jié)合遼寧省委、省政府實(shí)施“五點(diǎn)一線”沿海經(jīng)濟(jì)帶開發(fā)開放戰(zhàn)略要求，大連市政府提出實(shí)施大伙房輸水應(yīng)急入連工程。該工程是利用大伙房水庫(kù)輸水二期工程從鞍山配水口經(jīng)167.67 km的輸水線路調(diào)水入碧流河水庫(kù)，經(jīng)碧流河水庫(kù)調(diào)節(jié)后經(jīng)洼子店水庫(kù)調(diào)節(jié)后送往大連市及通過輸水管線送往東風(fēng)水庫(kù)壩下，供給瓦房店及長(zhǎng)興島1.0億m3?？傉{(diào)水規(guī)模3.0億m3，可以滿足2015年大連市需水要求。

3）規(guī)劃調(diào)水工程

為了解決大連市遠(yuǎn)期的缺水問題，大連市規(guī)劃有引洋入連供水工程。該工程以城市供水及農(nóng)業(yè)灌溉為主，兼顧流域防洪及改善大連地區(qū)水環(huán)境，是實(shí)現(xiàn)遼寧東南部地區(qū)水資源合理配置的跨流域調(diào)水工程。金州以南包括6個(gè)區(qū)和5個(gè)對(duì)外開放先導(dǎo)區(qū)，是引洋入連供水工程的主要受水區(qū)，調(diào)水規(guī)模為3.0億m3，可以滿足大連市遠(yuǎn)期需水要求。

外調(diào)水除了經(jīng)過遠(yuǎn)程調(diào)用之外，與本地水庫(kù)供水沒有區(qū)別，可以作為自來水的原水使用，不存在飲用安全問題。據(jù)預(yù)測(cè)，到2020年大連市跨流域調(diào)水量將占城鎮(zhèn)需水總量的33.8%、2030年將占40.3%，呈明顯的增長(zhǎng)趨勢(shì)，尤其到2030年，大連市四成的供水來自于外調(diào)水，其能否正常供應(yīng)關(guān)系到大連市社會(huì)經(jīng)濟(jì)的正常發(fā)展和人民的正常生活。由此可見，跨流域調(diào)水是大連市不可或缺的重要水源。

3 結(jié)語(yǔ)

大連市水資源短缺，且分布不均，特別是金州以南地區(qū)工業(yè)發(fā)展較快，需水將大幅增加，非傳統(tǒng)水源及外調(diào)水的引入可以滿足大連市水資源的可持續(xù)發(fā)展。

海水利用具有很大的潛力，通過提高海水利用量，可以有效節(jié)省有限的淡水資源，節(jié)省新增水利工程的投資；中水成本較低，水源也有保障，中水回用對(duì)于保護(hù)本地淡水資源以及區(qū)域水資源的可持續(xù)發(fā)展都有著深遠(yuǎn)的影響；外調(diào)水的成本僅低于淡化海水。雖然外調(diào)水對(duì)調(diào)水區(qū)和沿途地區(qū)的環(huán)境、水資源條件等方面的負(fù)面影響是客觀存在的，但是給受水區(qū)帶來的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)效益不容忽視的。因此，在海水淡化技術(shù)不成熟及其成本相對(duì)較高的現(xiàn)階段，跨流域調(diào)水還將發(fā)揮其重要的作用。在大連市多水源的利用中應(yīng)該在充分利用本地地表水資源的基礎(chǔ)之上，大力推廣中水回用和海水直接利用，適當(dāng)考慮外調(diào)水和海水淡化，盡量涵養(yǎng)地下水資源。