烟台市区水资源综合利用暨供水保障研究

2020-09-25刘远强潘敬柳孙少彤孙爱迪

水利技术监督 2020年5期

刘远强，潘敬柳，孙少彤，孙爱迪

(1.烟台市水利建筑勘察设计院，山东烟台 264003；2.烟台市规划设计研究院有限公司，山东烟台 264003；3.莱山区行政审批服务局，山东烟台 264003)

烟台地处胶东半岛北部战略要地，是环渤海经济圈内重要节点城市、山东半岛蓝色经济区骨干城市、“一带一路”重点建设港口城市，东连威海，西接潍坊，西南与青岛毗邻，北濒渤海、黄海，并与大连隔海相望，共同形成拱卫首都北京的海上门户，区位优势明显。截至2018年底，烟台市区常住人口约为238.8万人，其中城镇人口205.5万人，城镇化率达86%，地区生产总值达2967亿元，人均国内生产总值为12万元，处于全国领先水平。烟台市区初步形成以机械制造、现代服务业为支柱，以食品、医药、电子为优势，以高新技术产业为先导的产业结构框架，三产结构比重为3.0∶51.7∶45.3。

烟台市区已初步形成了以地表水蓄、引、提、调相结合为主，地下水浅层开发为辅，输水网络以城市为中心的水资源开发利用体系；建成门楼大(2)型水库，高陵、桃园、龙泉、瓦善等中型水库4座，永福园地下水库，胶东引黄引江调水工程，以及155座小型水库、34座闸坝、1870座塘坝，总库容为7.05亿m3。建成572处机电排灌站、4995眼机电井，有力地支撑了经济社会发展用水需求。

1 水资源开发利用存在的主要问题

近年来，烟台市区水资源开发利用与供水保障能力取得了显著进步，但由于多方面原因，与其他先进地区相比，烟台市区水资源利用与供水保障问题仍然十分突出，供水结构及体系还不尽合理，随着市区产业结构优化的加速推进，经济社会发展对水资源供给和水生态环境保护提出了更高要求，水资源开发利用尚存在明显薄弱环节。

(1)水资源短缺形势与经济社会用水和生态环境用水之间的矛盾进一步加剧。

(2)城乡供水水源结构不尽合理，统筹调配格局尚未形成，供水片区互连互通程度不高，城乡供水保障水平亟待提升。

(3)水生态环境状况不容乐观，河道断流、地下水超采、海水入侵等一系列水生态问题仍然存在，水生态系统稳定性和整体功能亟待改善。

(4)水管理体制和机制尚待完善，水资源综合开发利用与保障能力亟待提升。

2 水资源综合利用总体思路

2.1 规划水平年及发展目标

2.1.1规划水平年

现状基准年为2018年，规划水平年为2025年和2030年，重点是2030年。

2.1.2发展目标

2025年目标：通过进一步强化节水措施，年节水能力达到5633万m3以上，一般企业万元工业增加值用水量控制在13.6m3以内，万华工业园等重点企业万元工业增加值用水量控制在11.3m3以内，农田灌溉水有效利用系数达到0.68，用水总量控制在37635万m3以内；新增供水能力19128万m3。

2030年目标：全面建成节水型社会，年节水能力达到9377万m3以上，一般企业万元工业增加值用水量控制在3.3m3以内，万华工业园等重点企业万元工业增加值用水量控制在9.2m3以内，农田灌溉水有效利用系数达到0.70，用水总量控制在41720万m3以内；新增供水能力22565万m3。

2.2 发展布局

根据烟台市区地形地貌特点、资源禀赋条件、经济社会发展格局、空间发展定位，基于发展战略，分南部、中部、北部地区进行布局，合理规范开发秩序，有效控制开发强度，在现有河湖水系连通联调挖潜和非常规水优化利用的基础上，主要对水资源开发利用程度较低的外夹河实施规模适度、节奏合理的综合利用工程，逐步形成功能明确、三区联动、协同发展的“水系生命带”，全面建成高效、协调、可持续的水资源开发利用和保护格局。

(1)南部地区——水系生命带养水的“池”

南部地区是烟台市区主要河流的发源地，是“水系生命带”的聚水养水区域，为“水系生命带”给经济社会和生态环境输送生命之水提供支撑，是水供养核心区域。该地区要落实陆域水源涵养空间，治山治水治污相结合，重点通过实施森林区保护和建设，扩大水源涵养的生态空间，做大做强水系生命带养水的“池”，与水系生命带中部地区河湖、水库、湿地等地表盛水的“盆”，以及水系生命带北部河口地下水库补源涵养利用的地下存水的“窖”一起，接住降水、留住洪水、存住外调水，从时空优化配置用好水，为统筹解决烟台市区城乡供水提供支撑和保障。

(2)中部地区——水系生命带盛水的“盆”

中部地区是烟台市区水资源连通联调的核心区和现代农业发展的主要用水地区，以蓄水引水等水资源供给和农业高效节水为重点，也是“水系生命带”纵横连通联调的地区，进一步打通各水系的连通通道，以胶东调水干渠为轴，以门楼、高陵水库为核心，桃园、龙泉、瓦善水库为辅，并根据形势，按照“确有必要、生态安全、可以持续”的要求，2030年适时开工建设外夹河水资源开发利用工程——老岚水库，与北部地区永福园地下水水库和沁水河地下水库一起，逐步形成“一轴两核八库联调、四水东西互济”的水源调配格局，为北部地区的城市发展提供水源保障。同时，完善中部地区现代农业高效节水体系，发展高效节水的现代旱地农业和现代灌溉农业，建设都市设施景观农业和生态观光农业。

(3)北部地区——水系生命带存水的“窖”

北部地区是烟台山海城市的核心区，是山东半岛的中心城市之一，是区域的金融、贸易、服务中心，全国重要的旅游度假胜地，是最主要的用水区，也是“水系生命带”开花结果最集中的地区。结合入海口海水入侵治理，实施以大沽夹河永福园地下水库和沁水河地下水库为主的地下水源工程建设。根据产业园和重点企业的布局，实施再生水和海水淡化利用工程，与中部地区的外调水和当地地表水一起，逐步构建常规和应急并重的双保障供水体系。常规水源以地表水和外调水为主，地下水和非常规水为辅；应急备用水源以地下水为主，水库备用库容、应急外调水、非常规水等为辅。同时，协调好发展和保护的关系，北部地区的合理高效用水也是对南部水源涵养保护和中部水资源合理开发的支撑。

3 水资源配置

3.1 水资源供需分析

3.1.1需水预测

按照《烟台市国民经济和社会发展第十三个五年规划纲要》等相关规划要求及烟台市区不同水平年的需水定额，烟台市区规划水平年需水成果见表1。

表1 烟台市区规划水平年不同频率河道外需水总量单位：万m3

3.1.2供水量预测

地表水可供水量预测：到2030年，烟台市现有大中小型水利工程及桃园中型水库增容后(不含规划的老岚水库)，地表水多年平均可供水量为15387万m3；特枯水年(95%来水频率)可供水量为7833万m3。

地下水可供水量预测：到2030年，烟台市区地下水多年平均可供水量控制在9290万m3以内(农村在5290万m3以内，城市在4000万m3以内)，特枯水年(95%来水频率)可供水量控制在11790万m3以内(农村在5290万m3以内，城市在6500万m3以内)。

外调水可供水量预测：到2030年，外调水可供水量为8643万m3(胶东调水工程可供水量为6000万m3，栖霞庵里调水工程可供水量为2643万m3)。

非常规水可供水量预测：到2030年，再生水处理能力达到30万t/d，海水淡化处理能力达到7.5万t/d，多年平均城市工业和河道生态可供水量为8400万m3，特枯水年(95%来水频率)城市工业和河道外生态可供水量为9500万m3。

烟台市区规划水平年不同频率河道外可供水量见表2。

表2 烟台市区规划水平年河道外可供水量单位：万m3

3.1.3供需平衡

烟台市区规划水平年不同频率水资源供需分析成果详见表3。

表3 烟台市区规划水平年不同频率水资源供需分析成果

3.2 水资源配置

2030水平年烟台市区多年平均配置水量41720万m3中，城市用户配置水量30620万m3，占总配置水量的73.4%，较基准年提高18.5%。农村用户配置水量11100万m3，占总配置水量的26.6%。特枯水年(95%来水频率)配置水量37766万m3中，适度加大城市地区配置比例，城市用户配置水量29445万m3，占总配置水量的78.0%；农村用户配置水量8321万m3，占总配置水量的22.0%。城乡不同用户水资源配置符合国家战略对烟台市区作为我国新型城镇化、战略性新兴产业集群、蓝色经济区等发展方向和重点。水资源配置结果见表4。

表4 烟台市区规划水平年不同来水频率水资源配置成果

4 城乡供水保障体系研究

围绕烟台市区的供水保障，以纵贯烟台市区东西走向的胶东调水干渠为烟台水源调配的生命主轴，以门楼水库和高陵水库为烟台市区东部和西部供水保障的两个核心，以门楼水库、高陵水库、桃园水库、龙泉水库、瓦善水库、永福园地下水库以及计划2024年建成的老岚水库为节点水库，对地表水、地下水、外调水、非常规水等“四水”进行联网调配，东部、西部供水水源实现互济一体的“一轴两核八库联调、四水东西互济”水源调配格局。

4.1 强化多重水源保障

确保外调水。烟台市区是一个水资源十分短缺的地区，外调水是烟台市区未来发展不可或缺的基础性资源，在确保国家分配给烟台市区引黄水和引江水的指标上，努力争取扩大量，引黄、引江水进入门楼水库和高陵水库调蓄后，全市统筹调配；确保栖霞庵里水库的调水指标，庵里水库引水量进入烟台市区后，可直接供应开发区，也可通过胶东调水干渠进行全市配置。

盘活当地地表水。一是以胶东调水工程通水为契机，串联内夹河、外夹河、辛安河、汉河、黄垒河等水系，优化配置水资源。二是加强水系连通，建设烟台市区各水系与胶东调水干渠之间的互连互通，结合区域地表水库和地下水库，多库相连、河库相连、河系相连、管渠相连，加大雨洪资源的利用。三是针对水资源开发利用程度较低的外夹河，因地制宜地修建一批拦河坝，加大雨洪资源利用，按照规划节点目标开展老岚水库的建设，增加地表水利用量。大中型工程调控的地表水供给以城市供水为主，小微型工程调控的地表水供给农业生产和河湖内生态。

合理开采地下水。结合烟台地形地貌，通过修建河口地下水库，恢复和涵养沿海带地下水，减少海水入侵影响，同时通过补源井和置换井，利用雨洪资源和上游水库调节，有计划地对地下水库进行回灌和水体置换，合理开采利用地下水库水源供给城市用水。农村地区严格以可开采量为控制红线，合理开采浅层地下水，供给农村生活和农业生产。

挖潜非常规水。一是增加污水处理及再生水利用量。强化污水处理回用，完善再生水利用设施，结合湿地净化等生物措施，加大再生水利用力度，促进工业生产、城市绿化、道路清扫等优先使用再生水，符合水质标准可就近补充河湖生态环境用水。二是增加海水利用量。结合滨海地区工业园区建设，适度发展海水淡化工程，积极推进高倍浓缩多效蒸馏海水淡化及综合利用一体化等新技术的应用，在电力、化工、石化等行业推行直接利用海水作为循环冷却、脱硫、冲灰冲渣等工业用水。

通过实施引调水工程和水源调配工程，合理开发利用水资源开发利用程度较低的外夹河和沁水河，大力提升全域水资源调控能力，基本实现丰枯调剂。水源调配格局建成后，水源时空调控能力大大增强，到2030年，多年平均地表水和外调水供水量达到24030万m3，较基准年增加28.4%(18715万m3)，其中外调水和大中型蓄水工程供水占80.8%；地下水供水比例由现状27.9%降低到22.3%；再生水和海水淡化等非常规水供水比例增加到20.1%。城乡生活和工业供水保证率达到95%以上，农业灌溉供水保证率维持在50%以上，基本实现一水多用、开源节流、多元配置。

4.2 建设现代城市供水水网

结合烟台城市布局和当前供水格局，打通东、西城区，实施开发区、莱山区、福山区、牟平区、高新区等五区供水管网连通工程，构建“两片五区多厂，全域连通互济”的现代城市供水水网。

优化水厂布局：按照每一供水片区至少有一骨干供水水厂的原则，优化水厂布局，扩建、整合、新建一批水厂。

加强供水片区水网连通互济：按照各供水片区既相互独立，又联网互通的原则，以五区连通工程为抓手，逐步建成“全域一张网”的供水水网。

再生水管网建设：结合污水处理厂提标改造及湿地净化系统建设，推进万华工业园、城市绿化用水、河湖生态补水等再生水管网建设。到2030年，再生水厂供水能力达到30万m3/d。

完善沿海带淡化海水供水管网：结合华能烟台八角电厂等企业，建设海水淡化企业和用水企业一对一的输水管道。到2030年，海水淡化能力达到7.5万m3/d。

城乡供水一体化：采取城市自来水延伸、集中联片供水和供水设施改造等方式实施村镇供水提质增效工程，加大牟平区村镇饮水安全保障能力，着力实现全市供水服务均等化。到2030年，基本实现城乡供水一体化。

5 重点工程建设

通过对桃园水库增容、栖霞调水工程、水系水库连通、雨洪资源利用、地下水库回灌补源、非常规水利用、城乡供水一体化建设等工程建设，实行联合调度和增水补源，全面提升烟台市区水资源统一调控能力。同时，根据未来城乡供水发展情况，2020年启动的老岚大(2)型水库，进一步提高烟台市区常规和应急备用供水保障水平。

桃园水库增容工程：桃园水库位于烟台市牟平区观水镇韩家中村村东500m，外夹河支流中村河上，坝址以上控制流域面积为64km2，总库容为1235.9万m3，兴利库容为503万m3。增容后，桃园水库总库容变为1183万m3，兴利库容增加到864万m3，计划2020年完工，总投资为4922万元。

栖霞调水工程：实施庵里水库向开发区调水工程，2020年和2025年规划水平年调水规模均为2920万m3，2030年调水规模为2643万m3，主要沿线工程包括龙门口与庵里水库的联通工程、庵里水库与开发区徐家水库连通工程、徐家水库改建工程、新建小(1)型山吴家水库工程、门楼水库应急供水线路等。计划2020年前完工，总投资为45289万元。

雨洪资源利用工程：主要针对具有一定水资源开发利用潜力的外夹河和辛安河修建橡胶坝，拦蓄雨洪资源，提高地下水位，增加供水量，以淡压咸，减小海水入侵面积，改善水生态环境。2020年，完成外夹河东回里橡胶坝、红旗路橡胶坝、辛安河桃林橡胶坝等3座橡胶坝的修建，投资10800万元；2021—2025年，完成外夹河河口和钱村橡胶坝的修建，投资12300万元，总投资23100万元。

永福园地下水库回灌补源工程：2030年之前，实施永福园地下水库回灌补源工程。在已建260眼补源井的基础上新建回灌补源渗井700眼、水体置换井70眼、库区地下水位动态观测井12眼、地下坝水位观测井14眼、水质检测井10眼，投资6500万元。

再生水利用工程：实施套子湾和辛安河两个污水处理厂再生水利用项目，建设规模为30万t/d的再生水处理能力，计划总投资为9亿元。套子湾污水处理厂供万华工业园再生水工程项目是烟台市区城建重点项目，建设规模为25万t/d。辛安河污水处理厂再生水项目分两期建设，一期工程结合污水处理厂升级改造，配套建设2.5万t/d再生水处理能力；二期工程再建设2.5万t/d的处理能力。

海水淡化工程：烟台市区现状年2018年基本无海水淡化利用量，规划到2025年市区海水淡化折合淡水量达到5万m3/d，2030年海水淡化折合淡水量为7.5万m3/d。总投资为2000万元。

城乡供水一体化工程：根据《烟台市农村饮水城乡供水一体化规划》(2019—2021)，烟台市区总投资达8.0亿元，城镇一体化供水覆盖率达到60%以上。

老岚水库工程：老岚水库是外夹河上最大的水资源开发利用工程，水库位于山东省烟台市福山区，外夹河中游，坝址在福山区老岚村南1.2km处，水库控制流域面积为624km2，总库容为15792万m3，兴利库容为8491万m3，多年平均年供水量为2776万m3，总投资为81.75亿元。计划2020年10月开工建设。