膠東調(diào)水工程受水區(qū)水資源利用分析

馮 慧

(山東省調(diào)水工程運(yùn)行維護(hù)中心膠州管理站，山東 青島 266300)

水資源是基礎(chǔ)的自然資源，是人類生存和發(fā)展不可缺少的生命線，也是保障經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的重要?jiǎng)恿1]。我國水資源總量較多，但時(shí)空分布不均勻[2]，人均占有量僅占世界人均的1/4，而山東省膠東地區(qū)更是北方嚴(yán)重缺水的區(qū)域，人均水資源占有量不足全國的1/7[3]。膠東調(diào)水工程有效緩解了青島、煙臺(tái)、濰坊、威海4市用水緊張的局面，但同時(shí)也使得膠東地區(qū)對外調(diào)水具有較高的依賴性，當(dāng)黃河、長江等外調(diào)水源難以保障時(shí)，將嚴(yán)重威脅該地區(qū)的用水安全。因此，對膠東調(diào)水工程受水區(qū)的水資源利用狀況進(jìn)行分析研究，探討該地區(qū)的供水需水狀況，對調(diào)水工程的長期運(yùn)行發(fā)展與水資源的合理分配應(yīng)用具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 膠東調(diào)水工程概況

膠東調(diào)水工程是山東省“T”字形調(diào)水大動(dòng)脈的重要組成部分，其分為引黃濟(jì)青工程和膠東地區(qū)引黃調(diào)水工程兩部分[4]。引黃濟(jì)青工程全長252km，自打漁張經(jīng)宋莊、王耨、亭口、棘洪灘4級(jí)泵站提水進(jìn)入青島棘洪灘水庫；膠東地區(qū)引黃調(diào)水工程全長482km，利用現(xiàn)有引黃濟(jì)青輸水干線160km，自宋莊分水閘新辟輸水線路至龍口市黃水河泵站最后到達(dá)威海市米山水庫[5]。膠東調(diào)水工程的受水區(qū)主要為青島、煙臺(tái)、濰坊、威海4市，2014年4月，膠東調(diào)水工程與南水北調(diào)東線聯(lián)合運(yùn)行，膠東地區(qū)供水開始以長江與黃河為雙水源。近5a來，膠東調(diào)水工程已累計(jì)引水40億m3，為受水區(qū)的青島、煙臺(tái)、濰坊、威海4市累計(jì)配水31.9億m3，有效緩解了膠東地區(qū)水資源供需矛盾，實(shí)現(xiàn)了山東省水資源的優(yōu)化配置，為膠東地區(qū)尤其是青島、煙臺(tái)、濰坊、威海4市的經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展提供了有力保障。

2 受水區(qū)水資源利用分析

2.1 受水區(qū)水資源概況

2.1.1水資源特點(diǎn)

青島、煙臺(tái)、濰坊、威海4市位于山東省東部地區(qū)，受典型的季風(fēng)氣候影響，降水量和水資源總量年際變化幅度很大，豐水年和枯水年交替變化，連豐連枯是該地區(qū)水資源變化的主要特征。自2014年膠東調(diào)水工程與南水北調(diào)東線聯(lián)合運(yùn)行至2018年5a間，有3a為枯水年，1a為平水年，1a為豐水年。在1a內(nèi)的時(shí)間分布上，膠東地區(qū)的水資源也具有明顯的季節(jié)性特點(diǎn)，3/4的年降水量與4/5的天然徑流量都集中在汛期，特別是在7—8月；部分年份的降雨量就集中在汛期1～2次的特大暴雨中[6]。劇烈的年際變化也使得膠東地區(qū)洪澇、干旱等自然災(zāi)害頻發(fā)，水資源也難以得到充分有效的利用。

2.1.2當(dāng)?shù)厮Y源量

青島、煙臺(tái)、濰坊、威海4市當(dāng)?shù)厮Y源主要由地表水與地下水組成，由《山東省水資源綜合利用中長期規(guī)劃》可知，膠東4市地下水資源可開采量為27.96億m3，地表水資源可利用量為36.72億m3，當(dāng)?shù)厮Y源可利用量為64.68億m3[7]。

2.1.3外調(diào)水量

青島、煙臺(tái)、濰坊、威海4市的外調(diào)水主要是黃河水和長江水。正常來水年份，山東省黃河干流引水指標(biāo)為65.03億m3，南水北調(diào)東線一期調(diào)水量指標(biāo)為14.67億m3[7]，其中膠東4市的外調(diào)水量指標(biāo)見表1。

表1 膠東4市外調(diào)水量指標(biāo)表 單位：億m3

2.2 受水區(qū)水資源分析

2.2.1供水情況分析

膠東4市的供水水源包括地表水、地下水與其他水源3部分，其中地表水源由當(dāng)?shù)氐乇硭c跨流域調(diào)水組成，其他水源由海水淡化、污水處理與雨水回收等組成。當(dāng)?shù)氐乇硭茏匀坏乩砼c氣候條件影響較大，供水量變化也較大；地下水源供水量相對而言比較穩(wěn)定，但膠東地區(qū)地下水開采量已接近用水總量上限，濰坊部分地區(qū)的地下水超采嚴(yán)重，形成明顯的降落漏斗，尤其是2014—2015年膠東地區(qū)連年干旱，地下水位下降明顯，此時(shí)繼續(xù)開采地下水源對水文地質(zhì)環(huán)境與安全都會(huì)構(gòu)成威脅；其他供水水源中海水淡化等新型水資源處理方式在未來必然具有廣闊的應(yīng)用前景，但由于目前技術(shù)條件有限，應(yīng)用成本過高，暫時(shí)不能作為膠東地區(qū)主要的供水來源。因此，預(yù)計(jì)在未來較長的一段時(shí)間，外調(diào)水將會(huì)作為膠東4市重要的供水水源。

膠東4市外調(diào)水90%以上水源是黃河水與長江水。在表2中，青島作為引黃濟(jì)青工程最早的受水區(qū)，外調(diào)水占總供水量的40%～50%，為當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展提供了可靠的水源保證。濰坊是農(nóng)業(yè)大市，灌溉用水具有較大的需求量，加之工業(yè)發(fā)展較快，總需水量較大，而地下水是該市的主要供水水源，近幾年由于地下水超采嚴(yán)重，壽光市、青州市處于全省最大的淄博—濰坊地下水漏斗區(qū)[8]，用足用好外調(diào)水是濰坊市發(fā)展的主要趨勢。煙臺(tái)市和威海市現(xiàn)狀供水以當(dāng)?shù)氐乇硭偷叵滤礊橹?，地下水利用已接近用水總量控制上限，地表水目前尚有一定的開發(fā)利用潛力，外調(diào)水將作為兩市重要的補(bǔ)充水源。

2.2.2用水情況分析

由《山東省水資源公報(bào)》整理得到膠東4市2015—2018年各行業(yè)的平均用水量，見表3。由于農(nóng)業(yè)用水量占比較大，且各市農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)存在差異，因此將農(nóng)業(yè)用水分為農(nóng)田灌溉與林木漁畜兩類進(jìn)行分析。青島市人口多密度大，生活用水占比最大；煙臺(tái)市、濰坊市、威海市主要以發(fā)展農(nóng)業(yè)為主，農(nóng)田灌溉占總用水量的比重最大，其中煙臺(tái)市與威海市的林木漁畜業(yè)對水資源也具有較大的依賴性。

表2 膠東4市2015—2018年分水源供水量表 單位：億m3

表3 膠東4市2015—2018年各行業(yè)平均用水量表 單位：億m3

3 水資源利用存在問題

3.1 水資源總量不足，年際變化劇烈

膠東調(diào)水工程受水區(qū)水資源匱乏，青島、煙臺(tái)、濰坊、威海4市的水資源占有量不足全國的1/7，屬于聯(lián)合國確認(rèn)的人均占有量小于500m3的嚴(yán)重缺水的地區(qū)[9]。受水區(qū)水資源不足，分配不均，降水量、水資源量年際變化較大，水資源年內(nèi)分配具有明顯的季節(jié)性，降雨集中在汛期，春旱夏澇現(xiàn)象明顯，水資源難以得到有效的利用。

3.2 地下水開采量達(dá)上限，威脅地質(zhì)環(huán)境安全

膠東調(diào)水工程受水區(qū)中煙臺(tái)、濰坊、威海3市對地下水供水具有較高的依賴性，尤其是濰坊地區(qū)地下水供水接近總供水量的60%，地下水超采現(xiàn)象嚴(yán)重，局部地區(qū)已出現(xiàn)明顯的降落漏斗現(xiàn)象，影響地質(zhì)構(gòu)造。同時(shí)，過度開采地下水也會(huì)造成地面沉降、塌陷、沿海地區(qū)海水倒灌等危害。

3.3 黃河客水入境量逐年下降，可用水資源呈減少趨勢

短期來看，膠東4市的外調(diào)水依舊以黃河水為主，而受流域豐枯年變化以及國家西部大開發(fā)戰(zhàn)略的實(shí)施，黃河上中游的引水量將大幅增加，膠東調(diào)水工程受水區(qū)引黃水量勢必會(huì)受到影響，黃河水“可用而不可靠”[6]的現(xiàn)象已日趨明顯。

3.4 外調(diào)水輸水過程中水質(zhì)安全存在風(fēng)險(xiǎn)

膠東調(diào)水工程受水區(qū)外調(diào)水大多采用明渠輸水，受外部環(huán)境與人為因素影響較大，突發(fā)水污染風(fēng)險(xiǎn)種類、數(shù)量也較多，一旦發(fā)生水污染問題，治理起來極為困難[10]。如2016年青島棘洪灘水庫出現(xiàn)了植物瘋長的現(xiàn)象，嚴(yán)重影響了水庫水質(zhì)安全，對青島地區(qū)的調(diào)水輸水造成了一定威脅。

3.5 水資源緊缺與水資源浪費(fèi)現(xiàn)象并存

膠東4市一方面水資源比較緊缺，另一方面也存在水資源利用粗放低效等問題，無形中造成了大量浪費(fèi)。受水區(qū)的煙臺(tái)、濰坊、威海3市皆為農(nóng)業(yè)大市，濰坊壽光更有“中國菜都”的稱號(hào)，農(nóng)業(yè)用水占總用水量比重較大。目前，膠東地區(qū)的農(nóng)業(yè)灌溉方式依舊以傳統(tǒng)的地面漫灌為主，水資源利用系數(shù)不到0.6，而發(fā)達(dá)國家的水資源有效利用系數(shù)為0.7～0.8。工業(yè)用水也有可提升改進(jìn)的空間，目前工業(yè)用水的重復(fù)利用率為50%，而發(fā)達(dá)國家為75%～85%[11]。

4 對策與建議

4.1 提高外調(diào)水尤其是長江水的使用比例

就目前供水情況而言，膠東4市地下水利用已達(dá)到較高水平，進(jìn)一步開發(fā)利用的潛力不大，提高外調(diào)水的使用比例是受水區(qū)水資源可持續(xù)發(fā)展的重要趨勢。短期來看，受水區(qū)的外調(diào)水依舊以黃河水為主，但隨著黃河下游水量的逐年減少和南水北調(diào)東線工程的持續(xù)完善，長江水將會(huì)成為受水區(qū)重要的供水水源之一。

4.2 加強(qiáng)外調(diào)水輸水過程中水質(zhì)安全管理

外調(diào)水目前已占青島等工程沿線城市供水量的50%左右，供水水質(zhì)安全對受水區(qū)城市發(fā)展與居民生產(chǎn)生活具有重要影響。調(diào)水過程中，要加強(qiáng)對輸水渠道兩岸的管理，防止污染源進(jìn)入；利用科學(xué)、自動(dòng)化設(shè)備快速、及時(shí)監(jiān)測水質(zhì)，促使水質(zhì)保護(hù)工作端口前移[12- 13]，將隱患消滅在萌芽階段；同時(shí)也要繼續(xù)完善應(yīng)急預(yù)案體系，根據(jù)《山東省膠東調(diào)水工程調(diào)水突發(fā)事件應(yīng)急預(yù)案》和《突發(fā)性水污染事件應(yīng)急處置方案》妥善處理各類水污染突發(fā)事件。

4.3 實(shí)施節(jié)水工程，加強(qiáng)水資源循環(huán)利用

膠東4市尤其是青島地區(qū)對外調(diào)水依賴程度較高，當(dāng)黃河、長江等外調(diào)水源難以保障時(shí)，將嚴(yán)重威脅該地區(qū)的用水安全，因此在注重“開源”的同時(shí)更要注重“節(jié)流”。受水區(qū)中農(nóng)業(yè)是用水大戶，節(jié)水潛力最大，應(yīng)大力推廣農(nóng)業(yè)綜合節(jié)水措施，提高灌溉水利用系數(shù)。以傳統(tǒng)的地面漫灌為例，由于渠道滲漏、田間滲漏與蒸發(fā)等因素影響，真正被農(nóng)作物利用的只有灌溉總水量的1/3左右[14- 15]。在工業(yè)用水方面，需要積極采用先進(jìn)的工藝和技術(shù)，改變生產(chǎn)用水方式，提高水的循環(huán)利用率及回用率。城市生活用水方面要加強(qiáng)居民的生活節(jié)水意識(shí)，促進(jìn)水資源循環(huán)利用，實(shí)施雨洪資源利用工程建設(shè)，加大對海水淡化、再生水等非常規(guī)水資源的開發(fā)利用[16]。