宁波市“五水共治”的经验研究

2021-12-14陈昊鹏

浙江水利科技 2021年6期

陈昊鹏

（中国石油大学（北京）安全与海洋工程学院，北京 102249）

1 问题的提出

由于城市化发展和全球气候变化，宁波市水环境存在的问题越发突出。提升水资源综合治理能力是宁波市发展的必由之路。目前对于宁波市的水资源治理模式，学者从不同方面进行了研究。王舟凤[1]对宁波市防洪排涝建设现状进行研究，认为应进行低影响开发建设，完善防洪排涝体系，加强防灾管理以预防和治理城市内涝；宋娟[2]对宁波市海绵城市试点区域进行模拟研究，为宁波市建设提供参考；黄叶华[3]认为防洪排涝规划应从宏观、中观和微观3 方面着手进行，从城市规划到路面建设提供一定的解决方案；金德钢[4]和杨成刚[5]则对宁波市平原河网的水资源调配进行相关研究，认为通过跨河流的水资源调配能够促进水体流动，缓解水质恶化，改善宁波市平原河网的水质；叶舟[6]则对水库联网联调的配置效率进行分析，认为此工程的建设有效提升了水资源的配置效率，更大区域的水资源分配也可以采用这种方法。

当前对宁波市水资源的治理策略研究多从单一的防洪排涝、污水治理或水资源调配方面着手，鲜有对“五水共治”综合施策的方式进行研究，其治理经验值得重视和研究。

2 “五水共治”实施背景及治水方法体系

2.1 宁波市水环境问题及成因

宁波市位于浙江省东部，是长江三角洲南翼的经济中心。全市境内多山地丘陵，河网密布，主要河流有余姚江、奉化江和甬江。奉化江和余姚江在市区内交汇为甬江，流向东北，经招宝山入东海。市区内平均海拔低于6 m，在气候方面，宁波市属于亚热带季风气候，冬季温和湿润，夏季炎热多雨，有台风侵袭。多年平均降水量为1 480.00 mm左右，5—9 月降水量占全年的60.00%。

目前存在的问题主要有以下几方面：一是宁波市汛期主要分为梅汛期和台汛期，由于季风气候导致降水不稳定，经常发生水旱灾害。如2013 年影响宁波市的台风“菲特”，造成宁波市区严重内涝，交通瘫痪、公共服务中断，城区内长时间严重积水，全市直接经济损失333.60 亿元；二是浙江省大部分水资源都位于山区，无法有效开发利用。2013 年浙江省水利普查公报显示宁波市人均水资源量只有1 760.00 m3，逼近1 700.00 m3的警戒线，改革开放以来，宁波市发展迅速，人口增长造成水资源迅速减少；三是宁波市生产总值中最重要的组成部分之一是工业，2003 年，宁波市工业增加值占GDP 的比重达51.40%，工业用水量极大，加剧了水资源的短缺，造成地表水污染。2013 年，宁波市主要河道的水质大部分为IV 类以下，甬江流域的水质甚至为劣V 类。

2.2 宁波市治水综合体系结构

宁波市目前急需提升水资源治理能力，以改善宁波市现有水环境，促进经济发展模式和整体生态环境的良性转变。“五水共治”就是在此背景下执行的水资源治理方案。

“五水共治”在治理时将水资源综合治理体系分为“治污水、防洪水、排涝水、保供水、抓节水”5 项。在评价宁波市“五水共治”建设成果时，本文把5 项水资源治理措施分为平时治理能力和灾时保障能力，平时治理能力又分为环境治理和用水保障；将防洪水和排涝水归类于灾时保障能力，将治污水归类于环境治理措施，将保供水和抓节水归类于保障用水方面的措施，将宣传“五水共治”作为独立一环。评价体系见图1。

图 1 水资源综合治理能力评价体系图

每项治水措施既各自分离又有机结合，本文对每个环节的治水效果进行评估，并对“五水共治”提升宁波市水资源综合治理能力的作用进行评价，建立水资源综合治理能力评价体系。

2.3 治理能力建设体系分析

2.3.1 污水治理

治污水是环境治理的重要一环。宁波市境内河网密布，全市共有市级河道18 条，总长度595.83 km，水域面积50.69 km2。县级河道168 条、总长度1 299.96 km、水域面积69.59 km2。过去，宁波市内河污染严重，河水发黑发臭，严重影响周围居民的正常生活。

针对河流污染问题，宁波市推进清理垃圾河、黑河、臭河的“清三河”工作，投入资金对受污染河流进行修复。修复措施具体包括封堵排污口、清除河道淤泥、开展河道疏浚、活化河道水流、恢复河流及沿岸生态环境。

截止2016 年，宁波市清理480 条受污染河流，总长度达到1 062.00 km、河道清淤长度2 000.00 km。在河道环境方面，通过封堵排污口、清除淤泥的方式阻止河道继续污染；以换水和人工种植水生绿色植物的方式，恢复部分河道的生态环境。水质方面，2012 年宁波市平原河网35 个采集断面中，符合Ⅱ类水质的有2 个，占总数的5.70%；达到Ⅲ类和IV 类标准的有8 个，占总数的22.80%；其余断面为V 类和劣V 类水质，占总数的71.50%。经过治理，2018 年25 个断面监测点中，达到Ⅱ类标准的有6 个断面，占总数的24.00%；达到Ⅲ类标准的有4 个断面，占总数的16.00%；达到IV 类标准的断面有6 个；余下9 个断面未达到IV 类水质标准，IV 类以下水质断面在宁波市全部检测断面中的比例从71.43%下降至36.00%[11]。河网水质状况见图2。

图2 2012—2018年宁波市平原河网水质状况图

由于宁波市大小河网在汇入甬江的入河口前均有碶闸分布，宁波市内河河网仍然处于封闭或半封闭状态，水体流动性差，需要人工干预循环水质。2019 年宁波市废水排放总量为8.07×108t，同期全市的污水处理量为7.20×108t，仍有0.87×108t 污水未能得到有效处理，对水环境影响很大； 2019年仍有2 个河网的水质优良率低于70.00%，其中慈溪市水质优良率仅为11.10%，水环境甚至劣于2018 年[12]，见图3。

图3 2019年宁波市主要水系地表水水质优良率图

2.3.2 供水保障

宁波市虽位于丰水区，却是一座非常缺水的城市，工业用水需求量大，作为一座人口达到820 万人的大城市，其人均水资源量仅为浙江省的59.00%，全国平均水资源量的45.00%，保障城市用水仍是艰巨的任务。针对工业用水量大、用水水质标准较低的现状，宁波市在“五水共治”之前就已采取“分质供水、优水优用”的措施，2008 年建成的姚江工业用水厂便是专门提供工业用水的水厂。

资料显示，宁波市不同地区降水量和水资源总量也有区别。目前宁波市拥有几百座水库，其中大型水库6 座，中型水库26 座，散布在全市各地，西南地区分布较多[10]。针对这一情况，宁波市推动水库群联网联调建设，通过隧洞和管道将11 座重要的供水水库置于联合调度之中。

研究表明，通过联通管网，改变了宁波市水库各地水资源原有的供水状况，水资源统一配置成为现实。汛期时，将部分水库无法承担的库容引至尚有库容的水库，保证汛期水资源的充分利用；旱期时，可实现水库之间水资源调配，缓解水库库容不足造成的用水紧缺。研究和测算表明：每年优化后的水库联网工程西线预计可增加约3 700 万m3的优质水资源，相当于1 座中型水库的储水规模[7]。工业供水企业目前主要为宁波市的工业聚集区提供工业用水。

水库联网工程和分质供水建设提升了宁波市整体水资源利用率，市区生活用水从以经过净化的河道水为主改为以水库供水为主；全市水库直供水比例从2005 年的不足40.00%上升至2014 年近100%。但是，宁波市在推行工业用水建设时仍然存在企业积极性不高的问题。目前宁波市的工业用水总量为9 600.0×104m3，平均每日用水量为2 648.0×104m3，见图4。宁波市姚江水厂日供水能力为 50.0×108m3，供远大于求，且用户多为大型工业企业，中小企业对工业用水利用率较低。

图4 2013—2019年宁波市总用水量图

2.3.3 节水建设

随着宁波市人口的持续增长和工业的继续发展，通过“节流”减少水资源的浪费，对宁波市的水资源治理来说同样重要。

数据显示：宁波市全市年总用水量为22.1×108m3，其中第一产业用水占全体的35.09%，第二产业用水量占全体的25.61%，第三产业用水量占6.78%，农村居民和城镇居民用水量分别占6.47%和15.20%，环境用水量占10.89%[9]。针对农业和工业生产中存在的水资源浪费问题，宁波市通过改进农业生产技术，采用防渗、滴灌等节水灌溉技术，中水回用、企业节水设施改造等措施，分离工业用水和普通用水，控制农业生产方面的单位用水量，保障水资源适当分配利用，见图5。

图5 2013—2019年宁波市各产业节水量图

分析宁波市总体用水量和重点用水指标的变化，可以确定宁波市节约用水的效果。数据表明：2013—2019 年，宁波市总共节约561.0×104m3的水资源，单位GDP 用水量从36.0 m3/万元降至18.6 m3/万元，下降40%。2019 年，宁波市全市除河道环境配水量（河道内用水）489.0×104m3以外，年总用水量为2 043×104m3。同2013 年相比差距不大。但是2013—2018 年，宁波市常住人口从766.3万增加到820.2 万；GDP 总量从7 128.00 亿元到突破万亿元大关。社会日常生产生活用水量没有太大改变。宁波市在常住人口和GDP 总量双增加的基础上，社会总用水量仍然稳中有降。

2.4 宁波市水资源灾时保障体系分析

“治污水”“保供水”“抓节水”重点注重水资源的日常治理能力，而灾害时的保障能力也是水资源综合治理的重要环节。

2.4.1 洪水防治

洪水和城市内涝是宁波市水灾的通常表现形式。宁波市多发台风灾害，台风来临时降雨量增加，如果同时遇到天文大潮，上游的洪水和下游的潮水相互顶托，加剧灾害的强度。2015 年台风“杜鹃”造成宁波市直接经济损失16.17 亿元，其就属于此种类型。

城市化发展导致绿地被大量侵占，破坏了沿河植被对土壤的固结作用，泥沙流入河道挤压河道空间，降低了河流的蓄洪排水能力。原有的排水设施按照旧标准设计施工，已无法适应大规模城市化后的排水需求，绿地覆盖建筑和不透水路面，雨水落到地表后无法直接下渗到地底，只能够通过排水口流入城市的地下管网。水利设施设备老化引发的一系列问题，导致洪水来临时无法有效排水，造成城市内涝。因此，提升宁波市防洪排涝水平十分必要。

目前城市建设中，海绵化改造是提升城市防洪排涝标准、降低洪涝灾害损失的通行做法。2016 年宁波市以姚江流域为试点，将总面积为30.95 km2的地块作为海绵城市的试点区域，初期确认63 个项目，总投资额达到264.56 亿元。在所有项目中，道路和广场的建设占总项目数的59.02%；大多数项目都是依附于原有设施的改造，单独建设的项目较少，试点建设项目及范围见表1 和图6。

表1 按项目分类的宁波市海绵城市试点建设项目表

图6 宁波市海绵城市监测体系建设范围图

城市道路的海绵化改造后道路排水量得到有效提升。以位于姚江新区的邵渡路为例，经改造后的路面在28.00 mm 雨量时路面不会出现积水，经过测算，排水量比未改造道路增加32.40%。

“排蓄结合”理念是城市内涝治理重要的指导思想之一，其中一个重要的实施方式是“低影响开发理念”（Low Impact Development LID）。LID 建设体系关键在于通过规模较小而且分散的收集方式收集降水，利用接近自然水文循环的方式使其净化，再收集利用。模拟显示：在历经2 h 30 a 一遇的暴雨情况下，使用LID 的低势绿地、屋顶绿化、自然沟渠和雨水花园等相似区域比常规建设模式的降水外排量降低大约43.70%，外排峰值降低28.30%。

2.4.2 排涝保障

当规模大、范围广、持续时间长的降水来临，降水量超过城市建设的承载能力时，城市将不可避免地发生内涝。宁波市城区有较多的低洼地段，强降雨来临时容易产生积水。2012 年台风“海葵”过境后，宁波市中心城区出现104 个严重积水路段。2013 年以来，宁波市新建长达143.00 km 的雨水管网，改造原有的80.00 km 的管网，疏通长达2 300.00 km 的养护管网，同时在原有联通内河和主要河流的闸门基础上新建多座强排泵站，加快内河向江河排水的速度。

自2013 年“台风菲特”严重影响宁波市以来，平均每年都会有4 个以上台风影响宁波市。2019 年宁波市的“五水共治”建设已经基本结束，此时台风“利奇马”来袭，它是建国以来登陆浙江省第3 强的台风，降雨量在历史上排第5 位，造成直接经济损失4.54 亿元，与2015 年相同规模的台风“灿鸿”造成的27.37 亿元损失相比，降低83.41%。具体台风降水量及经济损失统计见图7。