齊河縣水資源配置工程規(guī)劃與供水量預(yù)測(cè)分析

吳振成

(山東省德州市齊河縣水利局,山東 德州 251100)

0 引言

供水量指各種水源工程為用戶(hù)提供的包括用水輸水損失在內(nèi)的毛水量。按取水水源分為地表水源供水量、地下水源供水量和非常規(guī)水供水量等三種類(lèi)型,其中,地表水源供水量又分為蓄水、引水、提水、跨流域調(diào)水等形式。本文通過(guò)綜合分析山東省德州市齊河縣地表水、地下水、外調(diào)水、再生水等方面的水資源開(kāi)發(fā)利用及配置工程規(guī)劃,基于現(xiàn)狀年2020年供水量預(yù)測(cè)成果,對(duì)近期2025年、遠(yuǎn)期2035年齊河縣供水量進(jìn)行預(yù)測(cè),以期為齊河縣水資源可持續(xù)利用提供依據(jù)。

1 齊河縣現(xiàn)狀供水概況

齊河縣位于魯北平原南部,地跨北緯36°24′～37°01′,東經(jīng)116°23′～116°57′,東西平均寬22.0 km,南北長(zhǎng)73.0 km,呈東北西南向斜長(zhǎng)形,啞鈴狀。齊河縣目前主要的供水水源地有5處,水廠(chǎng)4座。根據(jù)《德州市水資源公報(bào)》等統(tǒng)計(jì)資料,齊河縣近2016-2020年平均年供水量為28 018萬(wàn) m3,其中地表水供水1 622萬(wàn) m3,占總供水量的5.8%;地下水供水10 510 m3,占總供水量的37.5%;外調(diào)水15 795萬(wàn) m3,占總供水量的56.4%;其他水源供水90萬(wàn) m3,占總供水量的0.3%。齊河縣近5 a不同水源供水量統(tǒng)計(jì)見(jiàn)表1,供水結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1和圖2。由圖1和圖2可以看出,齊河縣近年總供水量整體變化幅度較小,總供水量在2.6～3.0億 m3之間。引黃水和地下水是齊河縣的主要供水水源,近五年約占總供水的94%左右,其他水源主要為污水回用,占比約為0.3%。

圖1 齊河縣多年平均供水結(jié)構(gòu)圖

表1 齊河縣歷年供水量統(tǒng)計(jì)表 萬(wàn) m3

2 齊河縣水資源配置工程規(guī)劃概況

進(jìn)行水資源配置工程建設(shè),要以服務(wù)于齊河縣建設(shè)為宗旨,在全面節(jié)水的前提下, 齊河縣水資源配置主要工程主要包括南水北調(diào)二期工程配套規(guī)劃、渠系連通工程規(guī)劃、雨洪水資源利用規(guī)劃、引黃灌區(qū)續(xù)建配套與現(xiàn)代化改造、污水利用規(guī)劃、城鄉(xiāng)供水一體化工程等六部分內(nèi)容。通過(guò)實(shí)施外調(diào)水工程、河渠連通工程、雨洪水利用工程及非常規(guī)水利用工程等,可統(tǒng)籌調(diào)配區(qū)域內(nèi)各類(lèi)水資源,形成以引調(diào)客水為主、以本地地表水和淺層地下水、雨洪水、非常規(guī)水為補(bǔ)充的網(wǎng)狀供水體系,實(shí)現(xiàn)黃河水、長(zhǎng)江水、當(dāng)?shù)厮膬?yōu)化調(diào)度、相互補(bǔ)給。以供定需、因水制宜,優(yōu)先保障城鄉(xiāng)居民飲水安全及重點(diǎn)工業(yè)用水安全,實(shí)現(xiàn)水資源合理配置和高效利用。

2.1 南水北調(diào)二期工程配套工程

2.1.1 南水北調(diào)東線(xiàn)二期工程

2.1.2 齊河縣配套工程規(guī)劃

德州市向南水北調(diào)東線(xiàn)二期工程申請(qǐng)的需調(diào)水量的相關(guān)數(shù)據(jù)可知,齊河縣多年平均口門(mén)需調(diào)水量2 500萬(wàn) m3,95%頻率口門(mén)需調(diào)水量3 000萬(wàn) m3。根據(jù)南水北調(diào)二期齊河所需的調(diào)江水量,結(jié)合齊河縣的經(jīng)濟(jì)發(fā)展以及地下水、引黃水的用水總量控制指標(biāo)上限,擬建玉秀湖配套水庫(kù)。玉秀湖水庫(kù)設(shè)計(jì)蓄水深8.0 m,水庫(kù)相應(yīng)庫(kù)容997萬(wàn) m3,死庫(kù)容100萬(wàn) m3,興利庫(kù)容897萬(wàn) m3,占地2 727畝。

2.2 渠系連通工程

齊河縣以潘莊引黃干渠、李家岸引黃干渠、韓劉引黃干渠和豆腐窩引黃干渠等4條引黃渠道為骨干輸水通道,形成了較為獨(dú)立完善的灌溉供水工程體系。而通過(guò)實(shí)施引黃渠道與河道之間、引黃渠系之間的連通供水工程規(guī)劃,可提高縣域內(nèi)渠系送水能力,實(shí)現(xiàn)多水源互通互濟(jì)。

2.2.1 河渠連通

為提高水資源調(diào)配保障能力,依據(jù)現(xiàn)狀河渠分布,實(shí)施渠系連通工程8條,其中引黃路溝等連通趙牛新河、中心河、新巴公河、潘莊引黃干渠;新倪倫河南延連通溫聰河、韓劉引黃干渠;安頭八支連通戚官干溝、六六河與李家岸干渠;陶絮溝連通309公路溝與韓劉引黃干渠;三里村北溝等通過(guò)濟(jì)陽(yáng)二干連通李家岸干渠(表2)。

表2 齊河縣渠系連通工程一覽表

2.2.2 渠渠連通

309公路南溝現(xiàn)狀淤積,局部被廠(chǎng)區(qū)占?jí)簢?yán)重,連通不暢,通過(guò)綜合治理,可連通潘莊引黃干渠、韓劉引黃干渠、豆腐窩引黃干渠,實(shí)現(xiàn)黃河水靈活調(diào)度。另外,中心河、趙牛新河匯集上游茌平、東阿的客水,趙官煤礦、邱集煤礦礦坑排水排入趙牛新河,河道水量豐富,可連通沿線(xiàn)圣經(jīng)河、趙牛新河、老趙牛河、溫聰河、雙廟屯干溝、新倪倫河等骨干河道,將西片區(qū)水量調(diào)入中片區(qū),實(shí)現(xiàn)跨片區(qū)水系水量調(diào)配,提高區(qū)域內(nèi)水資源利用率(表2)。

2.3 雨洪資源利用規(guī)劃工程

齊河縣多年平均降雨量590.9 mm,大量的雨水資源如果能夠積蓄起來(lái)再利用,可以增加地表水利用量,涵養(yǎng)地下水源,緩解供需矛盾,調(diào)節(jié)局部氣候,美化生態(tài)環(huán)境,促進(jìn)生態(tài)環(huán)境的良性循環(huán)?？梢?guī)劃實(shí)施攔河閘壩蓄水工程、坑塘蓄水工程充分對(duì)雨洪水資源進(jìn)行利用。

2.3.1 攔河閘壩蓄水工程

規(guī)劃對(duì)圣經(jīng)河上張魏閘、十里霧閘,中心河上西柴閘,新十八戶(hù)河官莊閘,老趙牛河上朱官屯閘、劉橋閘、郭莊閘,柳官干溝上前王閘、柳官閘,晏黃溝上三場(chǎng)閘、胡店閘,新倪倫河上黃鋪閘,溫聰河上尹屯閘,雙廟干溝上消屯閘,六六河上黃莊閘等攔河水閘進(jìn)行除險(xiǎn)加固,更換閘門(mén)啟閉機(jī)、更換機(jī)架橋、維修閘前閘后護(hù)坡,攔蓄雨洪資源,增加河道蓄水量(表3)。

表3 齊河縣雨洪資源利用工程一覽表

2.3.2 坑塘蓄水工程

根據(jù)齊河縣第三次土地調(diào)查成果,水域及水利設(shè)施用地共23.23萬(wàn)畝,其中坑塘水面4.19萬(wàn)畝,占18.03%,大于河流水面3.49萬(wàn)畝,坑塘利用潛力巨大。規(guī)劃擬整治西腰、曹廟、坊子村、果劉、季莊、高橋、麥坡口、村前新灣、后灣、鄭官、銀杏、東街、南何、南街、大西等15處坑塘,恢復(fù)坑塘的涵養(yǎng)調(diào)蓄功能,確保水能留得住、排的下,增加蓄水量(表3)。

2.4 引黃灌區(qū)續(xù)建配套與現(xiàn)代化改造工程

齊河縣有潘莊、李家岸兩座大型引黃灌區(qū),韓劉、豆腐窩兩座中型引黃灌區(qū),形成了較為獨(dú)立完善的灌溉工程體系。根據(jù)灌區(qū)渠系及建筑物現(xiàn)狀情況,實(shí)施灌區(qū)續(xù)建配套與現(xiàn)代化改造工程(表4)。

表4 齊河縣引黃灌區(qū)續(xù)建配套及現(xiàn)代化改造工程一覽表

2.4.1 潘莊灌區(qū)

規(guī)劃拆除中心河牛集渡槽,新建一干渠穿中心河牛集倒虹;重建王北、新巴公河、劉黃、苑莊等13座渡槽;新建張鋪、翟寺,左莊、前屯、仁南等5座揚(yáng)水站;重建孟莊、溝村等4座節(jié)制閘;重建路莊北涵閘、后燕涵閘、大王干渠閘等3座涵閘,新建四干渠分水口門(mén)等20座分水閘;新襯砌大辛干渠、大王干渠、吳店寺干渠、東腰干渠、十三干渠、四干渠等6條干渠,襯砌改造一干渠、二干渠、溝村干渠、四干渠渠首段;修建溝村干渠沿渠道路1條;重建王樓南橋等18座生產(chǎn)橋;新建量水監(jiān)測(cè)設(shè)施5套;改造趙牛新河生態(tài)景觀(guān)帶,打造成為當(dāng)?shù)鼐用裥蓍e娛樂(lè)的家園。

2.4.2 李家岸灌區(qū)

規(guī)劃襯砌安頭干渠、大黃干渠、辛興二干、表白寺分干,疏浚戚官干溝、辛興二干、六六河、齊濟(jì)河、表白寺分干、濟(jì)陽(yáng)二干;改造表白寺分干和濟(jì)陽(yáng)二干26座分水閘,改造王舉人、四支、南北一干及南北二干等4座分水涵閘,改造高官屯、倉(cāng)上村北2座節(jié)制閘,重建葛莊排溝橋、北魏排溝橋等12座生產(chǎn)橋;新建閘門(mén)自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)6處。

2.4.3 韓劉灌區(qū)

規(guī)劃實(shí)施總干渠疏浚襯砌15.8 km;一分干疏浚5.5 km,改建節(jié)制閘1座,分水閘12座,生產(chǎn)橋5座,渡槽4座;二分干疏浚8.3 km,改建分水閘20座,排水管涵1座,生產(chǎn)橋9座;三分干疏浚襯砌4.3 km,改建分水閘8座,生產(chǎn)橋5座;張楊溝疏浚6.3 km,改建節(jié)制閘1座,分水閘2座,生產(chǎn)橋18座;大徐支渠疏浚1.10 km,改建分水閘3座,生產(chǎn)橋1座,渡槽1座;沉沙池疏浚。

2.4.4 豆腐窩灌區(qū)

規(guī)劃實(shí)施總干渠疏浚襯砌7.44 km,沉沙池疏浚,改建配套建筑物18座,修建管理道路10.5 km,新建信息化自動(dòng)系統(tǒng)。

2.5 污水利用規(guī)劃項(xiàng)目

從污水再生利用看,根據(jù)齊河縣水資源公報(bào)統(tǒng)計(jì)信息,齊河縣污水排放量從2003年的616.25萬(wàn) m3增加到2020年的2 044萬(wàn) m3,增幅達(dá)3.3倍。2020年齊河縣再生水利用量?jī)H有285萬(wàn) m3,僅為污水排放量的13.9%,占當(dāng)年總用水量的1.01%。目前齊河縣縣城有3座污水處理廠(chǎng),另外部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)及社區(qū)建設(shè)了污水處理設(shè)施,但管網(wǎng)配套不完善,生活污水及雨水直排河道,需配套完整的基礎(chǔ)設(shè)施。

(1)規(guī)劃新建齊河縣安頭鄉(xiāng)、胡官屯鎮(zhèn)污水處理站2個(gè),安頭鄉(xiāng)污水處理站、污水凈化系統(tǒng)及回用工程總占地面積為3 147 m2,約合4.72畝地,分為污水處理站、污水凈化系統(tǒng)及回用工程兩部分,其中污水處理站占地面積為667 m2,污水凈化系統(tǒng)及回用工程占地面積為2 480 m2,設(shè)計(jì)規(guī)模為450 m3/d;胡官屯鎮(zhèn)污水處理站工程占地面積2 279 m2,建設(shè)污水處理設(shè)施、辦公樓等,設(shè)計(jì)規(guī)模為1 500 m3/d。

(2)規(guī)劃實(shí)施齊河縣潘店鎮(zhèn)紙業(yè)園區(qū)污水處理廠(chǎng)項(xiàng)目,總設(shè)計(jì)規(guī)模1萬(wàn) m3/d,占地面積18 000 m2,總建構(gòu)筑物面積6 895.16 m2,其中建筑面積1 765.80 m2,構(gòu)筑物總面積5129.36 m2。項(xiàng)目采用的工藝為“粗格柵+集水池+細(xì)格柵+曝氣沉砂池+調(diào)節(jié)水解池+改良AAO+二沉池(平流沉淀)+高密度沉淀池+反硝化深床濾池+臭氧催化氧化池+濾布濾池+消毒池+出水渠”,工程建成后能夠滿(mǎn)足現(xiàn)有企業(yè)污水排放及周邊居民污水排放的需求。

2.6 城鄉(xiāng)供水一體化工程

規(guī)劃擴(kuò)建二水廠(chǎng)、焦廟水廠(chǎng)、生態(tài)城水廠(chǎng)、八里水廠(chǎng)、趙官水廠(chǎng),新建城東水廠(chǎng),鋪設(shè)管網(wǎng)293.61 km,新建遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)138處。

3 齊河縣供水量預(yù)測(cè)

齊河縣遠(yuǎn)期應(yīng)堅(jiān)持生態(tài)約束,統(tǒng)籌河湖生態(tài)保護(hù)與修復(fù)、地下水超采區(qū)治理等要求,在維護(hù)河湖生態(tài)健康、改善水生態(tài)環(huán)境前提下,參照第三次水資源調(diào)查評(píng)價(jià)成果,按照經(jīng)濟(jì)合理原則,用足用好當(dāng)?shù)厮Ｒ跐撚旰橘Y源利用潛力,用足引黃指標(biāo),結(jié)合地下水壓采合理控制利用地下水,加大再生水利用量。同時(shí)要結(jié)合齊河縣“十四五”水利發(fā)展規(guī)劃、地下水超采區(qū)綜合整治方案等相關(guān)規(guī)劃進(jìn)行2025、2035年遠(yuǎn)期供水量測(cè)算。

3.1 地表水可供水量預(yù)測(cè)

考慮渠系連通工程、雨洪資源利用工程等,綜合分析,現(xiàn)狀年2020年齊河縣地表水50%保證率可供水量為2 588萬(wàn) m3,75%保證率為1 682萬(wàn) m3,95%保證率為1 139萬(wàn) m3。預(yù)測(cè)齊河縣規(guī)劃年2025年地表水50%、75%、95%頻率的可供水量分別為3 128萬(wàn) m3、2 064萬(wàn) m3、1 376萬(wàn) m3,規(guī)劃年2035年地表水50%、75%、95%頻率的可供水量分別為3 568 m3、2 377萬(wàn) m3、1 594萬(wàn) m3。

3.2 地下水可供水量預(yù)測(cè)

地下水可供水量是指在充分合理開(kāi)采條件下,最大可能被開(kāi)發(fā)利用的水量。確定地下水可開(kāi)采量的原則是經(jīng)濟(jì)上合理,技術(shù)上可能,開(kāi)采后不致造成地下水位持續(xù)下降、水質(zhì)惡化、地面沉降等一系列環(huán)境問(wèn)題。根據(jù)德州市水資源管理控制目標(biāo)要求,2020年齊河縣地下水資源用水總量控制目標(biāo)為12 133萬(wàn) m3。因此,供需平衡預(yù)測(cè)時(shí)現(xiàn)狀年可供水量采用12 133萬(wàn) m3。供需平衡預(yù)測(cè)時(shí)規(guī)劃年考慮指標(biāo)上限,可供水量采用12 133萬(wàn) m3。

3.3 再生水可供水量預(yù)測(cè)

齊河縣現(xiàn)有污水處理廠(chǎng)3座,分別為齊河縣城西污水處理廠(chǎng)、黃河國(guó)際生態(tài)城污水處理廠(chǎng)和齊河縣惠民水質(zhì)凈化廠(chǎng),其設(shè)計(jì)污水處理能力8萬(wàn) m3/d。2020年非常規(guī)水源可利用量采用實(shí)際值285萬(wàn) m3。根據(jù)《齊河縣污水工程專(zhuān)項(xiàng)規(guī)劃(2017-2030)》并結(jié)合齊河縣具體情況,再生水主要需求為北部城區(qū)企業(yè)循環(huán)冷卻用水、道路噴灑用水、綠化澆灌用水及河道補(bǔ)水等。根據(jù)再生水廠(chǎng)規(guī)劃的規(guī)模及回用途徑,至2025年,齊河縣再生水回用量約616萬(wàn) m3;2035年,齊河縣再生水年回用水量約1 171萬(wàn) m3。

3.4 外調(diào)水可供水量預(yù)測(cè)

根據(jù)《德州市水利局德州市生態(tài)環(huán)境局關(guān)于下達(dá)各縣(市、區(qū))2020年年度水資源管理控制目標(biāo)的通知》,綜合考慮《德州市跨區(qū)域跨流域水資源供需形式分析報(bào)告》(2021年)和齊河縣現(xiàn)狀引黃實(shí)際情況,確定2020年、2025年和2035年引黃水量均為12 213萬(wàn) m3;2035年,考慮南水北調(diào)二期工程的實(shí)施,齊河縣根據(jù)自身水資源稟賦和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展情況,對(duì)南水北調(diào)二期引江水量做出了估算,齊河縣50%、75%、95%頻率的南水北調(diào)二期江水可供量分別為2 500萬(wàn) m3、3 000萬(wàn) m3、3 000萬(wàn) m3,齊河縣50%、75%、95%頻率的外調(diào)水總量為14 713萬(wàn) m3、15 213萬(wàn) m3、15 213萬(wàn) m3。

3.5 總供水量預(yù)測(cè)

綜合已有統(tǒng)計(jì)預(yù)測(cè)結(jié)果,現(xiàn)狀年2020年齊河縣50%、75%、95%頻率的總供水量為27 219萬(wàn) m3、26 313萬(wàn) m3、25 770萬(wàn) m3。預(yù)測(cè)規(guī)劃2025年50%、75%、95%頻率的可供水量分別為28 090萬(wàn) m3、27 027萬(wàn) m3、26 339萬(wàn) m3。預(yù)測(cè)規(guī)劃2035年50%、75%、95%頻率的可供水量分別為31 585萬(wàn) m3、30 894萬(wàn) m3、30 111萬(wàn) m3。預(yù)測(cè)成果見(jiàn)表5。

表5 齊河縣各水平年可供水量成果表 萬(wàn) m3

4 結(jié)語(yǔ)

齊河縣供水水源可分為地表水源、地下水源、非常規(guī)水源和外調(diào)水等,相應(yīng)的供水預(yù)測(cè)包括地表水供水預(yù)測(cè)、地下水供水預(yù)測(cè)、非常規(guī)水源利用預(yù)測(cè)和外調(diào)水預(yù)測(cè)。在本次供水預(yù)測(cè)中,基于齊河縣水資源配置工程規(guī)劃,綜合考慮了更新改造、新建及續(xù)建配套水利工程可能增加的供水能力,對(duì)齊河縣現(xiàn)狀年、近期和遠(yuǎn)期供水量進(jìn)行預(yù)測(cè),為實(shí)現(xiàn)縣域水資源合理配置和高效利用及嚴(yán)格水資源管理提供了基礎(chǔ)。