粵港澳大灣區發展背景下珠海市水資源保障戰略研究

胡 培，黃本勝，邱 靜，李深林，黃鋒華，雷洪成

(1.廣東省水利水電科學研究院，廣東 廣州 510635；2.河口水利技術國家地方聯合實驗室，廣東 廣州 510635)

粵港澳大灣區是國家建設世界級城市群及參與全球競爭的重要空間載體[1]，由香港、澳門兩個特別行政區和廣東省廣州、深圳、珠海、佛山、惠州、東莞、中山、江門、肇慶9個珠三角城市組成，總面積為5.6萬km2[2]，2018年末總人口已達7 000萬人，建設粵港澳大灣區是國家新時代推動形成全面開放新格局的新嘗試，也是推動“一國兩制”事業發展的新實踐。

珠海市是粵港澳大灣區的重要一極，戰略定位為珠江西岸的核心城市、粵港澳大灣區創新高地。為了配合粵港澳大灣區建設，珠海市提出了到2035年人口達到500萬、GDP增長到2萬億元的發展目標。珠海市位于珠江出?？冢环矫妫苌嫌蝸硭c下游咸潮上溯的雙重影響，水資源稟賦及承載能力較為復雜；另一方面，珠海市肩負著澳門用水與自身發展用水的重要供水任務，水資源安全保障要求較高[3-4]。因此，本文結合珠海市在粵港澳大灣區下的發展背景下，評價珠海市水資源承載狀況，提出支撐珠海市城市發展目標的水資源保障建設體系。

1 研究區域概況

珠海市位于廣東省南部、西江入海口，與澳門相鄰，主要取水水源包括磨刀門水源、黃楊河水源、虎跳門水源，以及市域內的各水庫，已形成“江水為主、庫水為輔、江庫連動、江水補庫、庫水調咸”的原水系統[5](見圖1所示)。

圖1 珠海市及主要供水水源示意

2 水資源承載狀況分析

2.1 評價分析方法

目前，關于水資源承載狀況計算分析的方法較多，主要包括經驗公式法、綜合評價法和系統分析法三大類[6-7]，不同方法的適用性也有所差異，本次從水資源管理及戰略研究的角度出發，重點關注珠海市現狀及規劃的水資源承載狀況，采用《建立全國水資源承載能力監測預警機制技術大綱(修訂稿)》中推薦的方法進行評價分析[8-10]。

1) 評價要素及指標

水資源承載能力評價要素包括水量要素和水質要素，其中，水量要素包括用水總量W和平原區地下水開采量G2個指標，水質要素包括水功能區水質達標率Q和污染物入河量P2個指標，評價標準見表1。

表1 水資源承載狀況評價標準

2) 水資源承載狀況綜合評價

水量、水質要素任一要素為嚴重超載，則綜合評價為嚴重超載；水量、水質要素任一要素為超載，則綜合評價為超載；水量、水質要素任一要素為臨界狀態，則綜合評價為臨界狀態；水量、水質要素均不超載，則綜合評價為不超載。

2.2 方案及數據

水資源承載能力分析時，設計了S1、S2、S3、S44個情景方案(見表2)，方案設計時考慮以下邊界條件：

表2 承載能力情景方案設置標準

1) 水平年，采用了現狀2018年和規劃2035年2個水平年。

2) 社會經濟指標，2018年珠海市常住人口為189萬人，全市GDP為2 914億元；2035年根據珠海市的規劃，全市人口增加到500萬人，GDP增加到2萬億元[11]。

3) 用水效率指標，2018年珠海市管網漏失率為11.3%，萬元工業增加值用水量為12 m3，萬元GDP用水量為19 m3。

2035年分3種不同的用水效率方案： ① 采用珠海市現狀用水指標；② 采用與珠海市2035年經濟發展水平相似、用水水平較高的深圳市、天津市現狀用水指標；③ 進一步分析珠海市節水潛力，采用強化節水后的用水指標[11]。

4) 污水處理指標，2018年珠海市城鎮污水處理率為96.4%，各污水處理廠已完成提標改造。

2035年分3種不同的污水處理方案：① 珠海市現狀污水處理水平; ② 根據珠海市污水管網建設及污水收集規劃，城鎮污水處理率提高至99%；③ 進一步對污水處理廠出水進行深度處理，達到《地表水環境質量標準》(GB 3838—2002)V類水體標準[11]。

2.3 評價結果及分析

在4個情景方案的邊界條件下，計算得到不同方案的需水量及污染物入河量(見表3)。 其中，需水量按定額法進行計算；地下水用水量按現狀值考慮；污染物入河量采用排污系數法計算；水功能區達標率通過污染物入河量與納污能力對比判斷得到。

表3 各情景方案需水及污染預測結果

水資源承載狀況評價中，需要考慮各評價指標的承載能力基線。用水總量承載能力基線為用水總量指標W0，根據《廣東省人民政府辦公廳關于印發廣東省實行最嚴格水資源管理制度考核辦法的通知》(粵辦函〔2016〕89號)，珠海市W0為6.84億m3；平原區地下水開采量承載能力基線為平原區地下水開采量指標G0，根據《廣東省地下水保護與利用規劃》，珠海市G0為200萬m3；水功能區水質達標率承載能力基線為水功能區水質達標要求Q0，根據廣東省及珠海市考核要求，2018年目標值為82%，2035年目標值為95%；污染物入河量承載能力基線為污染物限排量P0，根據《廣東省水功能區納污能力核定和分階段限制排污總量控制方案》成果，珠海市COD、氨氮限排量分別為15 971.9 t/a、1 215.3 t/a。對比各評價指標與承載能力基線，并進行歸一化處理(見圖2)，利用水資源承載狀況評價方法，評價不同方案珠海市水資源承載狀況，評價結果見表4。

由圖2和表4可知，珠海市現狀(方案S1)水量水質均不超載，但已經非常接近承載基線范圍。對比規劃2035年的3個方案(S2、S3、S4)，隨著用水效率進一步提高、節水潛力進一步挖掘、污水處理力度進一步加強，珠海市水資源承載壓力逐步減小，但仍處于嚴重超載范圍內。對其承載要素進行分析，在達到高用水水平、高污水處理標準后，珠海市水質要素的超載現象已經基本消除，因此，水環境狀況不是珠海市水資源承載能力的最主要影響要素；珠海市本地水資源量較少，用水很大依賴于過境水資源，考慮未來的發展，如不解決好供水保障的問題，珠海市未來將屬于嚴重超載地區，可見水量要素對于珠海市水資源承載狀況有直接的影響，是珠海市水資源承載狀況的主要影響要素。

圖2 各情景方案不同指標歸一化評價雷達示意

表4 各情景方案水資源承載狀況評價

3 水資源保障戰略對策

結合珠海市水資源承載狀況分析結果，重點從工程建設方面提出保障珠海市供水安全的對策措施。

3.1 供水安全保障對策

1) 河庫聯網挖潛

從自身角度上看，珠海市在江庫聯網建設方面，仍有一定挖掘潛力。供水網絡內幾座中型水庫可以開展擴容工程研究，如北部水庫群的大境山和鳳凰山水庫，西部水庫群的乾務水庫(見圖3所示)。通過合理手段，擴充現有水庫調蓄能力，配合珠海市現有水庫聯網動態運行機制，可以進一步提高珠海市動態水源儲備能力。

2) 珠中江供水一體化

根據《粵港澳大灣區水安全保障規劃》，積極推進“珠中江(澳)水源互濟”建設。通過規劃的珠中江供水東部干線，將中山南部三鎮和珠澳東部取水口上移至中山古鎮；通過規劃的珠中江供水西部干線及已建的竹銀水源工程體系，將珠澳西部取水口上移至江門篁邊；東西部之間建設南北兩條竹洲頭至壽圍聯通管道，實現東西部互聯互通互備。工程示意見圖3。

圖3 珠海市供水安全保障工程示意

3) 建設黃楊河平原水庫

為抵御咸潮上溯、充分利用汛期的入境水資源、解決河口區水資源優化配置，珠海市正在開展平原水庫建設的論證，初步規劃選址意向位于珠海市黃楊河水道區域(見圖3)。該水域建設有黃楊河水源保護區，水質較好；上游行洪通道及水道航運功能等主要由兩側水系完成，區域可通過工程手段截流成庫。

4) 雞啼門河口建閘

雞啼門水道于尖峰山鬼仔角，上接黃楊河，下至紅旗小木乃入海，雞啼門河口建閘(見圖3)可以有效阻擋下游咸潮入侵，保證上游黃洋河泵站、平崗泵站在咸潮期順利取到淡水。而且，通過河口建閘，并結合適當的調度運行方案，可在一定程度上減輕閘上河道淤積，提升沿江兩岸防洪、排澇能力，改善水環境、提高水資源利用率。

5) 非常規水資源利用

海水淡化。海水淡化利用可以有效釋放用水指標，同時，還可以緩解未來珠海市在咸潮期的水源問題。從長遠來看，海水淡化利用應該作為珠海市的一項重要的長遠戰略逐步推廣實行。

污水資源化。基于珠海市水資源的基本情況，結合國家正在實施的污染防治攻堅戰，建議珠海市有序推進污水資源化工作，建立企業污水排放差別化收費機制。

3.2 供水保證率分析

1) 分析時段及數據

2011—2012年咸潮期是珠海市近10 a來咸潮影響較嚴重的時段，在2011年10月—2012年3月間逐時的鹽度數據中，廣昌泵站、平崗泵站和竹洲頭泵站鹽度超標(鹽度大于250 mg/L)時間分別占到了總時間的78.07%、39.89%和25.64%，該時段各取水泵站逐時鹽度數據見圖4。選擇該時段實測鹽度數據作為設計情景，有利于判斷水源保障方案在較不利條件下的保障水平。

圖4 2011年10月—2012年3月珠海市主要取水泵站逐時鹽度數據示意

2) 分析方法

以各泵站鹽度數據為判斷標準，鹽度超標線為250 mg/L，鹽度超過標準時泵站停止取水，綜合考慮各泵站的取水能力、水庫蓄水庫容、珠海市用水需求，進行水量平衡分析，計算各供水方案下珠海市的保證率。

設置5種方案(見表5)，其中，現狀供水工程中，廣昌泵站枯水期主要作為中轉泵站，取水主要考慮竹洲頭泵站、平崗泵站，合計取水能力224萬m3/d；蓄水工程主要考慮竹銀水庫及主要水庫群水庫，合計調節庫容8 268萬m3；各方案的需水量均按預測值12.61億m3/年考慮。

表5 供水工程情景方案設置

3) 分析結果

按逐時進行水量平衡計算，統計各方案的缺水量和缺水時段，計算水量保證率和時段保證率，計算結果見圖5。可以看到，隨著河庫聯網挖潛、珠中江供水一體化、平原水庫、河口建閘等工程的建設，珠海市水量保證率、供水時段保證率均有不同程度的提高，其中，珠中江供水一體化工程由于增加了上游的取水口，受咸潮影響較小，供水保障效果較為明顯。

圖5 各方案供水保證率計算結果示意

4 結語

1) 在粵港澳大灣區發展背景下，珠海市迎來了新的發展機遇，社會經濟發展與水資源制約問題日益凸顯，本文在立足節水、對標先進、保障澳門的基礎上，研究提出珠海市水資源保障戰略對策，以期為提高珠海市供水保證率、實現珠海市高質量發展目標提供基礎保障。

2) 利用水資源承載能力評價分析方法，設置了4個情景方案，開展了珠海市水資源承載狀況研究和水資源保障體系適應性分析，結果表明，水量是珠海市未來水資源承載狀況的主要影響要素，供水安全保障是珠海市未來水資源保障的關鍵需求。

3) 系統提出了未來珠海市水資源保障戰略措施，包括珠海市河庫聯網內部挖潛、珠中江一體化供水、黃楊河平原水庫建設、雞啼門河口建閘、非常規水資源利用等；定量評價了這些措施的作用，各項措施均能不同程度的提高珠海市供水水量保證率和時段保證率。