象山縣水資源供需平衡分析及保障措施研究

姚 冰，王曉琳，方浩川

(寧波市水利水電規劃設計研究院有限公司，浙江 寧波 315000)

近年來，象山縣深入實施橋海興縣戰略，全面推進“兩區”建設，經濟社會實現持續健康發展，綜合實力明顯增強，工業經濟邁入全省第二梯隊，旅游服務業快速增長。隨著全縣經濟的快速發展和城鎮化進程的加速推進，地區對水資源的需求將不斷增加，而寧波象山縣因海島型低山丘陵地貌，導致縣域內缺乏大型工程性調蓄措施，水資源較為匱乏，供水安全難以有效保障。水資源作為戰略性的自然資源，水資源的短缺將成為制約區域社會經濟發展和影響人民生活水平的重要因素，解決城市水資源供需平衡問題是適應城市長遠發展的需要[1- 6]。本文通過象山縣水資源的供需平衡分析，揭示不同水平年與保證率條件下，縣域內生活及工業供水系統水資源缺口情況，并提出水資源保障措施。

1 區域概況

象山縣位于浙江省東部沿海地區，象山港與三門灣之間，隸屬寧波市管轄，現轄10鎮、5鄉、3個街道辦事處，總陸域面積1382km2，2020年末全縣戶籍人口54.4萬人，地區生產總值563億元，三次產業結構比為13.9∶43.3∶42.8。象山多年面平均降水量為1494.4mm，年內分配不均，汛期(3—10月)降水量約占全年降水總量的75%，多年平均蒸發量為850mm，水資源總量為11.26億m3，其中年可利用量為2.88億m3。

2 水資源開發利用現狀

隨著經濟社會的發展以及節水工作的推進，象山縣生活及工業用水持續增長，至2020年，縣域總用水量1.53億m3，其中工業用水0.23億m3、生活用水0.61萬m3。從象山近年用水水平變化分析，2018年之前人均綜合用水量基本處于較為穩定的狀態，近2年呈現降低趨勢；萬元GDP用水量呈逐年下降趨勢；萬元工業增加值用水量2012—2016年呈下降趨勢明顯，而后基本穩定。對比其他地區用水效率，縣域人均年綜合用水量優于全國平均水平，但與寧波市相比仍存在一定差距，萬元GDP用水量、萬元工業增加值用水量水平低于寧波市及先進地區深圳市水平，工業用水效率有待提高。總體而言，近年象山縣節水工作效果較為明顯，用水效率有所提高，但仍存在一定節水潛力。象山縣水資源較為匱乏，當前象山縣城鄉供水水源主要依托上張、溪口、倉岙、隔溪張、平潭5座水庫及部分小型水庫，境外白溪引水工程已建成多年，但仍未形成常態化引水機制。現狀水庫可供優質水資源與用水之間為“緊平衡”關系，在枯水年仍存在水量缺口。

3 供需平衡分析

根據象山縣的水資源配置格局，充分考慮水源供水能力、水廠規模以及用戶需求這三者的匹配關系，從現狀實際水源可供水量出發，結合象山縣需水預測成果，采用水資源供需平衡計算方法和原則，明確象山縣用水缺口情況。

3.1 利用分區劃分

水資源供需分析應合理劃分供水系統單元，按照流域、行政區劃分計算單元，對不同行政區域、不同流域內的需水量分別進行計算[7]，本次根據象山水資源利用情況，結合行政區劃，分為中北部濱海區、西部丘陵區、南部濱海區、沿海島嶼區4個水資源利用分區。

3.2 需水量預測

需水預測既充分考慮未來經濟社會迅速發展對水資源數量、質量的更高要求，又同時注重節水技術的應用與推廣和水資源管理水平的不斷提高，科學合理的對水資源需求進行分類預測。預測方法如下[8- 11]。

3.2.1生活需水

生活需水量預測采用單位人口綜合用水定額法，即根據人口數量和人均用水量(定額)來確定用水量的方法。

根據現狀用水水平，結合已有規劃成果及及最嚴格水資源管理制度等相關要求，同時參照GB 50282—2016《城市給水工程規劃規范》[12]中一區中等城市人均綜合生活用水量定額200～380L/(人·d)的標準，在考慮進一步強化節水及綜合損耗條件下，象山城市及農村綜合用水定額及需水量成果見表1。

表1 象山縣不同水平年綜合生活需水定額及需水量預測成果

3.2.2工業需水

工業需水量采用各鄉鎮工業用水與生活用水比值法進行預測。工業用水分為管網工業及一般工業兩類分別預測，管網工業是指納入城市公共供水系統的工業用水，現狀中心城區和石浦鎮的工業用水占總用水量的37%～25%，西周占比為65%，一般鄉鎮占比為25%～10%，本次在現狀管網工業供水比例基礎上，同時考慮推行水源分質供水降低管網工業用水比重的前提下，擬定城市供水系統綜合管網工業與生活用水的比例為1∶9～1∶1。一般工業指自備用水戶，總體比例較低，本次根據地表水取水許可審批情況及現狀一般工業用水與各鄉鎮生活用水比例結構，考慮未來分質供水推廣情況擬定一般工業與生活用水比例為1∶9～3∶7。

本次預測2025年全縣工業需水量為3738萬m3，2035年全縣工業需水量為5245萬m3。工業用水占比及需水量預測成果見表2。

表2 各區域管網工業、一般工業與綜合生活用水比例及需水量預測

3.2.3總需水量

無論什么模式的第二課堂，都應該以服務于第一課堂為宗旨。只有第一課堂和第二課堂有機銜接和貫通，才能使第二課堂真正服務于第一課堂。

經預測象山縣2025、2035年的需水總量分別為1.04億m3/a和1.38億m3/a。

3.3 現狀水源可供水量

象山生活及工業用水主要依靠中、小型水庫以及境外引水工程供水。全縣境內已建有各類水庫81座，興利庫容總計1.27億m3，中型水庫5座，興利庫容合計0.70億m3；小(1)型水庫19座，興利庫容合計為0.43億m3；小(2)型水庫57座，興利庫容合計為0.14億m3。其中，供給綜合生活和工業的五座主力供水水庫總興利庫容4990萬m3，90%保證率下供水量5676萬m3/a。境外引水工程主要為白溪水庫引水工程，枯水年應急引水5萬m3/d。

表3 象山縣各水平年需水總量預測成果匯總表 單位：萬m3/a

3.4 供需平衡分析方法

3.4.1計算方法

(1)計算時段：各計算單元選用水文長系列(1960—2020年)61年作為計算序列，以日為計算時段。

(2)水量平衡：根據水源工程來水、調節庫容進行逐日水量供需平衡計算，水量平衡計算公式如下：

V末=V初+V來水-V損失-V城鎮-V農灌-V生態-V棄水

式中，V末—時段末庫容；V初—時段初庫容；V來水—時段內來水量；V損失—時段內損失水量；V城鎮—時段內城鎮綜合生活及工業供水量；V農灌—時段內農灌供水量；V生態—時段內下泄的生態基流；V棄水—時段內超過調蓄能力產生的棄水量。

(3)用水戶優先級：按照用水戶在社會經濟中的地位，劃分確保程度和供水順序，即首先滿足居民生活用水和重要工業用水，統籌兼顧農業、一般工業及其他用水。

3.4.2供水系統概化

本次研究生活和工業供水優質水源包括上張、溪口、倉岙、隔溪張、平潭5座水庫、11座小(1)型水庫、5座小(2)型水庫，一般供水水源為軍民塘水庫，其供水對象為爵溪工業水廠，另境外白溪水庫引水作為枯水年補充供水。供需平衡分析的每個計算單元均可歸結為來水、用(需)水、供水3個系列所構成的系統，生活及工業供水系統網絡概化圖如圖1所示。

圖1 象山縣水資源系統網絡概化圖(生活工業供水系統)

3.5 供需平衡分析成果

根據縣域內水源可利用水量和預測成果對象山縣供水系統進行水資源量供需平衡分析，經計算在僅考慮象山縣境內自身水源工程的情況下，現狀生活及工業供水處于緊平衡狀態，90%保證率綜合生活和工業用水需求可基本得以滿足，95%保證率下存在1239萬m3缺口。隨著縣域經濟社會發展及用水量增加，至2025年90%保證率下生活及工業將缺水1844萬m3，95%保證率缺水3275萬m3，2035年90%保證率生活及工業缺水4262萬m3，95%保證率缺水5692萬m3，象山縣生活及工業用水供需平衡情況見表4。

表4 象山縣生活及工業用水供需平衡計算成果 單位：萬m3/a

綜上所述，象山縣水資源較為短缺，未來隨著象山縣中心城鎮的快速發展，綜合生活及工業的需水量迅速增大，現有水源工程和供水體系的供水能力難以滿足用戶需求，生活及工業存在較大用水缺口，亟需進一步完善供水格局和尋找新的供水水源，以保障未來的供水安全。

4 水資源保障措施

4.1 水資源保障措施

為緩解象山縣生活及工業供水壓力，減少象山用水缺口，支撐縣域經濟社會發展需求，本研究以現狀問題為基礎，以需求為導向，按照“時間上著眼長遠、空間上放眼全局、工程上適度超前、供給上量足質優”的總體思想，提出管網改造、分質供水、新建水源工程、已有水源擴容、小型水源連通、增大引水六大水資源保障措施。

(1)加大供水管網改造。由于縣域前期供水管網設置不合理、管材老化，漏損嚴重，大量優質水資源被浪費，通過統一規劃和布置，分步驟、有先后的逐步實施管網改造，降低管網漏損率，目標控制在10%以內。

(2)積極推進分質供水。在用水量相對集中，對水質要求相對較低且周邊有合適水源區域建設工業水廠，置換現有自來水，節約優質水資源，如石浦鎮可通過新建工業水廠，實施苦咸水深度處理，提升一般水源大塘港水庫利用水平；城東工業園區、爵溪工業園區現建有爵溪工業水廠，并配套有工業管網系統，可進一步拓展分質供水區域，加大工業水廠供水。另應倡導水資源循環利用，將再生水納入水資源統一配置，如象山縣中心污水處理廠毗鄰濱海工業園、城西工業園，通過建設再生水利用系統，為周邊工業區及景觀用水、綠地灌溉等提供所需用水，減少優質用水。

(3)新建白仙山水庫。白仙山作為區域“水缸”型水庫，與境內其他水源聯合供水，并預留應急備用庫容，通過“蓄豐補枯”的形式調蓄周邊隔西張水庫、溪口水庫等水源豐水期棄水，特殊枯水年或突發水安全事件情況下應急調用。

(4)實施平潭水庫加高，溪口、倉岙水庫清淤擴容，增加現有水源調蓄空間，挖掘水源內部潛力，減少豐水期棄水。

(5)實施小型水庫連通。隨著后期東陳鄉、泗洲頭鎮、鶴浦鎮等部分鄉鎮水廠取消后，原供給鄉鎮水廠的小型水庫如南盤、松岙、黃金坦、小百丈等，后續可將其與供水干管連通，作為枯水期應急備用水源，保證區域供水安全。

(6)落實境外引水。隨著縣域內用水量的增加，需進一步強化白溪水庫常態化引水，引水規模5萬m3/d，并加大豐水期引水。另為保障象山縣遠期用水需求，需積極爭取清溪水庫引水。

4.2 保障措施下供需平衡情況

保障措施實施后，對象山水資源量供需平衡情況分析，經計算，象山縣整體水資源供給保障能力得到有效提升，2025年生活及工業用水基本可得以滿足，但僅靠本地水源工程及白溪引水工程，2035年綜合生活和工業需水仍存在少量缺口，90%保證率下工業供水缺口799萬m3，為滿足未來的用水需求，需要通過積極爭取清溪水庫引水800萬m3予以解決。

綜上，通過以上6項水資源保障措施，可充分挖掘象山內部水資源潛能，增加水資源利用效率，提高自身水資源供給保障能力，構建持續穩定、集約高效的水資源供給保障格局。

表5 保障措施下象山縣生活及工業用水供需平衡計算成果 單位：萬m3/a

5 結語

現有供水格局條件下，隨著城鎮建設的推進及人口規模增加，較大的用水缺口問題將成為制約象山經濟社會發展重要影響因素，通過管網改造、分質供水、新建水源工程、已有水源擴容、小型水源連通、增大引水六大措施可有效提升區域水資源保障能力，同時針對境外引水需積極爭取清溪水庫800萬m3水量。

象山供需平衡分析成果及保障措施的提出，可為象山近5～10年水資源開發利用提供有效指導，為城市管理建設人員提供數據支撐，保障區域經濟社會可持續發展。本文需水預測人口數據基于《象山縣域總體規劃(2018—2035)》(草案公示)，數據存在一定時效性問題。