山東半島藍(lán)色經(jīng)濟(jì)區(qū)水系連通模式研究

張澤玉，王金山 ，高月奎，郭小雅 ，顧 偉

（1.山東省膠東調(diào)水局,250100,濟(jì)南；2.山東省水利勘測設(shè)計(jì)院,250013,濟(jì)南；3.寧夏回族自治區(qū)水利廳灌溉管理局,750003,銀川）

維護(hù)合理的水系格局、良好的河湖水系連通性，是確保河流自身發(fā)展的需要，也是促進(jìn)人水和諧發(fā)展的重要途徑和手段。山東半島藍(lán)色經(jīng)濟(jì)區(qū)屬于典型的資源性缺水地區(qū)，隨著工農(nóng)業(yè)用水需求的不斷增大，城鄉(xiāng)供水頻頻告急，可以說，水資源仍是當(dāng)前乃至將來制約該區(qū)社會(huì)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的瓶頸。通過河湖水系連通，對建立多類型、多水源相互連通的供水網(wǎng)絡(luò)，優(yōu)化水資源配置格局具有重要作用。

一、山東半島藍(lán)色經(jīng)濟(jì)區(qū)基本概況、水系連通現(xiàn)狀及存在問題

1.山東半島地形地貌分區(qū)

根據(jù)山東半島各區(qū)域地形特點(diǎn)，可分為膠東低山丘陵區(qū)、魯中南低山丘陵區(qū)、黃河沖積平原區(qū)三個(gè)主要分區(qū)。大致以小清河、膠萊河為分界線：小清河以北地區(qū)為黃河沖積平原，地面坡度平緩，一般在 1/12 000～1/20 000，微地貌變化較大；小清河以南、膠萊河以西地區(qū)屬魯中南低山丘陵區(qū)，是以山地丘陵為骨架、平原盆地交錯(cuò)環(huán)列其間的地形地貌；膠萊河以東為膠東低山丘陵區(qū)，三面環(huán)海，中部有偉德山、昆崳山、艾山、大澤山等橫亙東西，為膠東地區(qū)分水嶺，并向四周輻射，地形分為低山丘陵、山前平原、濱海平原。

2.水資源概況及各分區(qū)水資源特征

山東半島藍(lán)色經(jīng)濟(jì)區(qū)多年平均年降水量696.7 mm，多年平均當(dāng)?shù)厮Y源總量111.31億m3，占全省水資源總量的36.73%，水資源可利用總量70.39億m3，人均占有當(dāng)?shù)厮Y源量僅為367.86 m3。從人均水資源量上看，該區(qū)屬資源性嚴(yán)重缺水地區(qū)。

（1）膠東低山丘陵區(qū)

該區(qū)主要包括青島、煙臺(tái)、威海三市，水系多為季風(fēng)區(qū)雨源型河流。河床比降大，源短流急，暴漲暴落。徑流量受季節(jié)影響差異較大，枯水季節(jié)多斷流。水資源危機(jī)主要表現(xiàn)為水資源短缺及開發(fā)利用程度過高，水資源利用效率較低、污染嚴(yán)重等。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，經(jīng)濟(jì)社會(huì)需水量持續(xù)增加，水資源不足已經(jīng)成為該地區(qū)經(jīng)濟(jì)增長與社會(huì)發(fā)展最主要的制約因素。膠東調(diào)水工程、南水北調(diào)工程等外調(diào)水工程將從根本上解決該地區(qū)的水資源短缺問題，也將對該地區(qū)水資源優(yōu)化配置起到重要而不可替代的作用。

（2）魯中南低山丘陵區(qū)

該區(qū)涉及濰坊西南部、日照，區(qū)域多為石灰?guī)r、頁巖、花崗巖、變質(zhì)巖。石灰?guī)r、頁巖區(qū)山坡陡峭,地面坡度一般在30°以上，喀斯特發(fā)育，土層薄,地少人多，耕墾指數(shù)高，暴雨集中，年侵蝕模數(shù)1 000～3 000 t/km2；花崗巖、變質(zhì)巖區(qū)地面坡 15°～35°，土層瘠薄，林木稀少，耕墾指數(shù)高，多為順坡耕種，土地砂粒化嚴(yán)重,年侵蝕模數(shù)3 000～4 000 t/km2,是全省水土流失最嚴(yán)重的地區(qū)。區(qū)域河流密集，水系眾多。境內(nèi)流域面積在50 km2以上的河流主要有濰河、彌河、白浪河、南北膠萊河和小清河等五大水系。

（3）黃河沖積平原區(qū)

該區(qū)主要包括東營區(qū)、河口區(qū)，廣饒、利津、墾利縣及濱州市的無棣、沾化2個(gè)沿?？h。該區(qū)域位于小清河以北，沉積物為粉砂、細(xì)砂、黏土、亞黏土，為咸水區(qū)。

黃河水是區(qū)域內(nèi)最主要的可利用客水資源，具有徑流量年際變化大、年內(nèi)分配不均、含沙量大等特點(diǎn)。除黃河外共有骨干排水河道30條，其中流域面積100 km2以上的河道26條。河網(wǎng)區(qū)河流多呈網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，河道比降較小，大部分中小河流流速緩慢，自凈能力和納污容量有限，部分河道淤積嚴(yán)重；城市集中，人口密集，排污量大，水體污染比較嚴(yán)重，水質(zhì)性缺水問題突出。根據(jù)區(qū)域供水分析成果，近9年平均引黃水量占平均總供水量的1/4多，黃河水在供水結(jié)構(gòu)中的地位舉足輕重，用足用好黃河水對區(qū)域供水安全具有重要意義。

3.水系連通現(xiàn)狀

針對水資源短缺、時(shí)空分布不均的狀況，從20世紀(jì)80年代開始，區(qū)域內(nèi)實(shí)施了一批跨流域、跨區(qū)域水資源調(diào)配工程。1989年引黃濟(jì)青工程建成通水。進(jìn)入21世紀(jì)，南水北調(diào)山東段主體工程、膠東調(diào)水工程基本貫通，山東“T”字形調(diào)水大動(dòng)脈已現(xiàn)雛形。區(qū)域內(nèi)建設(shè)了眾多平原水庫及河道攔蓄工程（水庫、閘壩等）。據(jù)統(tǒng)計(jì)，區(qū)域內(nèi)流域面積大于300 km2的河流共64條；大于1 000 km2的河流共25條。建成大中小型水庫3 722座，總庫容98.9億m3，設(shè)計(jì)灌溉面積1 048萬畝（15 畝=1 hm2，下同），設(shè)計(jì)年供水量30.54億m3。各類攔河閘壩393座,設(shè)計(jì)蓄水量 5.96億m3。目前，區(qū)域內(nèi)青島、濰坊、日照等市的區(qū)域性水網(wǎng)框架已基本建成，為實(shí)現(xiàn)區(qū)域內(nèi)水資源科學(xué)調(diào)度及優(yōu)化配置奠定了基礎(chǔ)，水資源調(diào)配和保障能力得到提升。

4.目前水系連通存在的主要問題

山東半島藍(lán)色經(jīng)濟(jì)區(qū)經(jīng)濟(jì)較為發(fā)達(dá)，水資源開發(fā)強(qiáng)度相對較高，河湖水系及其連通狀況演變較為劇烈且影響深遠(yuǎn)。當(dāng)前區(qū)域河湖水系及其連通狀況存在的問題主要表現(xiàn)在以下三個(gè)方面：

一是水資源承載能力和配置能力偏低。隨著該區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展，現(xiàn)狀河湖水系及其水資源分布與經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的要求不匹配，難以適應(yīng)今后發(fā)展的需要。主要原因是區(qū)內(nèi)水資源連通工程網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)尚未打通，南水北調(diào)、膠東調(diào)水等骨干配套工程建設(shè)尚未完成，水資源調(diào)控能力仍比較薄弱；由于缺乏必要連通工程，導(dǎo)致部分水庫水資源未能得到充分利用，造成資源浪費(fèi)；部分區(qū)域水資源開發(fā)利用工程特別是雨洪水資源利用工程仍是短板。

二是水災(zāi)害威脅依然嚴(yán)峻。主要原因是各種人類活動(dòng)削弱了河道與兩岸低洼地、湖泊濕地的連通性，洪澇水蓄泄空間與河湖連通通道受阻；河道淤積、萎縮嚴(yán)重，難以安全承泄流域洪水等。

三是水生態(tài)環(huán)境承載能力較低。主要原因是圍墾開發(fā)等擠占河流湖泊，河湖面積大幅度下降，河湖生態(tài)功能退化；不少河流生態(tài)環(huán)境用水?dāng)D占嚴(yán)重；部分地區(qū)地下水開采過度，形成了以城市水源地等為中心的地下水漏斗區(qū)等。

二、山東半島水系連通模式

1.山東半島水系連通分區(qū)

從地形地貌及水資源特征可以看出，不同區(qū)域的河湖水系水文特征差別很大，水系連通性本質(zhì)上受流域(區(qū)域)水循環(huán)背景條件和過程影響，而水循環(huán)背景條件和過程與區(qū)域地理特征和水資源特征密切相關(guān)。同樣，區(qū)域水資源、地形地貌特點(diǎn)也決定了河湖水系連通實(shí)施的基礎(chǔ)條件。因此，本研究根據(jù)半島區(qū)域水資源、地形地貌特點(diǎn)將半島分為以下三個(gè)區(qū)域，不同區(qū)域?qū)?yīng)不同的水系連通模式（以地形分區(qū)命名），分區(qū)：魯中南低山丘陵區(qū)，所屬水資源分區(qū)為沂沭泗河區(qū)，河流多為山溪性河流；黃河沖積平原區(qū)，所屬水資源分區(qū)為黃河區(qū)，河流多為平原性河流；膠東低山丘陵區(qū)，所屬水資源分區(qū)山東半島沿海諸河區(qū)，河流多為山溪性河流。

2.膠東低山丘陵區(qū)水系連通模式

根據(jù)區(qū)域不同水資源特性，確定不同連通目標(biāo)，進(jìn)而采用不同的連通工程組合，分別形成具備區(qū)域特色的連通模式。

（1）膠東低山丘陵區(qū)

本區(qū)域水系連通模式為：依托現(xiàn)有水系以及膠東調(diào)水工程、南水北調(diào)工程等跨區(qū)域調(diào)水工程，以山丘區(qū)水庫為調(diào)蓄節(jié)點(diǎn)，閘、壩為控制工程，重點(diǎn)實(shí)施跨區(qū)域調(diào)水工程與現(xiàn)有水系連通,充分發(fā)揮跨流域調(diào)水工程對本地水系的補(bǔ)充和輻射作用，同時(shí)建設(shè)流域綜合治理工程、水庫工程、雨洪資源利用工程，充分利用現(xiàn)有水資源。

①以跨區(qū)域調(diào)水工程為核心的水系連通。基于一定的連通技術(shù)和調(diào)度準(zhǔn)則，通過建設(shè)渠道、壓力管道作為輸水工程，新建、擴(kuò)容水庫作為輸配水樞紐工程，將膠東調(diào)水、南水北調(diào)跨區(qū)域調(diào)水工程與現(xiàn)有水系互通互連，同時(shí)加強(qiáng)區(qū)域內(nèi)水資源的流通、輸送和補(bǔ)給，實(shí)現(xiàn)外調(diào)水和本地水的優(yōu)化配置，提高水資源調(diào)度配置能力，緩解缺水區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)用水和生態(tài)環(huán)境用水壓力。

②調(diào)蓄節(jié)點(diǎn)工程（連通節(jié)點(diǎn)）。對獨(dú)流入海水系開展流域綜合治理，加強(qiáng)水土保持工作，增加植被涵養(yǎng)水源；在此基礎(chǔ)上修建水庫、塘壩、攔河閘壩等攔蓄水工程，攔蓄地表徑流，充分利用雨洪資源，增加流域洪水資源利用量。

③水資源綜合利用。各地探索出了許多開發(fā)地表水資源行之有效的模式與思路，其中，煙臺(tái)市開創(chuàng)的黃水河流域“上游修水庫、中游層層攔補(bǔ)、下游建地下水庫”的沿海河流綜合治理開發(fā)模式，青島市探索出的大沽河流域“上游修建水庫、中游建設(shè)攔河閘壩、下游建設(shè)地下水水源地”的流域洪水資源綜合開發(fā)模式，為濱海地區(qū)河流開發(fā)利用洪水資源、防止海水入侵、改善流域生態(tài)環(huán)境提供了可資借鑒的經(jīng)驗(yàn)。

（2）魯中南低山丘陵區(qū)

本區(qū)域水系連通模式為：以區(qū)域現(xiàn)有骨干水系為基礎(chǔ)，引黃濟(jì)青工程、南水北調(diào)工程等跨流域工程為補(bǔ)充，山丘區(qū)水庫為調(diào)蓄節(jié)點(diǎn)，在跨流域調(diào)水工程與本地水系連通基礎(chǔ)上，重點(diǎn)開展區(qū)域內(nèi)現(xiàn)有水系連通，同時(shí)大力推動(dòng)雨洪資源利用、河道綜合治理工程建設(shè)。實(shí)現(xiàn)集地表水、地下水、外調(diào)水、非常規(guī)水四種水源聯(lián)合調(diào)度。

①以區(qū)域內(nèi)河網(wǎng)連通為主。根據(jù)區(qū)域水系和水利工程的現(xiàn)狀和特點(diǎn)，依托彌河、白浪河、濰河、汶河、小清河現(xiàn)有水系，以及引黃濟(jì)青工程、南水北調(diào)工程調(diào)水大動(dòng)脈，以現(xiàn)有或規(guī)劃大中型水庫為調(diào)蓄樞紐，通過開挖河道、建設(shè)調(diào)水干渠、開鑿調(diào)水隧洞、鋪設(shè)輸水管道、建設(shè)泵站等措施，實(shí)施區(qū)域內(nèi)水系貫通，逐步建構(gòu)區(qū)域多級水系網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)區(qū)域內(nèi)水量聯(lián)合調(diào)配，為實(shí)施地表水資源優(yōu)化配置創(chuàng)造條件。

②調(diào)蓄節(jié)點(diǎn)工程。新建、改擴(kuò)建部分水庫、攔河閘（壩）等蓄水工程，充分利用雨洪水資源，增加河道、水庫蓄水能力，作為水系中調(diào)蓄節(jié)點(diǎn)工程。結(jié)合小型農(nóng)田水利工程建設(shè)、小流域綜合治理和河道綜合治理工程，建設(shè)塘壩、河道攔河壩、池窖、河道濕地和小型集雨設(shè)施等，以充分?jǐn)r蓄雨洪水資源。在山地丘陵區(qū)重點(diǎn)建設(shè)小塘壩、池窖等；在平原區(qū)重點(diǎn)建設(shè)河道攔河壩、坑塘等；在濱海區(qū)重點(diǎn)建設(shè)河道入海河口濕地等，有效增加地表水供水量。

③河道綜合治理。包括河道清淤、疏浚、堤坡加固、邊坡整治、護(hù)岸、攔河壩、河道建筑物等，以提高河道防洪標(biāo)準(zhǔn)，保護(hù)城鎮(zhèn)和重要設(shè)施安全。注重采用新的河道治理理念，摒棄以往截彎取直和全斷面襯砌的治河方法，盡量打造近自然型生態(tài)河道，擴(kuò)大河道濕地面積；將城區(qū)段河道建設(shè)成為生態(tài)景觀河道，實(shí)現(xiàn)防洪效益、供水效益、生態(tài)景觀效益、水文化效益等多重效益的和諧統(tǒng)一。

（3）黃河沖積平原區(qū)

本區(qū)域水系連通模式為：重點(diǎn)依托現(xiàn)有引黃骨干渠道，膠東調(diào)水工程、南水北調(diào)工程跨流域調(diào)水工程為補(bǔ)充，新建連通工程或?qū)ΜF(xiàn)有渠系進(jìn)行疏通和優(yōu)化改造，以平原水庫為調(diào)蓄節(jié)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)區(qū)域內(nèi)外水系相互連通,同時(shí)大力推進(jìn)河道生態(tài)治理和環(huán)海生態(tài)防線建設(shè)，形成以長江水、黃河水、當(dāng)?shù)厮叭B通”的現(xiàn)代水網(wǎng)體系。逐步實(shí)現(xiàn)水資源在時(shí)間、空間以及部門間的合理分配，達(dá)到水資源優(yōu)化配置、高效可持續(xù)利用。

①以引黃骨干渠道為核心的連通工程。重點(diǎn)依托現(xiàn)有引黃骨干渠道，新建或?qū)ΜF(xiàn)有渠系進(jìn)行疏通和優(yōu)化改造，充分利用膠東調(diào)水、南水北調(diào)等跨流域調(diào)水工程的連通作用，以現(xiàn)有湖泊、已建和規(guī)劃的平原水庫工程為調(diào)蓄節(jié)點(diǎn)，通過“點(diǎn)、線”將引黃工程、跨流域調(diào)水工程與境內(nèi)水系連通，構(gòu)建區(qū)域內(nèi)輸、蓄、泄、供暢通的水系連通工程體系。

②調(diào)蓄節(jié)點(diǎn)工程。對現(xiàn)有水庫統(tǒng)一規(guī)劃整合，建設(shè)完善骨干調(diào)蓄水庫、攔河閘壩，提高水利工程的綜合效益和水資源的綜合利用率。

③河道生態(tài)治理工程。結(jié)合水系連通工程建設(shè)，提高平原地區(qū)水網(wǎng)的連通度和流通度，加強(qiáng)水體之間的交換流動(dòng)，促進(jìn)水質(zhì)改善；修建攔水堰形成連續(xù)水面，修建攔蓄水閘，提高河道蓄水能力，增加水面面積；對水生態(tài)環(huán)境污染的徒駭河、土馬沙河，以及楊集干溝、杜家干溝等5條排澇干溝，通過疏浚河道、人工濕地、生態(tài)浮島等生態(tài)修復(fù)措施，結(jié)合平原水庫建設(shè)，將月湖、明湖、鏡湖建設(shè)成生態(tài)湖區(qū)。

[1]李原園,等.水資源可持續(xù)利用與河湖水系連通[R].2012年中國水利學(xué)會(huì)年會(huì)特邀報(bào)告,2012.

[2]山東省發(fā)展和改革委員會(huì)，山東省水利廳.山東省水資源綜合規(guī)劃[R].2007.

[3]第一次水利普查山東省領(lǐng)導(dǎo)小組辦公室.第一次全國水利普查山東省水利工程基本情況普查成果報(bào)告[R].2013.

[4]夏軍,等.河湖水系連通特征及其利弊[J].地理科學(xué)進(jìn)展,2012（1）.

[5]竇明，張遠(yuǎn)東，張亞洲，等.淮河流域水系連通狀況評估 [J].中國水利，2013（9）.

[6]魯帆,趙靜.河湖水系連通的基本準(zhǔn)則與評判指標(biāo)芻議 [J].中國水利，2013（9）.

[7]徐宗學(xué),龐博.科學(xué)認(rèn)識(shí)河湖水系連通問題[J].中國水利，2011（16）.

[8] 馮順新,李海英,李翀,王俊娜.河湖水系連通影響評價(jià)指標(biāo)體系研究Ⅰ——指標(biāo)體系及評價(jià)方法[J].中國水利水電科學(xué)研究院學(xué)報(bào)，2014（4）.

[9]方曙祥.池州市主城區(qū)河湖水系貫通的對策與成效[J].中國水利，2011（10）.