棗莊市市中區水資源利用現狀與優化配置研究

鄭顯軍，張松松

（棗莊市市中區城鄉水務局,山東 棗莊 277100）

1 引言

棗莊市市中區河流屬淮河流域,中運河水系,多發源于北部山區,由北向南有薛城沙河（蟠龍河）、西泇河、嶧城大沙河。全區流域面積超過100 km2的有嶧城沙河齊村支流、稅郭支流、郭里集支流,流域面積分別是145.9 km2、107.36 km2、136.79 km2,三條河流都經嶧城大沙河注入中運河,這些河流都系雨源型季節河流,特點是雨季水量較大,洪水暴漲暴落,枯季水少,流量較小甚至干涸。多年平均徑流量為1.1 億m3,平均年徑流系數為0.35,徑流模數為29.2萬m3/km2。全區最大年徑流量為3.27 億m3,最小年徑流量0.35億m3。

2 地表水資源量

根據《棗莊市第三次水資源調查評價》中分析成果,市中區同期年徑流量系列,根據分區內有控制站以及未控區的實際情況,分別采用控制站面積比法、徑流系數法和控制站天然年徑流量法。

根據《棗莊市第三次水資源調查評價》中分析成果,棗莊市劃分為五區一市,行政分區天然年徑流量的計算是在水資源分區天然年徑流量計算的基礎上進行的。即根據行政分區所轄各水資源區的部分面積和部分徑流深（由等值線圖量算）,計算部分徑流量的權重,根據這個權重和水資源分區的逐年徑流量,求得部分逐年徑流量,再把同一年的各部分年徑流量相加,求得各行政分區的年徑流量,并逐一建立同步系列,進行頻率計算,分析確定市中區分段變差系數Cv和不同保證率的年徑流量,即市中區多年平均徑流量為9555萬m3,徑流深253.9 mm,具體見表1。

表1 市中區多年平均年徑流量成果表

根據多年年徑流量系列計算成果進行頻率計算,確定市中區分段變差系數Cv和不同保證率的年徑流量,見表2。

表2 市中區多年地表水資源量特征值表

2.1 大中型水庫

市中區現有中型水庫1座系周村水庫,“三查三定”資料中周村水庫1960年～1977年泥沙總淤積量為203.0萬m3,平均年淤積量為11.3萬m3。根據巖馬水庫1960年～1997年與1960年～1980年長短系列年淤積率的比值（0.383）,對周村水庫1960年～1977年的平均年淤積率進行修正,預測未來水庫的泥沙淤積量。各特征庫容的淤積量,采用周村水庫1978年淤積測量時計算成果：死庫容為8.83%、興利庫容為82.48%、防洪庫容為8.69%。以此對周村水庫各特征庫容的淤積量進行分配,推求出現狀年的特征庫容：興利水位128.0 m,相應庫容為5046萬m3；汛中限制水位126.5 m,相應庫容為4147萬m3；死水位116.2 m,相應庫容為652.8萬m3。

周村水庫在供水保證率95%、75%、50%條件下,年可供水量分別為2164萬m3、2862萬m3、4218萬m3；在保證現狀農業灌溉面積3萬畝條件下,可向工業年供水量1670萬m3。

2.2 小型水庫及攔河閘（壩）

據調查,市中區現有小水庫15座,小型水庫總庫容1711.87萬m3,總興利庫容912.3萬m3。

根據《棗莊市第三次水資源調查評價》及調查的市中區小水庫變動等情況,市中區各轄區地表水可利用量（含大中型水庫、小水庫、攔河閘（壩））見表3。

表3 市中區分鎮街當地地表水可利用量 單位：萬m3

3 地下水資源量及可開采量

3.1 地下水資源量

根據棗莊市地質構造、水文地質條件、地層巖性、地形地貌特征以及地表水分水嶺情況等條件,棗莊市劃分為滕西平原、棗南平原、薛南平原共3個平原區；東王莊、十里泉、清涼泉、金河泉、荊泉5個泉區；運南山丘、半湖山丘2個山丘區；另有鳧山斷塊、羊莊盆地、嶧城盆地、棗陶煤田等,共14個水文地質大區。根據次級地貌、次級構造和含水層巖性特征,將棗南平原、金河泉區、荊泉區和羊莊盆地等進一步劃分為2～3個水文地質亞區,共劃分為14個大區、21個亞區,見棗莊市水資源分區圖1和棗莊市各水文地質區及所在行政區面積表4。其中,涉及市中區的有東王莊、十里泉、渴口、棗陶煤田、半湖山丘等。

表4 棗莊市各水文地質分區及所在行政區面積表單位：km2

根據市中區所涉及的水文地質分區面積及資源模數,棗莊市市中區多年平均地下水資源量為7225萬m3。

3.2 地下水可開采量

地下水可開采量是指在保護生態環境和地下水資源可持續利用的前提下,通過經濟上合理、技術上可行的措施,在近期下墊面條件下可以從含水層中獲取的最大水量。

根據分析計算,市中區地下水可開采量6333.6萬m3/a；《關于印發棗莊市2020年度水資源管理控制目標的通知》中,市中區地下水用水指標為4023萬m3/a。根據《棗莊市地下水管控指標確定報告書》,市中區地下水用水指標為4523萬m3/a。

市中區各轄區地下水資源可開采量見表5。

表5 市中區各轄區地下水資源可開采量情況表 單位：萬m3

4 水資源優化配置方案

市中區在不實施優化供水結構及不考慮分質供水的情況下,2025年、2035在不同水平年型都有余水；在區分水質供水情況下,2035年全區不缺水,但稅郭鎮存在130.3萬m3的缺水情況。

目前,市中區集中供水水源為丁莊水源地（批復取水許可量1197.2萬m3）、周村水庫（批復取水許可量1796萬m3,供給工業714萬m3）、渴口水源地（批復取水許可量365萬m3）、遺堂備用水源地（年設計供水能力365萬m3）,生活總供水能力3009萬m3,地下水供水比例占64%。根據《山東省生態委員會辦公室關于印發〈2019年以來全省生態環境形勢分析及下步打算〉的通知》要求,丁莊飲用水水源地是全省52個市級水源地中唯一超標的水源地,需要在2022年6月底前完成丁莊水源地優化調整替代。

同時國家水利部從今年4月1日起,執行新的《生活飲用水衛生標準》,直接導致地下水水質不達標,超標項目主要為硝酸鹽及總硬度,在不進行水質處理的情況下,不能用于生活供水水源。在實施節水措施的情況下,2025年生活需水2598.93萬m3,其中城鎮生活需水2175.9萬m3,農村生活需水423萬m3；2035年生活需水3065.67萬m3,其中城鎮生活需水2605.1萬m3,農村生活需水460.6萬m3。在不采取水質處理措施的情況下,可用于生活供水的水源為周村水庫地表水,生活用水保障能力嚴重不足。

經上述分析,市中區存在工程型及水質型缺水問題,需要采取水源置換及跨流域調水等措施解決缺水問題。雖然在新增南水北調二期供水指標后,可以緩解部分缺水問題,但由于丁莊水源地調整及地下水水質超標等問題,市中區生活缺水問題尤為突出,需置換工業取用周村水庫地表水,且需開展巖馬水庫向城市生活供水工程?？紤]部分輸水損失,巖馬水庫引水量2025年及2035年分別為1019.33萬m3、1437.92萬m3。

水資源優化配置依據綜合調配、優水優用的原則,按照以下要求進行：1）優先開發利用本地水源；2）城市公共供水優先采用周村水庫供水與巖馬水庫供水,丁莊水源地作為生活應急備用水源；3）工業用水優先使用再生水、外調水,不足部分由本地地下水補充；4）農業供水宜通過增加本地調蓄工程供水和已有水源解決；5）生態環境用水優先使用再生水、河道攔蓄水及外調水。

2025年市中區各類用水需水量見表6,供水量見表7,各類用水供水水源及供水量見表8。

表6 2025年市中區需水量表（農業95%） 單位：萬m3

表7 2025年優化供水結構市中區可供水量（95%）單位：萬m3

表8 2025年市中區供水水源

根據分析,近期2025年市中區,考慮水源置換,巖馬水庫地表水引入后,市中區城區生活用水可以滿足需要。丁莊水源地用于工業生產及生活備用水源。

2035年市中區各類用水需水量573.30萬m3,供水量14937.03萬m3,各類用水供水水源及供水量見表9。

表9 2035年供水水源及供水量 單位：萬m3/a

根據分析,近期2035年市中區,考慮水源置換,巖馬水庫地表水引入后,市中區城區生活用水可以滿足需要,丁莊水源地用于工業生產及生活備用水源。

5 結語

本文通過全面調查、分析,評價市中區水資源總量及利用現狀,通過水資源評價和預測,進行水資源配置分析,針對水資源開發利用存在的問題,提出決策方案。

（1）棗莊市市中區水資源相對豐富,但時空分布不均,直接影響地區水資源調配年內降雨、河川徑流分配不均勻,總體上看,市中區存在工程型及水質型缺水問題,自來水供水形式較為嚴峻。

（2）根據分析,近期2025 年、2035年市中區,考慮水源置換,巖馬水庫地表水引入后,市中區城區生活用水可以滿足需要,丁莊水源地用于工業生產及生活備用水源。

（3）受水資源調查數據限制及預測結果的不確定性,在實施水資源開發利用方案時,應加強論證,保障水資源的合理利用。