朝陽市水資源優(yōu)化配置方案探析

那榮越

(遼寧省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司，沈陽 110006)

“十三五”規(guī)劃提出以水定城、以水定產(chǎn)，全面實(shí)施最嚴(yán)格水資源管理制度和建設(shè)節(jié)水型社會(huì)的指導(dǎo)思想[1-2]。中央城市工作會(huì)議提出了傳承歷史、綠色低碳、尊重自然的理念，并將城市綜合承載能力和環(huán)境容量作為城市規(guī)模和定位的根本依據(jù)。

近年來，受高強(qiáng)度水土資源開發(fā)、人口壓力持續(xù)增長(zhǎng)和水循環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定性下降等因素的影響，朝陽市水生態(tài)受損、水資源短缺、水污染加劇等問題日趨突出，水資源承載力與經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展失衡，并逐漸成為制約區(qū)域可持續(xù)發(fā)展的“瓶頸”[3]。對(duì)此，為實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)、生態(tài)環(huán)境與水資源的協(xié)調(diào)發(fā)展，研究探討“三條紅線”用水總量控制下的水資源配置方案逐漸引起水文學(xué)者的高度重視。文章以朝陽市為例，結(jié)合城市未來發(fā)展規(guī)劃及水資源利用現(xiàn)狀，以“三條紅線”控制為原則嘗試探索水資源配置方案，旨在為朝陽市未來用水規(guī)劃、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和水資源高效利用提供一定參考。

1 研究區(qū)概況

朝陽市位于遼寧西部，北依腹地，面向沿海，交通便利，地理位置優(yōu)越。朝陽市轄1個(gè)自治縣、2個(gè)縣和2個(gè)市轄區(qū)，代管2個(gè)縣級(jí)市，常住人口355萬，總面積19736km2。2019年，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)總值843.1億元，其中第一、二、三產(chǎn)業(yè)增加值194.6億元、248.0億元、400.5億元，三次產(chǎn)業(yè)之比23.1∶29.4∶47.5。全年糧食作物播種面積42.55萬hm2，其中玉米、經(jīng)濟(jì)作物、油量作物、蔬菜與食用菌、果園播種面積為32.93萬hm2、4.00萬hm2、0.34萬hm2、3.05萬hm2、2.62萬hm2。

朝陽境內(nèi)有大凌河、小凌河、老哈河、青龍河4大水系，總積水面積19777km2，其中流域面積超過100km2的河流有69條，總長(zhǎng)度2560km，多年平均地表徑流量13.22億m3。大凌河屬于該區(qū)域最大的河流，流經(jīng)長(zhǎng)度226.7km2。朝陽市位于北溫帶大陸性季風(fēng)氣候區(qū)，多年平均氣溫5.4℃-8.7℃，無霜期120-155d，年降水量450-580mm，受地形條件和自然環(huán)境等因素限制，降水時(shí)空分布差異較大，主要分布在5-8月。

2 水資源開發(fā)利用現(xiàn)狀

2.1 現(xiàn)狀供用水量

2020年朝陽市總供水量52593.2萬m3，其中地表水、地下水供水量和污水回用量為4898.8萬m3、45248.3萬m3、2446.1萬m3，分別占總供水量的9.3%、86.0%、4.7%。地表水供水量中，蓄水、引水、提水工程供水量2538.7萬m3、1889.3萬m3、470.8萬m3，分別占地表水供水量的51.8%、38.6%、9.6%。地下水供水量中，所供水量全部為淺層地下水。

2020年朝陽市總用水量為52593.2萬m3，其中生態(tài)環(huán)境、居民生活、農(nóng)田灌溉、工業(yè)生產(chǎn)、城鎮(zhèn)公共和林牧漁學(xué)用水量為1441.0萬m3、8715.5萬m3、22863.0萬m3、6725.4萬m3、2938.2萬m3、9910.1萬m3。流域分區(qū)用水量：大凌河42135.0萬m3，小凌河2888.7萬m3，老哈河5341.0萬m3，青龍河2228.5萬m3。

朝陽市現(xiàn)有再生水大多數(shù)通過渠道引入水庫，主要用于農(nóng)業(yè)灌溉，只有較少部分用于公共設(shè)施沖洗及園區(qū)道路噴灑。朝陽市地下水開采率達(dá)到85%左右，現(xiàn)階段具有較高的開發(fā)利用程度。

2.2 水資源承載力與現(xiàn)狀用水適應(yīng)性

水資源承載力是指以可預(yù)見的社會(huì)經(jīng)濟(jì)、技術(shù)發(fā)展水平為基準(zhǔn)，以維護(hù)生態(tài)系統(tǒng)的良性循環(huán)和可持續(xù)發(fā)展為原則，經(jīng)適當(dāng)?shù)膬?yōu)化配置，某一具體歷史發(fā)展階段水資源最大支撐區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的能力[4-6]。

結(jié)合朝陽市水資源開發(fā)利用現(xiàn)狀，萬元GDP用水量、人均水資源量均高于或接近全國平均水平，整體用水程度較高。朝陽市農(nóng)田灌溉用水量(22863.0萬m3)占總用水量(52593.2萬m3)的42.47%，仍需進(jìn)一步優(yōu)化用水結(jié)構(gòu)。目前，朝陽市地下水開采量較大，局部地下水出現(xiàn)一定程度的超采，整體用水效率不高，水資源缺少統(tǒng)一管理和科學(xué)規(guī)劃。

總體而言，朝陽市現(xiàn)狀用水總量并未超出“三條紅線”的控制指標(biāo)，當(dāng)?shù)厮Y源承載力與開發(fā)利用程度基本適應(yīng)。

2.3 水資源開發(fā)利用現(xiàn)存問題

雖然，朝陽市現(xiàn)狀用水量未超出“三條紅線”控制指標(biāo)，但依然存在農(nóng)業(yè)用水比重偏大、用水結(jié)構(gòu)不合理，水利工程建設(shè)滯后，局部地下水超采、地下水開發(fā)利用程度高等問題。

3 水資源優(yōu)化配置方案

3.1 水資源配置原則

1)地下水保護(hù)原則。在水庫、江河等地表水、城鎮(zhèn)公共供水以及其他水源滿足用水需求的條件下，全部限期關(guān)停城鎮(zhèn)現(xiàn)有地下取水工程；除對(duì)水質(zhì)有特殊要求必須保留的和為保證供用水安全必須轉(zhuǎn)為應(yīng)急備用水源外，限期封閉[7]。

2)供水安全原則。水資源配置要考慮應(yīng)急狀態(tài)下城市最基本的用水需求，即保證城市供水安全。

3)統(tǒng)籌兼顧原則。統(tǒng)籌考慮城市與縣域之間、行業(yè)之間、近遠(yuǎn)期之間、經(jīng)濟(jì)社會(huì)與生態(tài)環(huán)境之間的用水需求。

4)優(yōu)先配置已有供水工程潛力原則。核定現(xiàn)狀取水能力，即核實(shí)現(xiàn)狀水源地95%保證率供水量，利用供水潛力進(jìn)行水資源配置[8]。

5)污水處理回用優(yōu)先原則。城市污水處理廠按城市不同的用途分級(jí)處理污水，優(yōu)先使用于生態(tài)環(huán)境用水，還可用于熱電等工業(yè)企業(yè)。

6)地表水優(yōu)先原則。配置先用地表水，后用地下水。在不適合建設(shè)地表水源的地區(qū)可以適當(dāng)建設(shè)地下水源工程[9]。

3.2 總體思路

朝陽市水資源配置總體思路是：近期以閻王鼻子水庫，中、遠(yuǎn)期以遼西北供水工程為骨干，輔之以現(xiàn)有或擬建的地下水源工程、污水處理回用工程，對(duì)朝陽城市及開發(fā)區(qū)、縣城及開發(fā)區(qū)、重點(diǎn)鎮(zhèn)、一般鄉(xiāng)、鎮(zhèn)政府所在地進(jìn)行水源配置。閻王鼻子水庫2025年改為朝陽市應(yīng)急備用水源，其供水量由遼西北供水工程替代。遼西北供水工程2025、2030年供朝陽地區(qū)城市水量分別為2.10億m3、2.50億m3。

3.3 水資源配置方案

3.3.1 朝陽市及開發(fā)區(qū)

朝陽市未來是以遼西北供水工程供水為主、以地下水源供水為輔的城市，因此需要研究供水安全。2020年、2025年、2030年供水安全所需水量分別為19.9萬t/d、21.7萬t/d、22.5萬t/d，若遼西北供水工程出現(xiàn)故障，尚需地下水源供水分別為5.5萬t/d、21.7萬t/d、22.5萬t/d。

朝陽市及開發(fā)區(qū)現(xiàn)狀地下水供水能力為21.03萬t/d，根據(jù)《遼寧省地下水資源保護(hù)條例》，按照《遼寧省地下水保護(hù)行動(dòng)計(jì)劃》的要求，規(guī)劃朝陽城市及開發(fā)區(qū)各水平年削減管網(wǎng)區(qū)自備水量分別為0.68萬t/d、21.03萬t/d、21.03萬t/d，剩余地下水供水能力分別為20.35萬t/d、0萬t/d、0萬t/d。換而言之，保證2025年之后朝陽市供水安全，尚需要22.5萬t/d的應(yīng)急水源。規(guī)劃閻王鼻子水庫供水工程、中山水源、扣北水源在2025年后，改為朝陽市應(yīng)急備用水源，詳見表1、表2。

朝陽市及開發(fā)區(qū)發(fā)展導(dǎo)致的缺水，由污水處理回用、閻王鼻子水庫、新建地下水源、遼西北供水工程解決。各水平年增供的污水處理回用分別為0.16億m3、0.20億m3、0.25億m3；閻王鼻子水庫2020年供朝陽市及開發(fā)區(qū)水量為0.53億m3；2020年建設(shè)地下水源八寶，在2025年以后改為備用水源。遼西北供水工程2020年、2030年供朝陽及開發(fā)區(qū)水量分別為1.61億m3、1.92億m3。

表2 朝陽市規(guī)劃水平年城市供水安全分析表

3.3.2 縣級(jí)市及開發(fā)區(qū)

北票市因發(fā)展導(dǎo)致的缺水由污水處理回用、引白入北和遼西北供水工程解決。引白入北2020年前供北票用水0.18億m3，2025年、2030年改為備用水源，由遼西北供水工程替代。遼西北供水工程2025年、2030年供水量分別為0.26億m3、0.31億m3。

凌源市因發(fā)展導(dǎo)致的缺水由污水處理回用、凌源市應(yīng)急引水工程解決。凌源市應(yīng)急引水工程2020年、2025年、2030年供水量均為分別為0.18億m3。

3.3.3 縣城及開發(fā)區(qū)

朝陽縣城因發(fā)展導(dǎo)致的缺水由污水處理回用和新建地下水源、遼西北供水工程解決。新建地下水源在2020以后改為備用水源，由遼西北供水工程替代，2020、2030年由遼西北供水工程供水量分別為0.24億m3、0.28億m3。

喀左縣缺水由污水處理回用、興建地下公營子水源解決，公營子水源2020年、2025年、2030年供水量均分別為0.11億m3。

建平縣及開發(fā)區(qū)缺水由污水處理回用、興建地下建平引水工程解決，建平引水工程2020年、2025、2030年供水量均為分別為0.12億m3。

3.3.4 一般鄉(xiāng)、鎮(zhèn)

朝陽市沒有重點(diǎn)鎮(zhèn)，各鄉(xiāng)、鎮(zhèn)各水平年缺水應(yīng)因地制宜建設(shè)小型水源工程解決。

綜上分析，朝陽市城市用水供需平衡及優(yōu)化配置方案見表3。此外，通過新擴(kuò)建再生水廠、污水處理廠、水廠等能夠保障朝陽市居民生活、工業(yè)用水；通過配套輸水建筑物、改造干支渠、大力發(fā)展高效節(jié)水產(chǎn)業(yè)、壓減灌溉面積等，能夠有效保障農(nóng)業(yè)用水。因此，以上水資源配置方案技術(shù)上可行、經(jīng)濟(jì)上合理。

表3 城市用水供需平衡及實(shí)施方案 萬m3

續(xù)表3 城市用水供需平衡及實(shí)施方案 萬m3

4 結(jié) 語

文章結(jié)合朝陽市未來發(fā)展規(guī)劃及水資源利用現(xiàn)狀，提出利用工程措施有效保障各行業(yè)用水需求的水資源配置方案，該方案與朝陽市最嚴(yán)格水資源管理制度、水資源承載力、城市發(fā)展規(guī)劃等相適應(yīng)，可為朝陽市未來用水規(guī)劃、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和水資源高效利用提供一定參考。

為有效控制地下水開采，建議未來發(fā)展過程中逐步關(guān)閉自備水井，貫徹實(shí)行最嚴(yán)格水資源管理制度，加強(qiáng)配套管線工程、再生水廠、污水處理廠、水廠等建設(shè)，增設(shè)事故備用水池及再生水調(diào)蓄工程，做好事故應(yīng)急預(yù)案，全面落實(shí)水源保護(hù)政策等。