深圳市城市水庫水源地保護(hù)與片區(qū)協(xié)調(diào)發(fā)展方式探索

王增欽

(深圳市水務(wù)規(guī)劃設(shè)計(jì)院股份有限公司，廣東 深圳 518001)

1992年，出于保障飲用水源安全的目的，深圳市按照《飲用水水源保護(hù)區(qū)污染防治管理規(guī)定》要求劃定了飲用水水源保護(hù)區(qū)。隨著水源保護(hù)工作的深入開展，深圳市于1995年頒布了《深圳經(jīng)濟(jì)特區(qū)飲用水源保護(hù)條例》并劃分飲用水水源保護(hù)區(qū)，2000年進(jìn)行了修訂。但“十二五”至“十三五”期間，深圳市城市化進(jìn)程加快，部分飲用水源水庫流域內(nèi)人口增加，污染程度加劇。因此，如何協(xié)調(diào)城市水源供水安全及片區(qū)發(fā)展之間的矛盾，成為深圳發(fā)展過程中亟待解決的問題。本文以石巖水庫保護(hù)區(qū)為例，通過工程實(shí)例，為讀者提供探索水源保護(hù)與經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展的案例。

1 背景及意義

1.1 背景

國家環(huán)境保護(hù)總局2007年頒布的HJ/T 338—2007《飲用水水源保護(hù)區(qū)劃分技術(shù)規(guī)范》，對飲用水水源保護(hù)區(qū)的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)提出了要求。但由于部分水庫水源保護(hù)區(qū)劃定時間較早，加上飲用水源保護(hù)區(qū)劃定中本著“保護(hù)優(yōu)先”的策略，同時受限于當(dāng)時基礎(chǔ)資料精度和技術(shù)手段，部分建成區(qū)劃入水源保護(hù)區(qū)。在經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中，片區(qū)排水難以達(dá)到國家、廣東省及深圳市相關(guān)技術(shù)規(guī)范對入庫水質(zhì)的要求。

1.2 水庫概況

石巖水庫位于深圳市寶安區(qū)石巖街道西北角，石巖河下游，茅洲河干流上游，與公明街道相鄰，水庫距離石巖街道建城區(qū)不足2km，距深圳市中心約38km，是一座以供水為主，兼有防洪等綜合效益的中型水利樞紐工程，于1960年3月建成運(yùn)行。水庫壩址以上干流長12.0km，集雨面積44 km2，多年平均徑流量為3691.9萬m3。水庫設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)為100年一遇，設(shè)計(jì)洪水位為38.98m，相應(yīng)庫容為2713萬m3；校核洪水標(biāo)準(zhǔn)為2000年一遇，校核洪水位39.94m，相應(yīng)庫容3200萬m3；正常蓄水位36.59m，相應(yīng)庫容1690萬m3。水庫水源除庫區(qū)自產(chǎn)水源，茅洲 河引水水源外，還通過“供水網(wǎng)絡(luò)干線工程”引入東江水源，是供水網(wǎng)絡(luò)干線沿程 7 個主要調(diào)蓄水庫之一。

石巖水庫集雨區(qū)內(nèi)建成區(qū)面積14.29km2，非建成區(qū)27.09 km2，水域2.62km2，城市化比率高達(dá)34.5%，建成區(qū)的工業(yè)企業(yè)為水庫入庫主要污染源。

1.3 經(jīng)濟(jì)發(fā)展情況

根據(jù)寶安統(tǒng)計(jì)局相關(guān)數(shù)據(jù)可知，截止2018年，石巖街道常住人口約33萬人，近五年人口增長率7.4%，其中非戶籍人口占比93%以上； 2018年工業(yè)產(chǎn)值1691億元，占主要比例，且逐年增長。而其中尤以化工、橡膠、電子等工業(yè)企業(yè)所占產(chǎn)值比例最多，占比超70%。石巖街道有整體位于原石巖水庫匯水范圍，工業(yè)企業(yè)附屬產(chǎn)物為工業(yè)廢水、污水，對水源地水質(zhì)安全存在很大的風(fēng)險。

1.4 研究意義

近來，對于深圳市飲用水庫的水質(zhì)保護(hù)策略研究以及工程措施多次提上日程，但因難以落地，收效甚微。隨著水利部、原環(huán)境保護(hù)部聯(lián)合頒布“關(guān)于印發(fā)《全國集中式飲用水水源地環(huán)境保護(hù)專項(xiàng)行動方案》的通知”，與水庫水質(zhì)保護(hù)無關(guān)構(gòu)筑物的拆除工作迫在眉睫，而石巖街道工業(yè)企業(yè)則面臨不搬即死，而搬遷成本過高造成經(jīng)營難以為繼的兩難窘境，勢必嚴(yán)重影響片區(qū)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。

2 研究路徑

2.1 相關(guān)外界條件及研究綜述

2017年6月27日第十二屆全國人民代表大會常務(wù)委員會第二十八次會議對《中華人民共和國水污染防治法》進(jìn)行第二次修訂。修訂后的法規(guī)中明確指出，“飲用水水源一、二級保護(hù)區(qū)內(nèi)，已建成的排放污染物的建設(shè)項(xiàng)目，由縣級以上人民政府責(zé)令拆除或者關(guān)閉?！?/p>

而目前，石巖街道內(nèi)大部分工業(yè)企業(yè)位于二級水源保護(hù)區(qū)內(nèi)，企業(yè)數(shù)約422家，工業(yè)總產(chǎn)值高達(dá)1691億元。雖然寶安區(qū)在2018年啟動了水庫一級水源地涉污染物構(gòu)筑物的征拆工作，共計(jì)493棟建筑物，但若啟動對二級水源保護(hù)區(qū)內(nèi)涉污染物構(gòu)筑物的征拆工作，必將影響片區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，限制了城市的可持續(xù)發(fā)展，同時帶來社會不穩(wěn)定因素，對社會維穩(wěn)工作帶來壓力。

參考國內(nèi)外水源地保護(hù)管理及城市發(fā)展相關(guān)案例研究成果，可以總結(jié)為“保護(hù)更嚴(yán)格，發(fā)展更有效”：一方面，通過評價體系完善進(jìn)一步衡量水源保護(hù)區(qū)內(nèi)的污染影響，另一方面對歷史問題造成的遷移成本給出合理補(bǔ)償。但總體來說，仍是以不斷強(qiáng)化嚴(yán)格管理的方式提高水質(zhì)保障程度。

2.2 技術(shù)路線及創(chuàng)新點(diǎn)

流域內(nèi)建成區(qū)快速發(fā)展導(dǎo)致補(bǔ)償機(jī)制失調(diào)且評價管理難以及時補(bǔ)足缺口的前提下，如何建立水源保護(hù)區(qū)保護(hù)和建成區(qū)發(fā)展的新平衡，是本次研究的主要思路。

研究創(chuàng)新點(diǎn)主要在于通過對不同邊界條件下入庫水質(zhì)的分析，對流域內(nèi)生態(tài)區(qū)、建成區(qū)進(jìn)行細(xì)分，結(jié)合工程與非工程措施對入庫雨洪進(jìn)行調(diào)控，優(yōu)化供水水源的保障。

3 石巖水庫水源保護(hù)區(qū)調(diào)整實(shí)踐

根據(jù)石巖水庫水源保護(hù)區(qū)街道范圍與石巖街道的地理關(guān)系可以看出，石巖街道的主要排水通道為石巖河，該通道有且僅有一個出口進(jìn)入石巖水庫庫區(qū)。如圖1所示。

圖1 石巖街道與水源保護(hù)區(qū)范圍地理關(guān)系圖

通過對石巖河河口水質(zhì)的持續(xù)觀測，發(fā)現(xiàn)2014—2017年石巖水庫的水質(zhì)保障程度不高，石巖水庫取水口水質(zhì)監(jiān)測指標(biāo)如圖2所示，由圖2可以看出,石巖水庫取水口水質(zhì)達(dá)到地表Ⅱ類水占比僅7%，甚至有水質(zhì)低于地表Ⅲ類水占比。

圖2 2014—2017年石巖水庫取水口水質(zhì)監(jiān)測指標(biāo)

以上分析成果表明，進(jìn)一步提高水庫水質(zhì)保障程度的關(guān)鍵在于對降雨期入庫水質(zhì)的控制。基于深圳降雨特性——小降雨頻次高、歷時短，考慮建成區(qū)雨污分流率以及海綿城市改造率等綜合因素，通過計(jì)算結(jié)果可知，大部分降雨場次的污染物負(fù)荷最大，所占降雨場次比例最高，也更容易對水庫水質(zhì)造成污染。詳見表1。

3.1 水源保護(hù)區(qū)區(qū)劃與水庫流域范圍的關(guān)系分析

現(xiàn)狀石巖水庫流域范圍內(nèi)有石巖河，水庫匯水通過石巖河流域匯集后，進(jìn)入石巖河最終流入石巖水庫。經(jīng)過流域匯水范圍與水源保護(hù)區(qū)范圍線疊加后發(fā)現(xiàn)，石巖河流域與水源保護(hù)區(qū)范圍線高度重合，根據(jù)HJ338—2018《飲用水水源地保護(hù)區(qū)劃分技術(shù)規(guī)范》的規(guī)定“一二級水源保護(hù)區(qū)陸域范圍的劃分，可根據(jù)防洪堤壩的邊界進(jìn)行劃分，并要采取措施，防止污染物進(jìn)入保護(hù)區(qū)內(nèi)”。

表1 基于典型年不同降雨標(biāo)準(zhǔn)下溢流入庫水體瞬時濃度表

表2 石巖水庫流域建成區(qū)土地利用面積 單位：km2

石巖水庫流域建成區(qū)土地利用面積見表2，根據(jù)表2統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，石巖水庫流域建成區(qū)的土地利用中，工業(yè)用地占50%以上，已很難在短時間內(nèi)通過雨污分流或正本清源工程剝離流域的清潔雨水。結(jié)合土地利用分析結(jié)果，在避免大范圍征拆所帶來的影響的前提下，通過對相關(guān)水源地保護(hù)區(qū)劃分技術(shù)指引以及規(guī)劃的解讀，石巖街道以及石巖河流域劃入水源保護(hù)區(qū)“防止污染物進(jìn)入庫區(qū)”的前提已經(jīng)不具備，因此可采用工程措施，將原水庫流域匯水范圍進(jìn)行調(diào)整，從而改變水庫流域范圍，使得原水源保護(hù)區(qū)范圍劃出。

3.2 水源保護(hù)區(qū)調(diào)整工程

二級水源保護(hù)區(qū)調(diào)整前后對比如圖3所示，由圖3可以看出，該項(xiàng)目主要采用了工程手段，利用石巖河河口入庫庫尾形成生態(tài)庫，將現(xiàn)狀石巖河流域內(nèi)降雨匯入石巖生態(tài)庫進(jìn)行滯蓄，保證不達(dá)標(biāo)水體與飲用水水源隔離，以起到保障石巖水庫飲用水安全的效果。同時生態(tài)庫的出水通過現(xiàn)狀隧洞分時排放到下游茅洲河，生態(tài)庫堤壩以不低于上游河道防洪標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)防——即在石巖河流域發(fā)生不高于50年一遇設(shè)計(jì)洪水的情況下，匯水不再進(jìn)入石巖水庫。

該工程實(shí)施并落地后，石巖水庫部分原二級水源保護(hù)區(qū)可調(diào)整為準(zhǔn)水源保護(hù)區(qū)，工程措施亦有效解決了片區(qū)征拆的問題，為片區(qū)可持續(xù)性發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。

圖3 二級水源保護(hù)區(qū)調(diào)整前后對比圖

4 保護(hù)效果評價及展望

為了驗(yàn)證工程措施能夠有效保護(hù)石巖水庫水質(zhì)，確保不達(dá)標(biāo)水體不進(jìn)入石巖水庫，項(xiàng)目委托相關(guān)研究單位對不同降雨厚度下的第一場降雨水質(zhì)情況進(jìn)行分析。經(jīng)分析，在上游建成區(qū)雨污分流率僅為40%的情況下，24h降雨厚度超過120mm的入庫水質(zhì)指標(biāo)已基本達(dá)到地表水Ⅱ類標(biāo)準(zhǔn)。而這個降雨標(biāo)準(zhǔn)是遠(yuǎn)低于工程項(xiàng)目的設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)的。因此，工程措施能夠有效阻止不達(dá)標(biāo)污染水體進(jìn)入到石巖水庫內(nèi)，確保了水庫水質(zhì)安全，同時也將原石巖水庫的匯水范圍調(diào)出，達(dá)成水庫水質(zhì)保障和片區(qū)發(fā)展的目標(biāo)，成效明顯。

5 結(jié)論與反思

本文結(jié)合現(xiàn)實(shí)水庫保護(hù)與毗鄰區(qū)發(fā)展矛盾日益劇烈的現(xiàn)象，通過對相關(guān)法條的深入解讀，結(jié)合實(shí)際工程案例，為解決現(xiàn)階段日益突出的城市水庫水源保護(hù)與片區(qū)發(fā)展矛盾提供了借鑒。

但是類似矛盾顯然是經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的產(chǎn)物，存在一定的臨時性和不確定性，尤其在水庫毗鄰區(qū)的工程實(shí)施中，以下幾個問題值得關(guān)注：

(1)工程措施占用水庫庫容。從前文可知，工程方案中需占用部分水庫庫容，而石巖水庫是寶安乃至光明區(qū)的重要供水水庫，主要為存蓄飲用水源。占用一定的庫容將增加水務(wù)部門日常供水調(diào)度壓力，同時，占用水庫庫容會影響多方相關(guān)利益，造成流程鏈條延長，不符合此類項(xiàng)目提供平衡保護(hù)和發(fā)展捷徑的初衷。

(2)轉(zhuǎn)輸水體對下游河道水質(zhì)的影響。由于工程措施中主要采用調(diào)蓄轉(zhuǎn)輸?shù)氖侄螌⒉贿_(dá)標(biāo)水體轉(zhuǎn)輸?shù)较掠魏拥?，確保水庫水質(zhì)安全，但隨著下游城市河道對水質(zhì)要求越來越高，給水質(zhì)考核帶來較大的風(fēng)險。因此在工程設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)注意研究分析調(diào)蓄轉(zhuǎn)輸水體水質(zhì)與下游河道水質(zhì)考核的匹配性。

(3)涉水庫施工過程的保護(hù)措施。該類項(xiàng)目主要通過工程措施切割水庫及原保護(hù)區(qū)，很可能需要在庫尾施工堤壩等建構(gòu)筑物，因此，工程方案中應(yīng)格外注意施工期臨時、永久構(gòu)筑物可能造成的水土流失，通過加強(qiáng)觀測預(yù)警及水土保持做到對水庫水質(zhì)零影響。