(貴州省松桃苗族自治縣水務(wù)局,554100,松桃)
貴州是典型的無平原支撐的高原山地省份,山地和丘陵面積占全省總面積的92.5%,發(fā)展山地特色城鎮(zhèn)是必然選擇。城鎮(zhèn)發(fā)展必然考慮水資源的承載能力,全省范圍內(nèi)除烏江流域內(nèi)沿江地區(qū)有較好的條件外,其余地域基本只能憑借小流域提供水資源。松桃縣位于貴州省東北部,全縣面積3400 km2,轄5個街道辦事處、17個鎮(zhèn)、6個鄉(xiāng),2017年年底總?cè)丝?2.65萬人,城鎮(zhèn)人口36.3萬人,城鎮(zhèn)化率50%,地方生產(chǎn)總值127.46億元。根據(jù)《銅仁市加快推進山地特色新型城鎮(zhèn)化建設(shè)實施方案》,松桃縣中部區(qū)域是全縣城鎮(zhèn)發(fā)展的核心,也是銅仁市域內(nèi)東部重要的城鎮(zhèn)化發(fā)展節(jié)點城市。城市建設(shè)和發(fā)展增加了對水資源的需求,結(jié)合松桃縣中部地區(qū)山地城鎮(zhèn)布局特點,根據(jù)當?shù)厣鐣?、?jīng)濟、水資源稟賦條件,通過科學、合理的水資源配置達到改善用水結(jié)構(gòu)、保障用水安全和用水重點、提高水資源利用率的目標,結(jié)合城鎮(zhèn)規(guī)劃類水資源論證的要求,開展水資源配置方案研究是十分必要的。
根據(jù) 《松桃縣城鎮(zhèn)總體規(guī)劃設(shè)計》,中部區(qū)域城鎮(zhèn)發(fā)展框架體系涉及4個街道、14個鎮(zhèn)、1個鄉(xiāng),2017年規(guī)劃區(qū)內(nèi)土地總面積1512 km2,耕地面積14863 hm2,總?cè)丝?4.86萬人,其中城鎮(zhèn)人口22.43萬人。中部城鎮(zhèn)規(guī)劃以位于松桃河中下游的縣城為中心城區(qū),中游的孟溪、長興為次中心城鎮(zhèn),其余鄉(xiāng)鎮(zhèn)統(tǒng)籌、協(xié)調(diào)發(fā)展,實現(xiàn)城鄉(xiāng)一體化為目標的城鎮(zhèn)總體布局。規(guī)劃發(fā)展定位為“西南地區(qū)以錳釩復合新材料、新能源為主導的新型工業(yè)基地和產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移承接區(qū),以苗文化和梵凈山為特色的生態(tài)文化旅游目的地,武陵山片區(qū)區(qū)域發(fā)展和扶貧攻堅重要的示范區(qū)”。預測2030年中部區(qū)域地方生產(chǎn)總值523.6億元,總?cè)丝?3.36萬人,其中中心城區(qū)30萬人,一般鎮(zhèn)區(qū)14.35萬人,村莊19.0萬人。
中部城鎮(zhèn)規(guī)劃的主要特點是以松桃河為軸線進行發(fā)展布局,城鎮(zhèn)框架劃分為縣城主中心、重點集鎮(zhèn)次中心、特色村莊共三級。因流域內(nèi)自上而下地形落差大,上、中、下游三級均差約300 m,城鎮(zhèn)及產(chǎn)業(yè)區(qū)依地形條件沿上、中、下游散落分布,中下游為核心發(fā)展區(qū)。在規(guī)劃預期內(nèi),中部城鎮(zhèn)不具備跨流域、跨區(qū)域調(diào)水的自然或現(xiàn)實經(jīng)濟條件。在因喀斯特地貌導致的工程性缺水、水土流失形成的生態(tài)環(huán)境脆弱、與城鎮(zhèn)經(jīng)濟社會發(fā)展并生的污染等問題的綜合影響下,山地城鎮(zhèn)規(guī)劃布局及水資源優(yōu)化配置具有顯著的地域性特點。
根據(jù)《貴州省水資源綜合規(guī)劃》的統(tǒng)一分區(qū),結(jié)合松桃縣境內(nèi)地形地貌及降雨等條件,全縣共劃分為3個四級水資源計算分區(qū)。西北部的烏江流域為缺水區(qū),南部的錦江流域較豐富,中部的松桃河流域介于兩者之間。松桃縣境內(nèi)西部水資源相對缺乏,除滿足本區(qū)域發(fā)展水資源需求外再無余量,南部錦江流域水資源主要供給銅仁市主城區(qū)、高新區(qū)及松桃南部的5個鄉(xiāng)鎮(zhèn),松桃縣中部城鎮(zhèn)發(fā)展規(guī)劃的唯一水源取自松桃河流域的水資源,因此,中部城鎮(zhèn)規(guī)劃水資源分析以松桃河流域為基礎(chǔ)。
松桃河發(fā)源于松桃縣冷水溪鎮(zhèn),屬長江流域沅江水系,在松桃境內(nèi)有一級支流14條、二級支流6條,主河道全長115 km,集雨面積1534.2 km2,多年(1956—2017年)平均年降雨量1345.9 mm,水資源總量14.01億m3,水資源可利用量4.851億m3,水資源可利用率34.6%。不同保證率下水資源總量、水資源可利用量分別為:P=50%,13.58 億 m3、4.75 億 m3;P=75%,11.78 億 m3、4.12 億 m3;P=95%,9.42億m3、3.298 億 m3。
松桃縣特殊的高原山地自然地理條件和經(jīng)濟社會發(fā)展水平,決定了中部地區(qū)水資源特點:水資源時空分布不均勻,年際變化較大,徑流年內(nèi)分配亦不均勻,年徑流量主要集中在汛期(5—10月),非汛期徑流偏小;河流源短流急,喀斯特地貌導致地表水資源很難被利用,現(xiàn)有水利工程調(diào)蓄能力差,缺乏大中型控制性蓄水工程,工程性缺水較嚴重,現(xiàn)狀條件下的可供水量無法滿足城鄉(xiāng)未來發(fā)展需求;河流中上游為Ⅱ類水質(zhì),但下游污染較重,為劣Ⅴ類水質(zhì),水生態(tài)環(huán)境問題較突出;流域內(nèi)“取、供、用、耗、排”缺乏統(tǒng)籌管控機制,水資源管理、開發(fā)與利用、水污染防治和水資源保護隨著城鎮(zhèn)發(fā)展統(tǒng)籌協(xié)調(diào)和管理的難度相應(yīng)增大。
中部區(qū)域水資源配置研究以2017年為現(xiàn)狀水平年,2030年為規(guī)劃水平年。因規(guī)劃區(qū)域依托松桃河為唯一的水資源條件,劃分為1個獨立的水資源片區(qū)。按照城鎮(zhèn)居民生活用水(含建筑業(yè)、三產(chǎn))、工業(yè)用水、生態(tài)環(huán)境用水、農(nóng)田灌溉用水進行分項預測。規(guī)劃水平年城鎮(zhèn)居民生活用水按城市用水、村鎮(zhèn)用水分類取用定額,城鎮(zhèn) 120 L/(人·d),農(nóng)村 90 L/(人·d);現(xiàn)狀工業(yè)增加值用水量為96 m3/(萬元·a),2030年計劃比 2017年下降64%,取值 35 m3/(萬元·a);農(nóng)業(yè)用水分常規(guī)灌溉和高效節(jié)水灌溉兩部分,中部區(qū)域內(nèi)農(nóng)田灌溉面積以松中灌區(qū)為主,節(jié)水灌溉面積規(guī)劃2030年占總灌區(qū)的95%,現(xiàn)狀灌溉水利用系數(shù)0.469,規(guī)劃2030年達到0.7。預測需水成果見表1。
根據(jù)預測成果,當灌溉保證率為80%~95%時,2030年需水量約為1.91億~2.02億m3,與現(xiàn)狀用水量0.80億~0.89億m3相比需增加約1.11億m3。
根據(jù)《銅仁市水資源管理控制目標分解表》,2030年銅仁市分解給松桃縣用水控制指標為2.823億m3。松桃縣結(jié)合實際情況,分解給中部片區(qū)的用水量指標為1.835億m3,考核以當年實際用水量折算成平水年 (P=50%)用水量進行復核,根據(jù)預測成果,2030年平水年時用水量約為1.833億m3,小于1.835億m3的用水控制總量,基本在可控范圍內(nèi)。用水效率控制指標中的萬元工業(yè)增加值用水量比2017年下降64%,高于任務(wù)指標58%,萬元GDP用水量為35 m3/(萬元·a),低于全市和全省平均水平,符合控制要求。
(1)現(xiàn)狀水平年年(2017年)
根據(jù)《貴州省水資源公報》統(tǒng)計數(shù)據(jù),2017年度松桃中部區(qū)域總用水量0.756億m3,用水結(jié)構(gòu)組成:居民生活用水占22.4%,工業(yè)用水占23.9%,農(nóng)業(yè)灌溉用水占52.8%,生態(tài)環(huán)境用水占0.9%?,F(xiàn)狀地表水供水占總供水量的97.4%,地下水供水占2.6%,其他水源供水量無。地表水供水量組成:蓄、引、提、非工程供水量占地表水供水總量的比率分別為74.1%、19.9%、3.7%、2.3%。
根據(jù)水資源配置計劃,2017年分配給松桃中部區(qū)域的用水量控制指標為0.902億m3,占全縣1.64億m3總量的55%。實際用水量0.756億m3,小于控制指標,符合水資源“三條紅線”總量管理要求?,F(xiàn)狀用水量中,農(nóng)業(yè)灌溉用水為主要用水,用水量偏高,節(jié)水灌溉面積不足;工業(yè)用水量偏低,與當?shù)貐^(qū)域經(jīng)濟發(fā)展滯后實際情況基本符合。松桃縣自水利部“十五”期間開始開展水利扶貧以來,大力興建水利工程,現(xiàn)有水利工程供水能力大于實際用水需求。以地表水供水為主體的工程類別結(jié)構(gòu)中,蓄水工程占總供水量的80%,在偏枯年特別是枯水年時工程性缺水依然存在。現(xiàn)有水利工程多年平均可供水量及2017年實際用水量分類別統(tǒng)計情況見表2。
表1松桃中部城鎮(zhèn)各行業(yè)需水預測
松桃河流域共有3個一級水功能區(qū)和1個二級水功能區(qū),分別是源頭保護區(qū)、保留區(qū)、黔湘緩沖區(qū)和開發(fā)利用區(qū),其中源頭保護區(qū)、保留區(qū)、開發(fā)利用區(qū)水質(zhì)現(xiàn)狀均為Ⅱ類,黔湘緩沖區(qū)為Ⅳ類。水庫水質(zhì)總體狀況較好,部分存在富營養(yǎng)化趨勢,多數(shù)河流的高錳酸鹽指數(shù)、化學需氧量以及揮發(fā)酚的濃度呈明顯上升趨勢,水質(zhì)總體趨勢變差。
(2)規(guī)劃水平年(2030年)
規(guī)劃水平年2030年分配給松桃中部區(qū)域的用水總量指標為1.835億m3,占全縣總量的65%。經(jīng)復核預測中部區(qū)域用水總量為1.833億m3,用水結(jié)構(gòu)為居民生活用水 (含公共服務(wù))占28.5%,工業(yè)用水占45.6%,農(nóng)業(yè)灌溉用水占25.1%,生態(tài)環(huán)境用水占0.8%(生態(tài)用水僅指河道外城鎮(zhèn)及鄉(xiāng)村綠化澆灌、道路清掃等用水,不含維持河道內(nèi)正常生態(tài)基本需水量)。與現(xiàn)狀年相比,農(nóng)業(yè)用水大幅度減少,工業(yè)用水增加較多,居民生活用水量增加。
規(guī)劃水平年源頭保護區(qū)、保留區(qū)水質(zhì)目標為Ⅱ類,限制納污能力為0,禁止排放污水;開發(fā)利用區(qū)水質(zhì)目標為Ⅳ類,COD、氨氮限制納污能力分別為5941.2 t/a、533.91 t/a,黔湘緩沖區(qū)水質(zhì)目標為Ⅲ類,COD、氨氮限制納污能力分別為223.25 t/a、31.84 t/a。為維持河道生態(tài)基流、滿足排污限納要求,主要城市河道控制斷面流量不小于5.58 m3/s。
中部城鎮(zhèn)規(guī)劃水資源配置應(yīng)服從于松桃縣域內(nèi)整體水資源配置格局,滿足用水控制總量約束條件,水量供給充分考慮城鎮(zhèn)發(fā)展與水資源條件的適應(yīng)性。提出流域現(xiàn)狀水平年和規(guī)劃水平年的水資源配置方案,成果主要包括分區(qū)供、用、耗、排水分析,紅、黃、藍分區(qū),基本斷面控制指標等,選取重要水工程、重要城市、水系節(jié)點控制斷面作為流域水資源管理的基本控制斷面,基本斷面主要指標包括最小下泄流量、最低水位、COD、氨氮等。充分考慮地表水、合理利用地下水,優(yōu)化供水水源結(jié)構(gòu)。在以松桃河水資源為保障支撐條件下,流域內(nèi)水資源分配應(yīng)堅持上下游城鎮(zhèn)體系的協(xié)調(diào)性、統(tǒng)一性,堅持可持續(xù)、優(yōu)水優(yōu)用、供水安全可靠的原則,注重環(huán)境、經(jīng)濟、社會綜合效益,有利于生態(tài)文明建設(shè)的綜合配置原則。水資源配置統(tǒng)籌考慮城鄉(xiāng)供水、農(nóng)田灌溉、防洪與排水,通過蓄、引、提等各類水利工程統(tǒng)一配置水資源,在充分調(diào)查和分析現(xiàn)狀供水能力的基礎(chǔ)上,重點研究蓄水工程的水資源配置能力。配置目標是到2030年,中部地區(qū)新增供水1.11億m3。
松桃中部城鎮(zhèn)水資源供給以松桃河為核心,規(guī)劃年限內(nèi)不考慮水資源調(diào)進、調(diào)出,屬獨立流域內(nèi)配置。水資源配置不能單純考慮規(guī)劃城鎮(zhèn)區(qū)域內(nèi)的用水,應(yīng)以松桃河全流域涉及的經(jīng)濟社會發(fā)展進行整體統(tǒng)籌,通過水資源供需平衡分析,研究抑制需求、增加供給、保護生態(tài)環(huán)境的措施及其組合的基礎(chǔ)上,按照 “開源、節(jié)流”的配置方向和總體布局,建立水資源安全高效利用綜合管理體制,實現(xiàn)“抓節(jié)水、保供水、治污水”三水共治的一體化管理,提高水務(wù)信息化管理水平,全面推動水利現(xiàn)代化建設(shè)。主要技術(shù)路線是:摸清松桃河流域內(nèi)水資源數(shù)量、質(zhì)量及時空分布規(guī)律;以現(xiàn)狀年及規(guī)劃年水量供需平衡分析為基礎(chǔ),進行不同供水方案組合分析研究,以有利于實現(xiàn)規(guī)劃區(qū)域內(nèi)城鎮(zhèn)和農(nóng)村生態(tài)文明為目標,推薦合理的水資源配置方案。
現(xiàn)有水利工程可供水量為1.239億m3,規(guī)劃2030年需水量為1.833億m3,需、供水平衡差額0.594億m3。松桃河流域水資源可開發(fā)利用量4.851億m3,現(xiàn)狀年開發(fā)利用率僅為25.5%,按2030年預測用水量1.833億m3進行開發(fā)預測,其開發(fā)利用率為37.8%,占流域水資源總量的13%,低于國際公認的40%紅線標準,水資源承載力完全滿足城鎮(zhèn)發(fā)展要求。
表2水利工程可供水量及現(xiàn)狀年用水量分類統(tǒng)計
(1)配置方案需考慮的因素
因中部城鎮(zhèn)規(guī)劃沿松桃河兩岸布局,因此,水資源配置不僅考慮滿足城鎮(zhèn)發(fā)展用水需要,還應(yīng)統(tǒng)籌考慮河道內(nèi)生態(tài)基流是否滿足限制納污排放的要求。另一方面還應(yīng)考慮通過水資源的優(yōu)化配置、興建蓄水工程錯峰調(diào)節(jié)以減少洪災水患發(fā)生概率。
從防洪方面看,松桃河屬典型的山區(qū)雨源型河流,洪水易漲易落。中部城鎮(zhèn)規(guī)劃核心區(qū)為人口規(guī)模30萬人的小城市,位于松桃河中下游,規(guī)劃區(qū)地勢偏低,現(xiàn)狀是出現(xiàn)大于20年一遇標準洪水時沿河兩岸居民區(qū)即成災患,防洪壓力較大。
從水質(zhì)方面看,根據(jù)2017年《貴州省水資源公報》數(shù)據(jù),松桃河上游一級水功能區(qū)的源頭保護區(qū)冷水溪現(xiàn)狀水質(zhì)Ⅱ類,目標水質(zhì)Ⅱ類;中下游的二級水功能區(qū)城區(qū)內(nèi)徐家坳現(xiàn)狀水質(zhì)Ⅱ類,目標水質(zhì)Ⅳ類,主要為農(nóng)業(yè)及景觀用水;下游的虎渡口現(xiàn)狀水質(zhì)劣Ⅴ類,目標水質(zhì)Ⅲ類,為黔湘緩沖區(qū)。根據(jù)《河湖生態(tài)需水評價導則》《水域納污能力計算規(guī)程》,規(guī)劃水平年松桃河下游納污能力靠近紅線,在非汛期自然河道基流無法滿足排污要求。
因此,水資源的最優(yōu)化配置方案應(yīng)研究選擇在中上游新建適度規(guī)模的大型或中型水庫,一是有利于通過集蓄水量在非汛期向下游補充河道基流量,滿足納污能力不足的問題;二是在汛期可用于調(diào)蓄洪水減輕城鎮(zhèn)規(guī)劃區(qū)防洪壓力;三是有利于配合在城鎮(zhèn)規(guī)劃核心區(qū)的松桃河中游打造10 km河灘濕地公園,助推水生態(tài)文明城市建設(shè)。
(2)配置方案比選
根據(jù) 《松桃縣水資源綜合規(guī)劃》《松桃縣重點水源工程規(guī)劃》《松桃縣抗旱應(yīng)急水源工程規(guī)劃》《松桃河流域水資源規(guī)劃》等已批準的規(guī)劃成果,松桃河流域水源工程現(xiàn)在建中型水庫1座、小型4座,擬建的水源工程有大型水庫1座、中型1座、小型10座。結(jié)合已建成、在建的項目對擬建的水源工程按供水區(qū)域、供水性質(zhì)、供水效益及估算投資分別擬定三種開發(fā)方案。
①方案Ⅰ:投資83.85億元,建設(shè)大、中、小型水源工程共14座(新建大型1座、中型1座、小型7座),總庫容2.63億m3,多年平均供水量4.92億 m3(其中新增 3.68 億 m3),可供水量是控制用水量的2.7倍。在規(guī)劃年限內(nèi)供水能力過剩,一方面投資效益差,另一方面供水遠大于需水勢必造成水資源浪費。
②方案Ⅱ:投資21.31億元,建設(shè)中、小型水源工程共12座(新建小型7座),總庫容0.61億m3,多年平均供水量1.9億m3(其中新增0.66億m3),可供水量大于需水量0.07億m3。實際取水工程規(guī)劃建設(shè)對水源水量的保證率除農(nóng)田灌溉取值80%外,居民生活及園區(qū)供水一般情況下都取值95%,所以,本方案可供水量偏少,在枯水年供水可靠性較低。
③方案Ⅲ:投資24.18億元,建設(shè)中、小型水源工程共6座(新建中型1座),總庫容0.69億m3,多年平均供水量2.29億m3(其中新增1.05億m3),可供水量大于需水量0.46億m3。本方案基本滿足供水需求,預留適當供水發(fā)展空間,投資較經(jīng)濟,工程布局科學、合理,有利于實現(xiàn)松桃中部區(qū)域集中供水和水資源統(tǒng)籌、協(xié)調(diào)管理,符合當?shù)貙嶋H,可以分步實施,推薦采用此方案。
工程總體布置為:毛溪溝水庫(小型,總庫容 178萬 m3,在建)向松桃河發(fā)源地以上的烏羅鎮(zhèn)區(qū)域供水;陸家壩水庫(中型,總庫容4299萬m3,新建)向松桃河中上游的產(chǎn)業(yè)集聚所在地的孟溪、大路片區(qū)供水;妙隘水庫(小型,總庫容 483萬 m3,在建)向妙隘鄉(xiāng)片區(qū)供水;白沙溪水庫(小型,總庫容236萬m3,在建)向松桃河下游的迓駕鎮(zhèn)片區(qū)供水;菜花坪水庫(小型,總庫容 910萬 m3,在建)主要為松桃城市核心區(qū)枯水期河道補水、景觀用水及汛期滯洪調(diào)節(jié)。規(guī)劃近期2025年,城市核心區(qū)由道塘水庫(中型,總庫容1750萬m3,建成)與鹽井水庫(中型,總庫容1054萬m3,在建)聯(lián)合供水,互為備用水源;遠期2030年與陸家壩水庫共3個中型水庫聯(lián)網(wǎng)運行,實現(xiàn)松桃中部區(qū)域城鄉(xiāng)供水一體化管理。
松桃中部城鎮(zhèn)規(guī)劃區(qū)域所處的松桃河流域?qū)俳涤炅枯^豐沛的地區(qū),可開發(fā)利用水資源豐富,一方面因歷史上投入不足致使工程性缺水嚴重,另一方面隨著城鎮(zhèn)化步伐的加快,對水資源的需求量逐年增大。城鎮(zhèn)規(guī)劃水資源論證時要嚴格執(zhí)行水資源“三條紅線”管理制度,認真研究規(guī)劃區(qū)所在流域水資源的合理配置問題,在確保滿足城鎮(zhèn)經(jīng)濟社會發(fā)展用水需求的同時,還應(yīng)以維護良好的生態(tài)環(huán)境為條件并與其相適應(yīng),努力實現(xiàn)人水和諧。規(guī)劃水源工程可供水量可預留適度空間,但不能因水資源相對豐富就“想用就用”,觸碰用水總量控制紅線。以貴州山地小流域為依托的城鎮(zhèn)發(fā)展規(guī)劃因其生態(tài)環(huán)境的脆弱性決定了水資源的開發(fā)利用和保護同等重要,水資源的配置和工程布局應(yīng)因地制宜、節(jié)約高效、以水興城,從而全面實現(xiàn)經(jīng)濟社會與水資源的可持續(xù)發(fā)展和利用。