湛江市水資源合理配置探析

謝麗莉,徐輝榮,劉建梅,李佩怡

(廣東省水利電力勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司，廣州 510635)

1 概述

湛江市位于廣東省西南部，東瀕南海，南隔瓊州海峽與海南省相望，西臨北部灣，背靠大西南，是環(huán)北部灣和粵西地區(qū)中心城市，廣東對(duì)接?xùn)|盟的先行區(qū)。根據(jù)2017年10月廣東省人民政府印發(fā)的《廣東省沿海經(jīng)濟(jì)帶綜合發(fā)展規(guī)劃(2017—2030年)》[1]，湛江被賦予“省域副中心城市”的新定位，將迎來(lái)千載難逢的發(fā)展機(jī)遇，同時(shí)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的又快又好發(fā)展對(duì)水資源保障提出更高要求。

湛江市水資源稟賦條件較差，時(shí)空分布不均，境內(nèi)發(fā)育的河流源短流急，蓄集條件較差。要解決湛江市相對(duì)短缺的水資源與經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展不斷增加的用水需求之間的矛盾，在強(qiáng)化節(jié)水和水資源保護(hù)的前提下，跨流域調(diào)水是根本出路。《珠江流域綜合規(guī)劃(2012—2030年)》《廣東省水資源綜合規(guī)劃(2013—2030年)》《廣東省粵西地區(qū)供水規(guī)劃》等均提出從西江調(diào)水解決湛江市缺水問題。2016年至今，珠江水利委員會(huì)聯(lián)合廣東、廣西兩省有關(guān)部門，提出《環(huán)北部灣水資源配置工程總體方案》，此總體方案推薦通過環(huán)北部灣廣東水資源配置工程將西江水調(diào)至湛江市解決當(dāng)?shù)厝彼畣栴}[2]。本文從湛江市本地水資源供需平衡出發(fā)，分析研究基于跨流域調(diào)水的湛江市水資源合理配置，為實(shí)現(xiàn)湛江市經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展提供基礎(chǔ)支撐。

2 湛江市水資源及其開發(fā)利用現(xiàn)狀

湛江市地形以平原臺(tái)地為主，來(lái)自西太平洋和南海的過路水汽為降雨的主要來(lái)源，由于地勢(shì)單一平緩，造雨能力差，多年平均降雨量在1 200～1 700 mm之間。另外，降雨時(shí)空分布不均，北部地區(qū)降雨和地表水資源比南部地區(qū)多。由于降雨量相對(duì)較少，且氣溫高，日照強(qiáng)，促使地面和路面蒸發(fā)量均較大，多年平均干旱指數(shù)達(dá)0.9～1.0，為全省最大，雷州半島西南部甚至超過1.0[3]。

湛江市多年平均地表水資源量為89.50億m3，境內(nèi)發(fā)育的河流眾多，但多數(shù)源短流急，蓄集水資源條件較差。集水面積1 000 km2以上的河流有九洲江、鑒江、南渡河、遂溪河，其余均較小。已建3座大型水庫(kù)，分別為九洲江的鶴地水庫(kù)和長(zhǎng)青水庫(kù)、大水橋河的大水橋水庫(kù)，興利庫(kù)容分別為4.99億m3、0.77億m3、0.91億m3，目前3大水庫(kù)承擔(dān)的農(nóng)業(yè)灌溉任務(wù)較重，灌溉之外可用于生活工業(yè)的水量極其有限。

境內(nèi)地下水資源較為豐富，多年平均地下水資源量為28.68億m3，除各縣(市、區(qū))中心城區(qū)外的大部分區(qū)域生活生產(chǎn)均以地下水為主要水源。2019年地下水供水量為5.98 億m3，其中生活工業(yè)地下水用水量為 2.83億m3，占生活工業(yè)總用水量的46.8%。但近年來(lái)，根據(jù)相關(guān)水質(zhì)檢測(cè)資料，湛江市地下水受原生地質(zhì)與次生環(huán)境污染，大部分水質(zhì)不達(dá)標(biāo)，不宜作為生活飲用水源，同時(shí)存在由于過度開采而產(chǎn)生的超采問題。

湛江市多年平均水資源總量為91.91億m3,人均水資源量?jī)H1 249 m3/人(按2019年常住人口計(jì))，低于國(guó)際公認(rèn)的水資源緊張警戒線1 700 m3/人。2019年總水資源量為80.33億m3，全市用水量為25.34億m3，水資源開發(fā)利用率達(dá)31.5%，是粵西地區(qū)水資源開發(fā)利用率最高的地級(jí)市。

3 湛江市需水預(yù)測(cè)

2019年是湛江平水偏枯年份，作為基準(zhǔn)年。根據(jù)《水資源規(guī)劃規(guī)范》(GB/T 51051—2014)、《水資源供需預(yù)測(cè)分析技術(shù)規(guī)范》(SL 429—2008)、《廣東省用水定額》(DB 44T1461—2014)、《廣東省一年三熟灌溉定額》等，采用定額法預(yù)測(cè)湛江市2035年河道外需水量[4]。

2009—2019年，湛江市人口增長(zhǎng)率為3.4‰～10‰，按平均增長(zhǎng)率法，2019—2035年人口年均增長(zhǎng)率取6.1‰。2019年城鎮(zhèn)綜合生活用水定額為246 L/(人·d)，2035年城鎮(zhèn)綜合生活用水定額考慮一定增長(zhǎng)，為276 L/(人·d)；根據(jù)《廣東省用水定額》(DB44 T1461—2014)，農(nóng)村生活用水定額為140 L/(人·d)；由此預(yù)測(cè)2035年湛江市生活需水量為6.99億m3。

根據(jù)《湛江市城市總體規(guī)劃》，并考慮工業(yè)現(xiàn)狀和發(fā)展情況，2019—2035年工業(yè)增加值年均增長(zhǎng)率取7.9%。2035年萬(wàn)元工業(yè)增加值用水量預(yù)測(cè)值為 13 m3/萬(wàn)元，湛江市工業(yè)需水量為4.06億m3。

湛江市農(nóng)田灌溉面積按有效灌溉面積23.17萬(wàn)hm2，灌溉水利用系數(shù)為0.61。因此，湛江市P=50%、P=75%、P=90%來(lái)水頻率下河道外總需水量分別為30.53億m3、33.55億m3、36.92億m3，2035年各縣(市、區(qū))需水量預(yù)測(cè)成果見表1。

表1 湛江市2035年需水預(yù)測(cè)成果 億m3

4 湛江市水資源配置模型及方案

4.1 水資源配置模型搭建

本次采用MIKEBASIN搭建湛江市水資源配置模型，模型由河流水系，蓄水工程、引提水工程、調(diào)水工程等水源工程，以及用水戶組成配置網(wǎng)絡(luò)[5]。河流水系包括九洲江、鑒江、南渡河、遂溪河、大水橋河、龍門河等，大中型蓄水工程、引提水工程、調(diào)水工程單獨(dú)調(diào)算，小型水源工程按功能任務(wù)、調(diào)蓄能力等分區(qū)域打包[6]。用水戶供水次序?yàn)椋荷鷳B(tài)環(huán)境、生活、工業(yè)、農(nóng)業(yè)。

4.2 水資源配置方案

按2035年經(jīng)濟(jì)社會(huì)情勢(shì)下的需水要求，計(jì)算分析本地水資源條件和西江調(diào)水后湛江市水資源配置兩個(gè)方案。

方案一：本地水資源配置方案。湛江市現(xiàn)狀供水體系以鶴地水庫(kù)為中心，通過雷州青年運(yùn)河輻射至南渡河以北大部分區(qū)域，其他區(qū)域由鑒江、九洲江、遂溪河、南渡河、大水橋河等水源覆蓋。市轄區(qū)、廉江市、遂溪縣中心城區(qū)供水水源主要為雷州青年運(yùn)河，雷州市主水源為南渡河，徐聞縣為大水橋水庫(kù)，大部分村鎮(zhèn)區(qū)域以地下水為主水源?；诂F(xiàn)狀供水布局，考慮加大污水治理回用和海水淡化等非常規(guī)水源利用[7]，同時(shí)計(jì)入處于設(shè)計(jì)階段的紅星水庫(kù)和合流水庫(kù)擴(kuò)建工程，地下水根據(jù)《廣東省地下水保護(hù)與利用規(guī)劃》適量用于農(nóng)業(yè)和工業(yè)[8]。湛江市本地水資源配置網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)示意見圖1。

圖1 湛江市本地水資源配置網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)示意

方案二：西江調(diào)水后水資源配置方案。西江調(diào)水后，湛江市生活工業(yè)以西江調(diào)水、九洲江、鑒江、大水橋水庫(kù)等為主要水源，輔以再生水回用、海水淡化等非常規(guī)水源，農(nóng)業(yè)灌溉以本地水資源為主，以保障區(qū)域內(nèi)用水需求。全市主要分為西江調(diào)水供水區(qū)、九洲江供水區(qū)、鑒江供水區(qū)、南渡河及南部供水區(qū)四大片區(qū)。

西江調(diào)水供水區(qū)：西江調(diào)水進(jìn)入鶴地水庫(kù)后統(tǒng)一調(diào)配，通過管道輸水至湛江市。主要供水對(duì)象為市轄區(qū)、廉江市市區(qū)及周邊、遂溪縣、雷州市、徐聞縣等區(qū)域的生活工業(yè)用水戶。從鶴地水庫(kù)取水后輸水至合流水庫(kù)，沿途為湛江市廉江市、遂溪縣、市轄區(qū)分水，再?gòu)暮狭魉畮?kù)輸水至南渡河南岸，與南渡河引水工程銜接，沿途為太平產(chǎn)業(yè)園、雷州經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)、雷州市分水。

九洲江供水區(qū)：以九洲江干支流、長(zhǎng)青水庫(kù)為主要水源，保障九洲江中下游區(qū)域用水需求；鶴地水庫(kù)本地水源主要承擔(dān)雷州青年運(yùn)河灌區(qū)的灌溉任務(wù)[9]。

鑒江供水區(qū)：按照鑒江流域分水方案，滿足吳川市生產(chǎn)生活用水需求，并以鑒江供水樞紐為水源，調(diào)至東海島，解決鋼鐵基地、中科煉化等企業(yè)用水和其他生活工業(yè)用水需求[10-11]。

南渡河及南部供水區(qū)：實(shí)施南渡河引水工程，從南渡河取水，并銜接西江調(diào)水管道，將西江、南渡河水資源沿途輸送至雷州市龍門水庫(kù)、余慶橋水庫(kù)，最終交至徐聞縣大水橋水庫(kù)，解決雷州半島西南部資源型缺水問題[12]。

西江調(diào)水后湛江市水資源配置網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)示意見圖2。

圖2 西江調(diào)水后湛江市水資源配置網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)示意

5 水資源配置成果

5.1 方案一：本地水資源配置方案

基于本地水資源分布情況和現(xiàn)狀供水布局，考慮新增供水工程，進(jìn)行水資源配置。湛江市多年平均供需平衡成果見表2，由表2可知，2035年湛江市多年平均總?cè)彼窟_(dá)7.16億m3，缺水率達(dá)23.5%。除吳川市外各縣(市、區(qū))均存在缺水問題，市轄區(qū)缺水量最大，為2.79億m3，缺水率達(dá)38.3%；雷州市、廉江市、徐聞縣、遂溪縣缺水量分別為1.45億m3、1.14億m3、0.93億m3、0.81億m3，缺水率分別為25.4%、18.4%、23.7%、21.4%。

表2 湛江市2035水平年本地水資源供需平衡成果(多年平均) 億m3

5.2 方案二：西江調(diào)水后水資源配置方案

西江調(diào)水后水資源配置遵循節(jié)水優(yōu)先、河流生態(tài)優(yōu)先、本地水優(yōu)先、近水近用、高水高用、優(yōu)水優(yōu)用等原則[13]。由于西江可調(diào)水序列的不均勻性，將西江水調(diào)入鶴地水庫(kù)進(jìn)行調(diào)蓄后輸送至湛江市受水區(qū)。根據(jù)大藤峽水利樞紐工程調(diào)節(jié)后思賢滘斷面流量系列，充分考慮西北江三角洲生態(tài)、壓咸和供水要求以及環(huán)北部灣水資源配置工程其他城市的取水，得到供給湛江市的西江可調(diào)水序列[14]。

將西江可調(diào)水序列加入湛江市水資源配置模型，調(diào)整用水戶，試算滿足湛江市2035年用水需求的西江調(diào)水流量為27 m3/s。2035年西江調(diào)水后湛江市水資源配置成果見表3、表4。全市需水量為30.50億m3，西江供水6.62億m3，當(dāng)?shù)厮Y源供水22.26億m3，非常規(guī)水源供水1.08億m3，全市缺水量為0.54億m3。調(diào)水后各縣(市、區(qū))生活工業(yè)供水月保證率可達(dá)97%以上，多年平均缺水量在0.01億～0.04億m3之間；農(nóng)業(yè)灌溉年保證率能達(dá)到灌區(qū)設(shè)計(jì)要求，多年平均缺水量在0.01億～0.26億m3之間?？梢姡鹘{(diào)水后，湛江市缺水問題將得到較大程度解決。

表3 西江調(diào)水后湛江市2035水平年水資源配置成果(多年平均，按水源) 億m3

表4 西江調(diào)水后湛江市2035水平年水資源配置成果(多年平均，按用戶) 億m3

6 結(jié)語(yǔ)

1) 湛江市水資源條件較差，時(shí)空分布不均，多年平均水資源總量為91.91億m3，人均水資源量低，本地水資源開發(fā)利用率高，并存在地下水超采問題。

2) 經(jīng)預(yù)測(cè)，2035年湛江市生活需水量為 6.99億m3，工業(yè)需水量為4.06億m3，50%、75%、90%來(lái)水頻率下總需水量分別為30.53億m3、33.55億m3、36.92億m3。

3) 湛江市本地水資源不足以支撐經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展，2035水平年多年平均缺水量為7.16億m3，缺水率達(dá)23.5%，除吳川市外各縣(市、區(qū))均存在缺水問題。通過環(huán)北部灣廣東水資源配置工程從西江調(diào)水至湛江市，全市分為西江調(diào)水供水區(qū)、九洲江供水區(qū)、鑒江供水區(qū)、南渡河及南部供水區(qū)四大片區(qū)進(jìn)行水資源配置，配置后各縣(市、區(qū))生活工業(yè)、農(nóng)業(yè)、生態(tài)供水保證率均能達(dá)到要求，全市多年平均缺水量?jī)H為0.54億m3，可滿足經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的用水需求，將較大程度解決當(dāng)?shù)厝彼畣栴}。