膠東調水工程受水區水資源利用分析

馮 慧

(山東省調水工程運行維護中心膠州管理站，山東 青島 266300)

水資源是基礎的自然資源，是人類生存和發展不可缺少的生命線，也是保障經濟和社會發展的重要動力[1]。我國水資源總量較多，但時空分布不均勻[2]，人均占有量僅占世界人均的1/4，而山東省膠東地區更是北方嚴重缺水的區域，人均水資源占有量不足全國的1/7[3]。膠東調水工程有效緩解了青島、煙臺、濰坊、威海4市用水緊張的局面，但同時也使得膠東地區對外調水具有較高的依賴性，當黃河、長江等外調水源難以保障時，將嚴重威脅該地區的用水安全。因此，對膠東調水工程受水區的水資源利用狀況進行分析研究，探討該地區的供水需水狀況，對調水工程的長期運行發展與水資源的合理分配應用具有重要的現實意義。

1 膠東調水工程概況

膠東調水工程是山東省“T”字形調水大動脈的重要組成部分，其分為引黃濟青工程和膠東地區引黃調水工程兩部分[4]。引黃濟青工程全長252km，自打漁張經宋莊、王耨、亭口、棘洪灘4級泵站提水進入青島棘洪灘水庫；膠東地區引黃調水工程全長482km，利用現有引黃濟青輸水干線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威海市米山水庫[5]。膠東調水工程的受水區主要為青島、煙臺、濰坊、威海4市，2014年4月，膠東調水工程與南水北調東線聯合運行，膠東地區供水開始以長江與黃河為雙水源。近5a來，膠東調水工程已累計引水40億m3，為受水區的青島、煙臺、濰坊、威海4市累計配水31.9億m3，有效緩解了膠東地區水資源供需矛盾，實現了山東省水資源的優化配置，為膠東地區尤其是青島、煙臺、濰坊、威海4市的經濟社會發展提供了有力保障。

2 受水區水資源利用分析

2.1 受水區水資源概況

2.1.1水資源特點

青島、煙臺、濰坊、威海4市位于山東省東部地區，受典型的季風氣候影響，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，連豐連枯是該地區水資源變化的主要特征。自2014年膠東調水工程與南水北調東線聯合運行至2018年5a間，有3a為枯水年，1a為平水年，1a為豐水年。在1a內的時間分布上，膠東地區的水資源也具有明顯的季節性特點，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洪澇、干旱等自然災害頻發，水資源也難以得到充分有效的利用。

2.1.2當地水資源量

青島、煙臺、濰坊、威海4市當地水資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，當地水資源可利用量為64.68億m3[7]。

2.1.3外調水量

青島、煙臺、濰坊、威海4市的外調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為65.03億m3，南水北調東線一期調水量指標為14.67億m3[7]，其中膠東4市的外調水量指標見表1。

表1 膠東4市外調水量指標表 單位：億m3

2.2 受水區水資源分析

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，其中地表水源由當地地表水與跨流域調水組成，其他水源由海水淡化、污水處理與雨水回收等組成。當地地表水受自然地理與氣候條件影響較大，供水量變化也較大；地下水源供水量相對而言比較穩定，但膠東地區地下水開采量已接近用水總量上限，濰坊部分地區的地下水超采嚴重，形成明顯的降落漏斗，尤其是2014—2015年膠東地區連年干旱，地下水位下降明顯，此時繼續開采地下水源對水文地質環境與安全都會構成威脅；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用前景，但由于目前技術條件有限，應用成本過高，暫時不能作為膠東地區主要的供水來源。因此，預計在未來較長的一段時間，外調水將會作為膠東4市重要的供水水源。

膠東4市外調水90%以上水源是黃河水與長江水。在表2中，青島作為引黃濟青工程最早的受水區，外調水占總供水量的40%～50%，為當地的經濟社會發展提供了可靠的水源保證。濰坊是農業大市，灌溉用水具有較大的需求量，加之工業發展較快，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重，壽光市、青州市處于全省最大的淄博—濰坊地下水漏斗區[8]，用足用好外調水是濰坊市發展的主要趨勢。煙臺市和威海市現狀供水以當地地表水和地下水水源為主，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利用潛力，外調水將作為兩市重要的補充水源。

2.2.2用水情況分析

由《山東省水資源公報》整理得到膠東4市2015—2018年各行業的平均用水量，見表3。由于農業用水量占比較大，且各市農業產業結構存在差異，因此將農業用水分為農田灌溉與林木漁畜兩類進行分析。青島市人口多密度大，生活用水占比最大；煙臺市、濰坊市、威海市主要以發展農業為主，農田灌溉占總用水量的比重最大，其中煙臺市與威海市的林木漁畜業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

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

3.2 地下水開采量達上限，威脅地質環境安全

膠東調水工程受水區中煙臺、濰坊、威海3市對地下水供水具有較高的依賴性，尤其是濰坊地區地下水供水接近總供水量的60%，地下水超采現象嚴重，局部地區已出現明顯的降落漏斗現象，影響地質構造。同時，過度開采地下水也會造成地面沉降、塌陷、沿海地區海水倒灌等危害。

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戰略的實施，黃河上中游的引水量將大幅增加，膠東調水工程受水區引黃水量勢必會受到影響，黃河水“可用而不可靠”[6]的現象已日趨明顯。

3.4 外調水輸水過程中水質安全存在風險

膠東調水工程受水區外調水大多采用明渠輸水，受外部環境與人為因素影響較大，突發水污染風險種類、數量也較多，一旦發生水污染問題，治理起來極為困難[10]。如2016年青島棘洪灘水庫出現了植物瘋長的現象，嚴重影響了水庫水質安全，對青島地區的調水輸水造成了一定威脅。

3.5 水資源緊缺與水資源浪費現象并存

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。受水區的煙臺、濰坊、威海3市皆為農業大市，濰坊壽光更有“中國菜都”的稱號，農業用水占總用水量比重較大。目前，膠東地區的農業灌溉方式依舊以傳統的地面漫灌為主，水資源利用系數不到0.6，而發達國家的水資源有效利用系數為0.7～0.8。工業用水也有可提升改進的空間，目前工業用水的重復利用率為50%，而發達國家為75%～85%[11]。

4 對策與建議

4.1 提高外調水尤其是長江水的使用比例

就目前供水情況而言，膠東4市地下水利用已達到較高水平，進一步開發利用的潛力不大，提高外調水的使用比例是受水區水資源可持續發展的重要趨勢。短期來看，受水區的外調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東線工程的持續完善，長江水將會成為受水區重要的供水水源之一。

4.2 加強外調水輸水過程中水質安全管理

外調水目前已占青島等工程沿線城市供水量的50%左右，供水水質安全對受水區城市發展與居民生產生活具有重要影響。調水過程中，要加強對輸水渠道兩岸的管理，防止污染源進入；利用科學、自動化設備快速、及時監測水質，促使水質保護工作端口前移[12- 13]，將隱患消滅在萌芽階段；同時也要繼續完善應急預案體系，根據《山東省膠東調水工程調水突發事件應急預案》和《突發性水污染事件應急處置方案》妥善處理各類水污染突發事件。

4.3 實施節水工程，加強水資源循環利用

膠東4市尤其是青島地區對外調水依賴程度較高，當黃河、長江等外調水源難以保障時，將嚴重威脅該地區的用水安全，因此在注重“開源”的同時更要注重“節流”。受水區中農業是用水大戶，節水潛力最大，應大力推廣農業綜合節水措施，提高灌溉水利用系數。以傳統的地面漫灌為例，由于渠道滲漏、田間滲漏與蒸發等因素影響，真正被農作物利用的只有灌溉總水量的1/3左右[14- 15]。在工業用水方面，需要積極采用先進的工藝和技術，改變生產用水方式，提高水的循環利用率及回用率。城市生活用水方面要加強居民的生活節水意識，促進水資源循環利用，實施雨洪資源利用工程建設，加大對海水淡化、再生水等非常規水資源的開發利用[16]。