姚 冰，王曉琳，方浩川

(寧波市水利水電規(guī)劃設計研究院有限公司，浙江 寧波 315000)

近年來，象山縣深入實施橋海興縣戰(zhàn)略，全面推進“兩區(qū)”建設，經(jīng)濟社會實現(xiàn)持續(xù)健康發(fā)展，綜合實力明顯增強，工業(yè)經(jīng)濟邁入全省第二梯隊，旅游服務業(yè)快速增長。隨著全縣經(jīng)濟的快速發(fā)展和城鎮(zhèn)化進程的加速推進，地區(qū)對水資源的需求將不斷增加，而寧波象山縣因海島型低山丘陵地貌，導致縣域內(nèi)缺乏大型工程性調(diào)蓄措施，水資源較為匱乏，供水安全難以有效保障。水資源作為戰(zhàn)略性的自然資源，水資源的短缺將成為制約區(qū)域社會經(jīng)濟發(fā)展和影響人民生活水平的重要因素，解決城市水資源供需平衡問題是適應城市長遠發(fā)展的需要[1- 6]。本文通過象山縣水資源的供需平衡分析，揭示不同水平年與保證率條件下，縣域內(nèi)生活及工業(yè)供水系統(tǒng)水資源缺口情況，并提出水資源保障措施。

1 區(qū)域概況

象山縣位于浙江省東部沿海地區(qū)，象山港與三門灣之間，隸屬寧波市管轄，現(xiàn)轄10鎮(zhèn)、5鄉(xiāng)、3個街道辦事處，總陸域面積1382km2，2020年末全縣戶籍人口54.4萬人，地區(qū)生產(chǎn)總值563億元，三次產(chǎn)業(yè)結構比為13.9∶43.3∶42.8。象山多年面平均降水量為1494.4mm，年內(nèi)分配不均，汛期(3—10月)降水量約占全年降水總量的75%，多年平均蒸發(fā)量為850mm，水資源總量為11.26億m3，其中年可利用量為2.88億m3。

2 水資源開發(fā)利用現(xiàn)狀

隨著經(jīng)濟社會的發(fā)展以及節(jié)水工作的推進，象山縣生活及工業(yè)用水持續(xù)增長，至2020年，縣域總用水量1.53億m3，其中工業(yè)用水0.23億m3、生活用水0.61萬m3。從象山近年用水水平變化分析，2018年之前人均綜合用水量基本處于較為穩(wěn)定的狀態(tài)，近2年呈現(xiàn)降低趨勢；萬元GDP用水量呈逐年下降趨勢；萬元工業(yè)增加值用水量2012—2016年呈下降趨勢明顯，而后基本穩(wěn)定。對比其他地區(qū)用水效率，縣域人均年綜合用水量優(yōu)于全國平均水平，但與寧波市相比仍存在一定差距，萬元GDP用水量、萬元工業(yè)增加值用水量水平低于寧波市及先進地區(qū)深圳市水平，工業(yè)用水效率有待提高。總體而言，近年象山縣節(jié)水工作效果較為明顯，用水效率有所提高，但仍存在一定節(jié)水潛力。象山縣水資源較為匱乏，當前象山縣城鄉(xiāng)供水水源主要依托上張、溪口、倉岙、隔溪張、平潭5座水庫及部分小型水庫，境外白溪引水工程已建成多年，但仍未形成常態(tài)化引水機制。現(xiàn)狀水庫可供優(yōu)質(zhì)水資源與用水之間為“緊平衡”關系，在枯水年仍存在水量缺口。

3 供需平衡分析

根據(jù)象山縣的水資源配置格局，充分考慮水源供水能力、水廠規(guī)模以及用戶需求這三者的匹配關系，從現(xiàn)狀實際水源可供水量出發(fā)，結合象山縣需水預測成果，采用水資源供需平衡計算方法和原則，明確象山縣用水缺口情況。

3.1 利用分區(qū)劃分

水資源供需分析應合理劃分供水系統(tǒng)單元，按照流域、行政區(qū)劃分計算單元，對不同行政區(qū)域、不同流域內(nèi)的需水量分別進行計算[7]，本次根據(jù)象山水資源利用情況，結合行政區(qū)劃，分為中北部濱海區(qū)、西部丘陵區(qū)、南部濱海區(qū)、沿海島嶼區(qū)4個水資源利用分區(qū)。

3.2 需水量預測

需水預測既充分考慮未來經(jīng)濟社會迅速發(fā)展對水資源數(shù)量、質(zhì)量的更高要求，又同時注重節(jié)水技術的應用與推廣和水資源管理水平的不斷提高，科學合理的對水資源需求進行分類預測。預測方法如下[8- 11]。

3.2.1生活需水

生活需水量預測采用單位人口綜合用水定額法，即根據(jù)人口數(shù)量和人均用水量(定額)來確定用水量的方法。

根據(jù)現(xiàn)狀用水水平，結合已有規(guī)劃成果及及最嚴格水資源管理制度等相關要求，同時參照GB 50282—2016《城市給水工程規(guī)劃規(guī)范》[12]中一區(qū)中等城市人均綜合生活用水量定額200～380L/(人·d)的標準，在考慮進一步強化節(jié)水及綜合損耗條件下，象山城市及農(nóng)村綜合用水定額及需水量成果見表1。

表1 象山縣不同水平年綜合生活需水定額及需水量預測成果

3.2.2工業(yè)需水

工業(yè)需水量采用各鄉(xiāng)鎮(zhèn)工業(yè)用水與生活用水比值法進行預測。工業(yè)用水分為管網(wǎng)工業(yè)及一般工業(yè)兩類分別預測，管網(wǎng)工業(yè)是指納入城市公共供水系統(tǒng)的工業(yè)用水，現(xiàn)狀中心城區(qū)和石浦鎮(zhèn)的工業(yè)用水占總用水量的37%～25%，西周占比為65%，一般鄉(xiāng)鎮(zhèn)占比為25%～10%，本次在現(xiàn)狀管網(wǎng)工業(yè)供水比例基礎上，同時考慮推行水源分質(zhì)供水降低管網(wǎng)工業(yè)用水比重的前提下，擬定城市供水系統(tǒng)綜合管網(wǎng)工業(yè)與生活用水的比例為1∶9～1∶1。一般工業(yè)指自備用水戶，總體比例較低，本次根據(jù)地表水取水許可審批情況及現(xiàn)狀一般工業(yè)用水與各鄉(xiāng)鎮(zhèn)生活用水比例結構，考慮未來分質(zhì)供水推廣情況擬定一般工業(yè)與生活用水比例為1∶9～3∶7。

本次預測2025年全縣工業(yè)需水量為3738萬m3，2035年全縣工業(yè)需水量為5245萬m3。工業(yè)用水占比及需水量預測成果見表2。

表2 各區(qū)域管網(wǎng)工業(yè)、一般工業(yè)與綜合生活用水比例及需水量預測

3.2.3總需水量

無論什么模式的第二課堂，都應該以服務于第一課堂為宗旨。只有第一課堂和第二課堂有機銜接和貫通，才能使第二課堂真正服務于第一課堂。

經(jīng)預測象山縣2025、2035年的需水總量分別為1.04億m3/a和1.38億m3/a。

3.3 現(xiàn)狀水源可供水量

象山生活及工業(yè)用水主要依靠中、小型水庫以及境外引水工程供水。全縣境內(nèi)已建有各類水庫81座，興利庫容總計1.27億m3，中型水庫5座，興利庫容合計0.70億m3；小(1)型水庫19座，興利庫容合計為0.43億m3；小(2)型水庫57座，興利庫容合計為0.14億m3。其中，供給綜合生活和工業(yè)的五座主力供水水庫總興利庫容4990萬m3，90%保證率下供水量5676萬m3/a。境外引水工程主要為白溪水庫引水工程，枯水年應急引水5萬m3/d。

表3 象山縣各水平年需水總量預測成果匯總表 單位：萬m3/a

3.4 供需平衡分析方法

3.4.1計算方法

(1)計算時段：各計算單元選用水文長系列(1960—2020年)61年作為計算序列，以日為計算時段。

(2)水量平衡：根據(jù)水源工程來水、調(diào)節(jié)庫容進行逐日水量供需平衡計算，水量平衡計算公式如下：

V末=V初+V來水-V損失-V城鎮(zhèn)-V農(nóng)灌-V生態(tài)-V棄水

式中，V末—時段末庫容；V初—時段初庫容；V來水—時段內(nèi)來水量；V損失—時段內(nèi)損失水量；V城鎮(zhèn)—時段內(nèi)城鎮(zhèn)綜合生活及工業(yè)供水量；V農(nóng)灌—時段內(nèi)農(nóng)灌供水量；V生態(tài)—時段內(nèi)下泄的生態(tài)基流；V棄水—時段內(nèi)超過調(diào)蓄能力產(chǎn)生的棄水量。

(3)用水戶優(yōu)先級：按照用水戶在社會經(jīng)濟中的地位，劃分確保程度和供水順序，即首先滿足居民生活用水和重要工業(yè)用水，統(tǒng)籌兼顧農(nóng)業(yè)、一般工業(yè)及其他用水。

3.4.2供水系統(tǒng)概化

本次研究生活和工業(yè)供水優(yōu)質(zhì)水源包括上張、溪口、倉岙、隔溪張、平潭5座水庫、11座小(1)型水庫、5座小(2)型水庫，一般供水水源為軍民塘水庫，其供水對象為爵溪工業(yè)水廠，另境外白溪水庫引水作為枯水年補充供水。供需平衡分析的每個計算單元均可歸結為來水、用(需)水、供水3個系列所構成的系統(tǒng)，生活及工業(yè)供水系統(tǒng)網(wǎng)絡概化圖如圖1所示。

圖1 象山縣水資源系統(tǒng)網(wǎng)絡概化圖(生活工業(yè)供水系統(tǒng))

3.5 供需平衡分析成果

根據(jù)縣域內(nèi)水源可利用水量和預測成果對象山縣供水系統(tǒng)進行水資源量供需平衡分析，經(jīng)計算在僅考慮象山縣境內(nèi)自身水源工程的情況下，現(xiàn)狀生活及工業(yè)供水處于緊平衡狀態(tài)，90%保證率綜合生活和工業(yè)用水需求可基本得以滿足，95%保證率下存在1239萬m3缺口。隨著縣域經(jīng)濟社會發(fā)展及用水量增加，至2025年90%保證率下生活及工業(yè)將缺水1844萬m3，95%保證率缺水3275萬m3，2035年90%保證率生活及工業(yè)缺水4262萬m3，95%保證率缺水5692萬m3，象山縣生活及工業(yè)用水供需平衡情況見表4。

表4 象山縣生活及工業(yè)用水供需平衡計算成果 單位：萬m3/a

綜上所述，象山縣水資源較為短缺，未來隨著象山縣中心城鎮(zhèn)的快速發(fā)展，綜合生活及工業(yè)的需水量迅速增大，現(xiàn)有水源工程和供水體系的供水能力難以滿足用戶需求，生活及工業(yè)存在較大用水缺口，亟需進一步完善供水格局和尋找新的供水水源，以保障未來的供水安全。

4 水資源保障措施

4.1 水資源保障措施

為緩解象山縣生活及工業(yè)供水壓力，減少象山用水缺口，支撐縣域經(jīng)濟社會發(fā)展需求，本研究以現(xiàn)狀問題為基礎，以需求為導向，按照“時間上著眼長遠、空間上放眼全局、工程上適度超前、供給上量足質(zhì)優(yōu)”的總體思想，提出管網(wǎng)改造、分質(zhì)供水、新建水源工程、已有水源擴容、小型水源連通、增大引水六大水資源保障措施。

(1)加大供水管網(wǎng)改造。由于縣域前期供水管網(wǎng)設置不合理、管材老化，漏損嚴重，大量優(yōu)質(zhì)水資源被浪費，通過統(tǒng)一規(guī)劃和布置，分步驟、有先后的逐步實施管網(wǎng)改造，降低管網(wǎng)漏損率，目標控制在10%以內(nèi)。

(2)積極推進分質(zhì)供水。在用水量相對集中，對水質(zhì)要求相對較低且周邊有合適水源區(qū)域建設工業(yè)水廠，置換現(xiàn)有自來水，節(jié)約優(yōu)質(zhì)水資源，如石浦鎮(zhèn)可通過新建工業(yè)水廠，實施苦咸水深度處理，提升一般水源大塘港水庫利用水平；城東工業(yè)園區(qū)、爵溪工業(yè)園區(qū)現(xiàn)建有爵溪工業(yè)水廠，并配套有工業(yè)管網(wǎng)系統(tǒng)，可進一步拓展分質(zhì)供水區(qū)域，加大工業(yè)水廠供水。另應倡導水資源循環(huán)利用，將再生水納入水資源統(tǒng)一配置，如象山縣中心污水處理廠毗鄰濱海工業(yè)園、城西工業(yè)園，通過建設再生水利用系統(tǒng)，為周邊工業(yè)區(qū)及景觀用水、綠地灌溉等提供所需用水，減少優(yōu)質(zhì)用水。

(3)新建白仙山水庫。白仙山作為區(qū)域“水缸”型水庫，與境內(nèi)其他水源聯(lián)合供水，并預留應急備用庫容，通過“蓄豐補枯”的形式調(diào)蓄周邊隔西張水庫、溪口水庫等水源豐水期棄水，特殊枯水年或突發(fā)水安全事件情況下應急調(diào)用。

(4)實施平潭水庫加高，溪口、倉岙水庫清淤擴容，增加現(xiàn)有水源調(diào)蓄空間，挖掘水源內(nèi)部潛力，減少豐水期棄水。

(5)實施小型水庫連通。隨著后期東陳鄉(xiāng)、泗洲頭鎮(zhèn)、鶴浦鎮(zhèn)等部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)水廠取消后，原供給鄉(xiāng)鎮(zhèn)水廠的小型水庫如南盤、松岙、黃金坦、小百丈等，后續(xù)可將其與供水干管連通，作為枯水期應急備用水源，保證區(qū)域供水安全。

(6)落實境外引水。隨著縣域內(nèi)用水量的增加，需進一步強化白溪水庫常態(tài)化引水，引水規(guī)模5萬m3/d，并加大豐水期引水。另為保障象山縣遠期用水需求，需積極爭取清溪水庫引水。

4.2 保障措施下供需平衡情況

保障措施實施后，對象山水資源量供需平衡情況分析，經(jīng)計算，象山縣整體水資源供給保障能力得到有效提升，2025年生活及工業(yè)用水基本可得以滿足，但僅靠本地水源工程及白溪引水工程，2035年綜合生活和工業(yè)需水仍存在少量缺口，90%保證率下工業(yè)供水缺口799萬m3，為滿足未來的用水需求，需要通過積極爭取清溪水庫引水800萬m3予以解決。

綜上，通過以上6項水資源保障措施，可充分挖掘象山內(nèi)部水資源潛能，增加水資源利用效率，提高自身水資源供給保障能力，構建持續(xù)穩(wěn)定、集約高效的水資源供給保障格局。

表5 保障措施下象山縣生活及工業(yè)用水供需平衡計算成果 單位：萬m3/a

5 結語

現(xiàn)有供水格局條件下，隨著城鎮(zhèn)建設的推進及人口規(guī)模增加，較大的用水缺口問題將成為制約象山經(jīng)濟社會發(fā)展重要影響因素，通過管網(wǎng)改造、分質(zhì)供水、新建水源工程、已有水源擴容、小型水源連通、增大引水六大措施可有效提升區(qū)域水資源保障能力，同時針對境外引水需積極爭取清溪水庫800萬m3水量。

象山供需平衡分析成果及保障措施的提出，可為象山近5～10年水資源開發(fā)利用提供有效指導，為城市管理建設人員提供數(shù)據(jù)支撐，保障區(qū)域經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展。本文需水預測人口數(shù)據(jù)基于《象山縣域總體規(guī)劃(2018—2035)》(草案公示)，數(shù)據(jù)存在一定時效性問題。