大連市城鎮(zhèn)供水現(xiàn)狀及中長期供水安全態(tài)勢分析

王曉鵬

(遼寧省水利水電勘測設(shè)計研究院有限責任公司，遼寧 沈陽 110006)

1 概述

大連市位于中國遼東半島最南端，西北瀕臨渤海，東南面向黃海，是全國5個計劃單列市之一，是中國東北主要的對外門戶，東北亞國際航運中心。大連市境內(nèi)河流屬黃海、渤海水系，河網(wǎng)比較發(fā)育，多獨流入海，流域面積在10km2以上的河流有303條，主要河流包括碧流河、英那河、復(fù)州河、莊河、湖里河、大沙河，總徑流量約為23億m3，約占大連市地表水資源量的74%。而大型水庫控制的水資源量約為13.6億m3，僅為所在河流總徑流量的59%，為大連市地表水資源量的44%，7座水庫不僅需要提供下游農(nóng)業(yè)供水，還要承擔城市生活與工業(yè)供水的重擔，工農(nóng)業(yè)用水矛盾突出。受大連市水資源特性及開發(fā)利用的客觀條件限制，目前已建的供水工程雖然可以發(fā)揮各水源的供水能力，但是隨著社會的發(fā)展、城市的擴大，對城市供水保障的要求越來越高[1- 2]。

2 現(xiàn)狀供水體系評價

2.1 域內(nèi)水資源總量及開發(fā)利用分析

大連市水資源量年際變化大，連續(xù)干旱年時有發(fā)生。根據(jù)最新的水資源三次評價初步成果，1956—2016年大連市多年平均水資源量為30.97億m3，其中地表水資源量為30.59億m3。不同水文系列評價成果見表1。

對比分析幾輪評價結(jié)果，水資源總量呈現(xiàn)減少趨勢，第三次評價與第一次評價相比減幅達18%；2001—2016年多年平均年水資源總量僅為25.28億m3，其中地表水資源量24.45億m3，與第一次評價相比，減幅達33%。

表1 大連市水資源評價成果表 單位：億m3

根據(jù)2001—2016年水資源公報統(tǒng)計成果，16年間大連市域內(nèi)水資源總量低于三次評價平均值的就有11年，低于12億m3的特枯年份就達6a，而2002年水資源總量僅為平均值的18%。如圖1所示。

大連市主要河流的地表水開發(fā)利用率達到了35%～53%，200km2以上河流的平均地表水開發(fā)利用率為44.3%，超過了國際公認的水資源利用率40%的警戒線，水資源開發(fā)利用難度越來越大[3- 4]。

2.2 現(xiàn)狀供水總量及用水變化趨勢

根據(jù)水資源公報，2017年全市實際供水量為16.35億m3，其中地表水供水量11.20億m3，占比68.5%；地下水供水量3.10億m3，占比19.0%；中水供水量1.90億m3，占比11.6%；海水淡化供水量0.15億m3，占比0.9%。

圖1 2001—2016年大連市域內(nèi)水資源總量變化趨勢

2017年全市用水量為16.35億m3，其中居民生活用水3.08億m3，工業(yè)用水4.18億m3，城鎮(zhèn)公共用水1.65億m3，農(nóng)田灌溉用水4.21億m3，林牧漁畜用水1.74億m3，生態(tài)環(huán)境用水1.49億m3。

對2008—2017年近10年的全市用水總量進行統(tǒng)計趨勢分析，由13.11億m3逐年增至16.35億m3，遞增率達2.5%，其中前5a遞增率達4.1%。對城市居民與工業(yè)用水單獨統(tǒng)計，10a遞增率達3.0%，其中前5a遞增率達5.6%。

3 中長期水資源需求

由于“十一五”期間，大連市經(jīng)濟處于高速增長階段，用水量年均遞增率達6.2%。“十二五”期初需水預(yù)測結(jié)果偏大[5]。近幾年，面對經(jīng)濟下行壓力，大連市逐漸轉(zhuǎn)型升級，經(jīng)濟發(fā)展進入新常態(tài)，用水總量增長趨勢相對平穩(wěn)。

3.1 需水預(yù)測復(fù)核與確定

本文基于現(xiàn)狀用水，采用趨勢法分階段預(yù)測未來不同水平年用水需求，復(fù)核以往項目需水預(yù)測成果[6]。考慮經(jīng)濟形勢回暖，2017—2020年采用遞增率略高于近10a(2008—2017年)平均水平，2020—2030年及2030—2040年遞增率逐漸變緩。

大連市供水量從2008年的13.11億m3增加到2017年的16.35億m3，年遞增率2.5%；城鎮(zhèn)用水量從6.39億m3增加到8.84億m3，年遞增率3.8%。從用水結(jié)構(gòu)看，城鎮(zhèn)用水不斷增長，農(nóng)村生活用水變化不大，農(nóng)業(yè)用水為5億～6.5億m3。

2017年用水總量為16.35億m3，2020—2030年采用平均遞增率1.5%，2030—2040年采用平均遞增率0.7%；2017年城鎮(zhèn)用水總量為8.84億m3，到2020年采用近10a的平均遞增率3.8%，2020—2030年采用平均遞增率2%，2030—2040年采用平均遞增率1%。

預(yù)測2020、2030、2040年大連市總需水量分別為9.78億、11.90億、13.14億m3。2020—2030年采用平均遞增率2%，2030—2040年采用平均遞增率1%。

結(jié)合趨勢法預(yù)測成果，綜合考慮不同項目需水預(yù)測發(fā)生時間、目的等客觀因素，需水方案按兩種工況考慮。①正常節(jié)水方案：2030年城鎮(zhèn)需水量11.41億m3，2040年城鎮(zhèn)需水量12.72億m3，見表2；②高度節(jié)水方案：2030年城鎮(zhèn)需水量11.15億m3，2040年城鎮(zhèn)需水量12.26億m3，見表3。

3.2 綜合分析結(jié)論

需水預(yù)測影響因素較多，因此成果有一定偏差?？紤]國家水資源管理制度，水資源管理“三條紅線”是硬性約束，用水總量應(yīng)符合全省的水量分配指標[7]。國家新時期治水新思路中“以水定產(chǎn)，以水定城”“節(jié)水優(yōu)先”“優(yōu)化調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)適應(yīng)資源承載力”等呼聲不斷增強，大連市用水總量增長幅度將會有所減緩[8- 9]。根據(jù)《遼寧省跨市河流水量分配方案》初步成果，2030年全市用水總量控制指標為18.82億m3，總用水量指標增長不大。但隨著城市化進展、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、節(jié)水社會建設(shè)等，將進一步調(diào)整用水結(jié)構(gòu)，城鎮(zhèn)需水量仍有一定增長空間。

綜合考慮2014—2018年不同項目需水預(yù)測值及趨勢法分析結(jié)果，結(jié)合未來不可預(yù)見的剛性增長需求，初步結(jié)論是：2030年大連市城鎮(zhèn)需水總量為11億～12億m3，2040年大連市城鎮(zhèn)需水總量為12億～14億m3。

表2 大連市城鎮(zhèn)需水預(yù)測表(正常節(jié)水方案) 單位：萬m3

表3 大連市城鎮(zhèn)需水預(yù)測表(高度節(jié)水方案) 單位：萬m3

表4 2030年大連市城鎮(zhèn)水資源供需平衡分析 單位：萬m3/d

4 供水安全態(tài)勢分析

4.1 供水安全新要求

(1)繼續(xù)加強城市供水安全保障的要求

隨著社會的發(fā)展、城市的擴張，對于基礎(chǔ)設(shè)施的保障要求越來越高。提高城市供水保障能力作為大連市經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展的重要任務(wù)，從根本上要求注重開源節(jié)流，加強水系連通工程、再生水利用工程，推動節(jié)水型社會建設(shè)等[10]。

(2)保障河流生態(tài)水量、落實河長制的要求

河湖水系是水資源的重要載體，是新時期新老水問題表現(xiàn)最為集中的區(qū)域。水資源過度開發(fā)利用，河湖生態(tài)保護目標不明，生態(tài)需水考慮不足，生態(tài)流量管控不嚴，河湖生態(tài)功能下降甚至喪失問題依然突出[11]。

2018年10月，水利部印發(fā)了《關(guān)于推動河長制從“有名”到“有實”的實施意見》，要求科學調(diào)度江河湖庫水量，加強河湖生態(tài)流量(水量)保障情況監(jiān)督管理[12]。

4.2 供水能力匹配度分析

大連市現(xiàn)狀大型河流開發(fā)利用率均較高，沒有進一步開發(fā)利用條件；小型獨流入海河流，源短流急，只能修建小型地表水工程；地下水開采率普遍較高，且受限于水資源管理客觀要求，地下水開發(fā)利用潛力較小。未來不同水平年本地水源供水能力總體上按現(xiàn)狀供水水平。

(1)擠占農(nóng)業(yè)、不考慮生態(tài)供水模式

2030年，在僅考慮本地水源供水能力的基礎(chǔ)上，缺水3.67億m3；在增加境外大伙房水庫應(yīng)急入連供水基礎(chǔ)上，缺水0.79億m3，主要集中在金州以南地區(qū)，供需平衡分析結(jié)果見表4。

2040年，在僅考慮本地水源供水能力的基礎(chǔ)上，缺水4.01億m3；在增加境外大伙房水庫應(yīng)急入連供水基礎(chǔ)上，缺水1.13億m3，主要集中在金州以南地區(qū)，見表5。

(2)退還農(nóng)業(yè)、考慮生態(tài)供水模式7—9月份生態(tài)水量取多年平均流量的30%，12—次年3月份為多年平均流量的10%，其他月份為多年平均流量的20%。

表5 2040年大連市城鎮(zhèn)水資源供需平衡分析 單位：萬m3/d

表6 2030年大連市城鎮(zhèn)水資源供需平衡分析 單位：萬m3/d

表7 2040年大連市城鎮(zhèn)水資源供需平衡分析 單位：萬m3/d

2030年，在僅考慮本地水源供水能力基礎(chǔ)上，缺水5.72億m3；在增加境外大伙房水庫應(yīng)急入連供水基礎(chǔ)上，缺水2.84億m3，主要分布在金州以南地區(qū)，缺水量需由新建境外水源工程解決。見表6。

2040年，在僅考慮本地水源供水能力基礎(chǔ)上，缺水6.14億m3；在增加境外大伙房水庫應(yīng)急入連供水基礎(chǔ)上，缺水3.26億m3，主要分布在金州以南地區(qū)，缺水量需由新建境外水源解決。見表7。

4.3 總體態(tài)勢分析

新時期鞏固全面建設(shè)小康社會成果、落實鄉(xiāng)村振興策略、繼續(xù)加強城市供水安全保障等對水源供水范圍、供水量及供水安全性提出了更高要求。保障河流生態(tài)水量、落實河長制等提出的水生態(tài)文明建設(shè)與供水之間的矛盾也更加突出[13]。

(1)擠占農(nóng)業(yè)、不考慮生態(tài)供水模式

在不考慮外調(diào)水的情況下，2030年缺水3.67億m3；2040年缺水4.01億m3。缺水主要集中在金州以南地區(qū)。若考慮大伙房水庫輸水應(yīng)急入連工程能夠變成永久水源，2030年缺水0.79億m3，主要集中在金州以南地區(qū)；2040年缺水1.13億m3，主要集中在金州以南地區(qū)。

(2)退還農(nóng)業(yè)、考慮生態(tài)供水模式

在不考慮外調(diào)水的情況下，2030年缺水5.72億m3；2040年缺水6.14億m3。缺水主要集中在金州以南地區(qū)。若考慮大伙房水庫輸水應(yīng)急入連工程能夠變成永久水源，2030年缺水2.84億m3，主要集中在金州以南地區(qū)；2040年缺水3.26億m3，主要集中在金州以南地區(qū)。

5 結(jié)論

大連市水資源量、可利用量偏少，開發(fā)利用潛力小。現(xiàn)有水源供水能力與工程輸水能力較為匹配，受大連市水資源特性及開發(fā)利用客觀條件限制，主水源外的備用水源供水能力均較小。金州以南地區(qū)備用水量及輸水工程均存在較大風險，近期需新建或改造現(xiàn)有供水工程，提高抗風險能力。

綜合考慮2014—2018年不同項目需水預(yù)測成果及趨勢法分析結(jié)果，結(jié)合未來不可預(yù)見的剛性增長需求，可以初步判斷2030年大連市城鎮(zhèn)需水總量為11億～12億m3，2040年大連市城鎮(zhèn)需水總量為12億～14億m3。

新時期對水源供水范圍、供水量及供水安全性提出了更高要求，水生態(tài)文明建設(shè)與供水之間的矛盾也更加突出。不考慮外調(diào)水的情況下，大連市未來供水缺口有6億m3左右，若考慮大伙房水庫輸水應(yīng)急入連工程能夠變成永久水源，未來大連市供水也還有3億m3左右的缺口。