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山东半岛缺水解决方法

发布时间:2022-10-31 02:42:35

‘壹’ 山东半岛城市群地区水资源及开发利用现状

在资源性条件中,水资源是山东半岛城市群地区最关键的一种资源,因为山东全省年降水量平均只有600多毫米,通过山东北部入海的黄河地表水流量也在日益减少,而今后人口与经济发展对水资源的需求,都在不断地增加。

1.山东省的基本水资源概况

山东省地表水资源主要有黄河及沂、沭、汶、泗4个水系。山东及邻区基本水资源量情况见表4。(据《中国水资源公报》,1997及2005)

表4 山东及环渤海其他地区水资源对照(1997年及2005年)

(据《中国水资源公报》)

除黄河干流外,其他主要发育于山东省的河流,密切受大气降水的补给影响,不同频率的年降水量对地表的水资源量影响明显,与多年均值相比,相差数量是很大的(表5)。

表5 山东半岛地区8个城市年降水量计算成果

注:Cs为偏差系数;Cv为变差系数。(山东省水利厅)

山东省地表水资源总量特征值见表6。

表6 山东半岛城市群地表水资源总量特征值

(山东省水利厅)

2.山东半岛城市群地区地下水资源概况

山东省地下水资源主要有第四系孔隙含水层,分布在平原地区,此外是碳酸盐岩地区的岩溶裂隙管道流水,还有火成岩、变质岩地区裂隙地下水及其他碎屑沉积岩的裂隙地下水。

山东省及环渤海其他地区的地下水资源对照见表7,各地人均水资源量对照见表8。

表 7 山东及环渤海其他地区地下水资源对照 ( 1997 年)

( 卢耀如,2002)

表 8 山东及环渤海其他地区人均水资源量对照 ( 1997 年)

(卢耀如,2002)

人口以2000年人口普查为准,所以水资源量也以相近时间1997年进行计算,当时山东省降雨相对少而干旱。1997年,山东省人均水资源量只有194.5m3/a,除了河南之外,比环渤海的津、冀、京地区都高;2005年,山东全省人口为9248万人,水资源总量为415.9×108m3/a,由于连续两年为丰水年,人均水资源量达499.71m3/a;反映出水资源量变化很大。但是,山东省人均水资源量195~499.71m3/a的数值,与联合国规定的人均1700m3/a相比,仍属缺水的地区。所以,山东和其他环渤海地区一样,都是严重缺水的地区。

在山东半岛城市群地区,济南、淄博、潍坊、东营4市,与岩溶地下水资源都有密切的关系,特别是鲁中南山区的岩溶水资源,对周边城市有明显影响。鲁中南山地和环渤海其他地区岩溶水情况的对比见表9。

表9 鲁中南及华北其他地区岩溶水资源对比

(据陈鸿汉(2000)资料)

作为鲁中南山地而言,虽然尚存剩余的7.67×108m3/a水资源,实际上已经是超采了,如考虑生态流量系数QE,则

山东半岛城市群地区地质-生态环境与可持续发展研究

式中:QE———水资源生态流量系数,%;QT———总岩溶水资源量,m3/a;Qd———开采岩溶水资源量,m3/a。

通常情况下,QE值应为>60%,以总岩溶水资源量为35.74×108m3/a计,应当有21.44×108m3/a的岩溶水资源量向下游排泄,以维护当地及下游的生态需求,而目前只剩7.67×108m3/a,则已超采了14×108m3/a的岩溶水资源量。

山东省地下水资源量虽然1997年据山东省地矿部门统计有119.36×108m3/a,但是目前计算天然补给的资源量只有39.84×108m3/a,其中淡水可开采资源量只有29.13×108m3/a。另外,山东省地下水资源中,除有淡水29.29×108m3/a之外,尚有微咸水65.1×108m3/a,半咸水9.35×108m3/a,共103.74×108m3/a,这情况表明,山东省地下水资源量在急剧减少,相应也引起了更多环境问题。

山东半岛城市群地下水资源以水文地质分区来综合考虑其资源量及开发利用较为妥当,因为一个城市的地下水资源量及开采方式应当与当地的水文地质条件相协调,应当从地下水系统来考虑。例如鲁中南山地,应以岩溶水系统作为评价的基础。

山东半岛地区地下水资源径流模数,与地表及岩性具有密切关系,岩溶山区可达(25~30)×104m3/km2·a;变质岩、岩浆岩、碎屑岩山区裂隙性地下水径流模数为(8~10)×104m3/km2·a,在胶莱大沽山区,只有(5~8)×104m3/km2·a;平原区孔隙性地下水的径流模数一般为(15~20)×104m3/km2·a。

2000年,山东半岛8个城市的地下水资源量见表10。

表10 山东半岛各城市地下水资源量(2000年) (矿化度≤2g/L)

(山东省地矿局)

3.山东省水资源主要供水源消耗用水结构

山东省主要水资源是以大气降水为主的地表径流及地下径流,它们构成主要的地表水资源和地下水资源。严格地讲,地表水资源统计中不能把过境大河流的流量计算在内,山东省水资源中还有引黄河水这项内容,以及南水北调水源、海水淡化的水源。1998~2005年,山东半岛实际消耗水资源的水源结构情况是:地表水37%,地下水45%,引黄河水16%,其他2%,表明开发利用地下水资源占总水资源利用量的近一半,“其他2%”来源主要有污水处理后的二次水源及海水淡化的水源。目前,污水利用量分别只占1998年和2003年平均总供水量94.28×108m3/a中的0.96×108m3/a和0.93×108m3/a。山东半岛2005年供水结构见图12。山东半岛1998~2005年供用水量对比见图13。

图12 2005年山东半岛实际供水水源结构(据《水资源公报》)

图13 1998~2005年山东半岛实际供用水量对比(据《水资源公报》)

山东半岛地区水消耗结构与其他地区一样,包括工业、农业、居民生活用水。

山东半岛1998~2003年历年实际用水量为(76.7~98.0)×108m3/a,平均是:农业方面61.95×108m3/a(农田灌溉57.02×108m3/a,林牧渔4.93×108m3/a),工业方面18.31×108m3/a,生活用水共12.19×108m3/a(城镇生活6.32×108m3/a,农村生活5.87×108m3/a),总平均用水量为92.46×108m3/a。其中,农业用水占总用水量的60%以上。

2003年,山东半岛城市群地区地下水开采情况列于表11。

表11 山东半岛城市群地区地下水开采量及用水情况对照

(山东省地矿局)

4.水资源量受气候条件控制出现旱涝现象

山东半岛处在渤海、黄海的海岸带,全年降水量只有600多毫米,受大气候变化特别是季风的影响,因而降雨在一年四季中是不均匀的,与我国其他地区一样,雨季多集中于6~8月份,这个时期降水量占全年总降水量的70%~80%,而冬、春季节少雨干旱,降雨量多数只占全年降水量的20%~30%。当然,一般常年的干旱,对农业及居民生活会有影响,但危害尚小些,如遇上其他气候条件的异常现象,如厄尔尼诺、拉尼娜等,其危害性就大了,因此,山东半岛地区也经常出现较大的洪涝和干旱现象。

根据有关历史记载,以济南、临沂及菏泽3个地区资料为据,500多年来,山东半岛出现的旱涝情况见表12。

表12 山东主要地区旱涝统计

(中国气象科学研究院,1981)

表12 中的计算依据为:

式中:

山东半岛城市群地区地质-生态环境与可持续发展研究

月多年平均降水量;Ri———逐年5~9月份降水量;σ———标准差。

从表12可看出,500多年来,山东半岛济南、临沂及菏泽地区,一般正常年份占28%~30%,旱灾占30%~40%,涝灾占30%~35%,就是说3年中,只有一年正常,其余是平均一年旱、一年涝。

山东半岛地表水可供水量,P=50%时为43.67×108m3/a,P=75%时为28.90×108m3/a,P=95%时为10.89×108m3/a。仅依靠当地的地表水资源已不能满足目前对水资源的需求,地下水也已大量开采,黄河水已是主要沿河城市多年引用水源。根据前面论述,山东半岛地区在地表水资源减少的年份,地下水资源开采量也会受到限制,当地对水资源的需求,将会更加严重。

综上所述,山东半岛城市群地区,水资源性缺乏是一个客观的现象。

5.水污染概况

山东半岛城市群地区地表水水质有重硫酸盐类型、氯化物型,分布最广的是重碳酸盐钠类型水,这与滨海地区的自然条件有关。山东半岛城市群地区地表水化学类型见表13,不同水质分布面积见表14。

表 13 山东半岛 8 个城市地表水水化学类型、分布面积统计

续表

(山东省环保局)

表14 山东半岛地表水调查不同水质的分布情况

从水质上看,最主要的是碳酸盐类,占89.92%,而Cl-Na型水质分布面积虽然不多,只占10.08%,但主要在东营、烟台和青岛等沿海地带,对滨海地带的环境影响还是比较大的。

主要水库的水质,1976~1980年主要是重碳酸盐类型水,其中以HCO3-Ca型水为主,也有HCO3-Mg型水,但马尚水库有SO4-Ca型水,反映水质污染是严重的。2000~2004年,出现SO4-Na水的比例增大,如阎家山水库、藏格庄水库、马尚水库、南村水库、太河水库、黄台挤水库、福山水库,王屋水库为SO4-Ca型水,此外,还出现Cl-Na型水,如羊角沟水库、闸子闸水库、团旺水库、峡山水库、九台水库、白免丘水库等,米山水库有氯化钙型水。通过对比可看出,原先只有阎家山(氯化钙型水)和羊角沟(氯化钠型水)这两个水库的水质不良,占统计的28座水库的7.1%,至2004年,硫酸盐型水库有7座,占统计的28座水库的25%,而氯化型水质水库有8座,占28座水库的28.9%。这些数据表明,10多年的时间内,这些水库的水质已受到严重污染。

湖泊以总磷、总氮、叶绿素、高锰酸盐指数和透明度为主要水质评判项目。

以地表水环境质量标准(GB3838—2002)的Ⅲ类水质为标准,在8个城市的地表河水中,济南、东营的河流超标率达100%,青岛为74.5%,日照最少,也达42.3%。8个城市的全年、汛期、非汛期评价河段超Ⅲ类水质的超标率见图14。

图14 8个城市地表河水超Ⅲ类水质的河流数量超标率

在水库水中,济南有1座水库,库水全年都是Ⅴ类和劣Ⅴ类水质;青岛有10水库,全年、汛期及排汛期有4座水质在Ⅳ、Ⅴ类;日照1座水库水质在Ⅲ类之下;威海2座水库,一座水质为Ⅳ类;潍坊10座水库,水质在Ⅳ类水以上的有3座;烟台7座水库,有6座以上为Ⅳ类水;淄博2座水库,有1座水库水质在Ⅳ类以上。8个城市共33座水库中,全年有7座水质在Ⅳ类以上,汛期有1座在Ⅳ类以上,非汛期有10座在Ⅳ类水质以上。这些数据表明水库水质的污染是严重的。

山东半岛地区,根据地矿及环保部门对地下水pH值、总硬度、溶解性总固体、硫酸盐、氯化物、铁、锰、铜、锌、挥发分、高锰酸盐指数、硝酸盐氮、亚硝酸氮、氨氮、氟化物、氰化物、汞、砷、镉、铬、铅等项目的检测,表明地下水的水质也已受到污染威胁,8个城市地下水质中主要成分超标率及最大超标倍数见表15。

表15 8个城市地下水主要成分超标率及最大超标倍数

目前山东半岛城市群地区,平原区地下水监测井有67口,山丘区有100口,水质类型见表16。

表16 山东半岛城市群水质类型综合

(山东省地质环境监测院)

在平原区地矿部门负责的地下水中,Ⅳ类和Ⅴ类地下水的监测井数占总监测井数的84.2%,山丘区占67%。这些数据表明,山丘区地下水水质比平原区稍好些,但地下水水质不良,已有严重污染的占84.2%和67%,已是不可忽视的客观事实。

据山东省地质环境监测院资料,将山东半岛地区地下水污染状况列于表17。

上述地表水和地下水污染情况表明,山东半岛地区不仅水资源数量不能满足需求,而且水质在恶化。目前山东半岛地区,污水处理厂总能力为173.5×104t/d,多是二级处理,而山东半岛实际供水量为92.46×108m3/a,则每日供水量为2560.6×104m3/d,污水处理量只占用水总量的6.7%。

表17 山东半岛城市群地下水污染状况统计 单位:km2

‘贰’ 地理问题!!!!!!!!!!!!!!!!

C
东线工程是在江苏省江水北调工程现状(抽取长江水400m3/s)基础上扩大规模和向北延伸。从长江下游扬州附近抽引长江水,利用京杭大运河及与其平行的河道为输水主干线和分干线逐级提水北送,并连通作为调蓄水库的洪泽湖、骆马湖、南四湖、东平湖,在位山附近通过隧洞穿过黄河后可以自流,需新招位临运河进入京杭运河的卫运河、南运河到天津(图)。输水主干线长1150km , 其中黄河以南660km;黄河以北490km。 输水渠道的90%可利用现有河道和湖泊。
从东平湖建山东西水东调工程,送水到山东半岛的烟台、威海。西水东调工程是解决山东半岛严重缺水的关键工程,其西段(240 km)由东平湖经济南至引黄济青干渠,中段(138 km)利用现有引黄济青工程的干渠,东段(318 km)从引黄济青干渠的家庄建分水闸,需建3~4级泵站扬水至烟台、威海。
东线工程全线最高处东平湖的蓄水位高于长江水位约40 m;黄河以南需建设13个梯级75座泵站,总扬程约65 m。黄河以北可自流到天津。抽水泵站大部分又可结合当地骨干排水河道排涝。东线工程除调水北送任务外,兼有航运、防洪、除涝等综合效益。
江苏省江水北调工程的规划规模是" 64321"即抽江600 m3/s、进洪泽湖400 m3/s、出洪泽湖300 m3/s、进骆马湖200 m3/s、出骆马湖100m3/s。江苏省自1961年开始建设江都泵站,经过40年的建设,现已建成9个梯级,20座正规泵站,抽水泵站装机容量20多万kW·h,可送水到连云港、徐州及南四湖的下级湖。抽江规模已有400m3/s(现实际抽引长江水的能力为508 m3/s),多年平均抽江水量约 33亿m3/s,干旱年抽江水量可达60多亿m3。目前,可送水到下级湖 50m3/s, 水量5亿m3 ~ 7亿m3。
由于东线工程输水河道所处位置地势较低,受高程限制,主要供水目标为黄淮海平原东部和山东半岛,解决苏北、山东东部和河北东南部农业以及津浦铁路沿线和山东半岛的城市缺水,并可作为天津市的补充水源。
东线工程可以根据华北地区及山东半岛的需水要求和国家的经济承受能力,先通后畅,分期实施,逐步扩大调水规模。
应急(第一期)工程: 在江苏省江水北调工程(抽江规模400 m3/s)的基础上,江苏段改扩建部分泵站和输水河道,扩挖山东境内河道和兴建四级泵站,输水入东平湖10亿 m3左右。续建一条穿黄隧洞,黄河以北利用正在建设的引黄济津线路输水。遇华北连续干旱时,利用江苏省泵站的空闲时间; 从10月中旬至次年3月, 向黄河以北或山东半岛送水,其中向天津应急供水4亿 m3~5亿 m3。2001-2002年建设完成。
第二期:在第一期工程的基础上,抽江规模扩大至600m3/s ~700m3/s,多年平均抽江水量90亿 m3~100亿 m3;进上级湖的规模达到350m3/s,进东平湖300 m3/s,向山东半岛供水50 m3/s,水量10亿 m3 ~15亿 m3;过黄河200 m3/s,水量30亿 m3~40亿 m3,可替换山东引黄灌区和河北、天津的部分引黄水量,补充海河东南部平原的供水不足。在东线应急(第一期)工程完成后开工建设,2010年左右建成。
第三期:在第二期工程的基础上,抽江规模扩大至800 m3/s~1000m3/s,多年平均抽江水量130亿 m3~170亿 m3;向山东半岛供水90 m3/s,水量15亿 m3~20亿 m3;过黄河400 m3/s,水量60亿 m3~80亿 m3,向城币供水20亿 m3。预计在2030年左右开工建设。
东线的难点是:沿线水质污染较重;难以解决北京缺水;黄河以南需用电力泵站扬水,运行费用较高;因与江苏省江水北调工程共用输水河道、泵站和湖泊,遇淮河流域干旱或江苏用水高峰期,向北供水的水量和过程难以保证;运行管理复杂。
1993已审查通过东线第一期工程可行性研究修订报告,并完成东线第一期工程的总体设计。同年水利部审查通过了《南水北调东线第一期工程修订环境影响报告书》。

‘叁’ 雷州半岛河网密布却旱灾频发的原因

第一,雷州半岛位置特殊,南部有海南岛的五指山,西南还有越南的高山群,这些高山围绕着雷州半岛,到了春末夏初,气流爬过五指山和越南的群山之后,会在海南岛北部,北部湾一带形成下沉气流,从而产生焚风效应,导致雷州半岛升温并加剧蒸发。

第二,气候原因。雷州半岛属于热带气候,气温高,光照长,辐射强,土壤的蒸发量和作物的蒸腾量都很大。

第三,地形原因。雷州半岛海拔较低,地形平缓,南部为玄武岩的台地,略呈龟背状,中西部和北部多为海成阶地,中东部为冲积和海积平原。这种三斜面的龟背式地形,不利于蓄水,而且玄武岩的地质渗透力较强,导致雷州半岛的地表水比较匮乏。

雷州半岛干旱缺水的解决措施

彻底解决雷州半岛干旱缺水的问题,1958年,湛江开始了雷州运河的建设。运河始于湛江的鹤地水库,流经廉江、遂溪、雷州等多个县市,干河全长约74公里。

此外运河还有很多分流渠道,主要的支流有五条,分别是四联河、东海河、西海河、东运河、西运河。包括五大支流在内,运河全长约271公里,如果再加上密集的小水渠,运河总长度可以达到4547公里。

河建成后,长期困扰雷州半岛的缺水问题得到了彻底解决,直到现在,雷州半岛青年运河依然发挥着巨大作用,兼具着灌溉、供水、航运、旅游等多种功能,不仅保障了当地的农业生产,也为各个城镇提供了生产生活用水,推动了雷州半岛地区的快速发展。因此很多当地人亲切地把雷州青年运河称为幸福河,致富河,甚至母亲河。

‘肆’ (一)胶东半岛沿海地区的南水北调工程

山东省地处黄河下游,多年平均年降水量为676.5mm,折合水量1037亿m3,多年平均河川径流量为222.9亿m3,多年平均地下水资源量为152.57亿m3,多年平均淡水资源总量为305.82亿m3,人均水资源占有量344m3;属于严重缺水地区。

1.调水工程的布局及前景

南水北调东线工程以江苏已有的江水北调工程为基础,从长江下游的扬州江都抽引长江水,利用京杭运河及与其平行的河道逐级提水北送,并与起调蓄作用的洪泽湖、骆马湖、南四湖、东平湖相连,出东平湖后分两路输水:一路向北,在位山附近经隧洞穿过黄河;另一路向东,通过胶东地区输水干线输水到烟台、威海。输水主干线全长1156km,其中黄河以南646km,穿黄段17km,黄河以北493km,胶东段701km。

南水北调东线山东段工程,从中运河到台儿庄进入韩庄运河,经南四湖进入梁济运河、柳长河,入东平湖调蓄,分别向黄河北和胶东地区供水。向黄河北供水线路经穿黄隧洞过黄河,在临清市穿卫运河进入河北;在临清市辟一支线连接七一河、六五河到大屯水库给德州供水。向胶东地区供水线路由东平湖青龙闸引水,经胶东输水干渠进入济南以东的整个胶东半岛。

南水北调工程在山东省形成了一个T形大动脉,南北487km,东西704km,干线全长1191km。供水区范围涉及山东省济南、青岛、烟台、威海、淄博等14个市共107个县市区。

该工程实施后,将形成山东省(包括半岛地区)自南至北、自西向东的供水大动脉,并可与济南市引黄供水工程,引黄济淄工程、引黄入峡工程、引黄济青工程、引黄济烟工程连通,形成全省大的供水网络,实现当地水、黄河水、长江水的联合调度,对全省及半岛地区水资源的优化配置和合理调度将起到极为重要的作用。根据先急后缓和统筹兼顾的原则,分步实施,逐段受益,最终达到设计规模。

1)“十五”期间重点实施二级坝泵站和梁济运河的三级泵站,建成湖西水资源控制工程,实现南四湖与东平湖水资源的联合调度。2015年前建成南水北调工程其他骨干工程,使烟台、威海用上长江水。

2)胶东输水干线工程。该工程是将东平湖水调往胶东的骨干工程,也是南水北调工程的重要组成部分,是实现全省水资源联合调度的关键性工程,应积极筹划,尽早组织实施。“十五”期间恢复扩建济平干渠,建成济南以上段输水工程,开工建设济南以东输水工程,到2010年实现西水东调工程与引黄济青工程贯通。

3)胶东应急调水工程。在南水北调东线工程尚未实施前,为解决烟台、威海市日益严重的供水危机,利用引黄济青工程挖潜,应急将黄河水调往烟台、威海两市。“十五”期间实施完成济烟、济威一期工程,使烟台、威海用上黄河水。2015年前扩大、配套、完善,并与南水北调东线工程连通,从根本上解决两市水资源严重不足的局面,为该区经济的持续发展和人民生活水平的不断提高提供可靠的供水保障。

2.胶东调水工程组成、建设及运行情况

在水资源的科学优化配置、有效调度上,山东省胶东调水工程具有较为有利的工程条件和技术优势,既包含已运行20多年的引黄济青工程,也有正在建设的胶东地区引黄调水工程,在半岛蓝色经济区建设中将起到积极和重要的保障作用,尤其对于山东半岛蓝色经济区核心区——胶东半岛高端海洋产业集聚区发挥着重大作用。随着半岛蓝色经济区的打造,胶东调水工程沿线的用水需求将逐年加大,尤其是潍北、寿北、广北、莱州、烟台、威海、青岛等缺水地区。

(1)工程组成

引黄济青工程:从黄河打渔张引黄闸到青岛市白沙水厂全长290km,涉及滨州、东营、潍坊、青岛4个市的10个县(市、区),工程建有253km人工衬砌输水明渠,四级提水泵站,一座调蓄水库。

胶东地区引黄调水工程:自引黄济青渠首打渔张引黄闸引取黄河水,利用现有的引黄济青输水河输水,至桩号160+240处昌邑市境内宋庄镇东南设宋庄分水闸分水,输水线路总长482km,其中利用既有引黄济青段工程172.5km。新建工程涉及青岛、烟台、威海3个市的12个县(市、区)。山东省胶东调水工程是南水北调东线胶东输水干线的重要组成部分,是解决胶东地区水资源短缺的根本性措施,近期充分利用现有引黄济青工程调引黄河水,是缓解烟台市、威海市供水危机的唯一选择。根据《南水北调工程总体规划》,胶东供水区共涉及8个市的57个县(市、区),土地面积5.49万km2

(2)工程建设运行情况及效益

引黄济青工程自1989年建成以来,已顺利通水20年,向青岛供水14.25亿m3,为青岛市及工程沿线地区经济社会可持续发展提供了可靠的水源保障。同时,工程还为沿途农业、农村供水及补充地下水(生态用水)22.3亿m3,占总引水量的61.5%,取得了巨大的社会效益、经济效益和生态效益,为保障青岛市及沿线县市的经济社会发展发挥了极为重要的作用。

胶东地区引黄调水工程近期以黄河水为水源,远期在南水北调东线工程建成后,以长江水为水源。工程近期设计年调水量1.43亿m3,供水口标为城市生活与工业用水、生态环境及部分高效农业用水。目前,门楼水库以上工程已完工并基本具备通水条件,2012年全部建成通水。

南水北调东线一期工程实施后,山东省胶东调水工程肩负的任务发生了变化,除向青岛市及沿线供长江水外,还承担着向胶东地区的潍坊、烟台和威海等地输送长江水的任务,年供水总量4.86亿m3。考虑到半岛蓝色经济区区域内各地市水资源状况和当前干旱缺水的实际情况,以及该地区各地市经济社会发展对水资源的需求,引黄济青工程、胶东地区引黄调水工程可为滨州、东营、潍坊、青岛、烟台、威海等6个市的16个县(市、区)供水。

3.胶东调水工程水资源优化配置分析

从全省水网框架看,胶东调水输水干线是山东水网T形结构的重要组成部分,是连接和贯通省、市、县三级水网的骨干工程,整个胶东水网以早期建设的引黄济青为基础,向烟台、威海方向连接胶东引黄调水工程,两个工程在胶东地区形成Y形供水大动脉。引黄济青工程向西连接西水东调工程,与南水北调东线连接引长江水送入胶东地区,为胶东城市群和半岛制造业基地提供可靠的水资源保证。

(1)设计条件下的供水分析

根据“山东省引黄济青工程挖潜、棘洪滩水库改造水资源论证报告”,通过挖潜改造,引黄济青工程在原有引黄的基础上(1.095亿m3),加上青岛市承诺的引江水量1.26亿亩,供水能力可达到77.9万t/d的规模,最大调蓄库容为1.44亿m3,设计库容1.58亿m3,富余库容1 357万m3。通过引江水量和挖潜改造,供水能力增加了47.9万t/d。根据“山东省引黄济青工程挖潜可行性研究报告”,2015年青岛市缺水1.35亿m3,折合日缺水37.0万m3;引黄济青供水区缺水1.17亿m3,折合日缺水32万m3。因此在不加高棘洪滩水库的情况下,引黄济青工程通过渠道挖潜改造和引江水量,能保证青岛2015年前的用水需求。

经计算,胶东地区引黄调水工程供水区2015年供水保证率为95%时缺水量为3.72亿m3,缺水率为37.5%。根据《山东省南水北调城市水资源规划》和《南水北调山东省配套工程规划》,结合供水区各城市缺水现状,胶东引黄调水工程供水区2015年供水95%保证率情况下需调水量为3.35亿m3。可见,胶东地区调水工程近期调引黄河水,在遭遇黄河一般年份或枯水年份,在保证青岛市用水的情况下,向烟台、威海供水是有保证的。在遭遇黄河特枯年份,只要采取水资源优化配置措施,按照确保城市生活及工业用水、适当压缩农业供水的原则,或通过小浪底水库科学调度,也可满足胶东地区引黄调水工程的引水量需求,保证该地区经济社会的可持续发展。

(2)全年引水条件下的供水分析

胶东调水工程主要依靠引黄济青渠首打渔张引黄闸引取黄河水,考虑到黄河实施水资源统一调配后,引黄闸引水可靠程度提高,在引水条件均不变的情况下,自流可引黄河水量3.92亿m3,能满足胶东地区近期用水需求(因2015年该地区95%保证率下缺水量3.72亿m3),建泵站扬水情况下引黄水量4.24亿m3,也基本能满足胶东地区远期用水需求(据《山东省水资源综合规划》2020年该地区缺水量4.38亿m3)。

胶东调水工程贯通了向山东半岛蓝色经济区核心区供水的通道,近期首先通过引黄济青工程调引黄河水,待胶东输水干线西段工程全面实施后,即可调引长江水。胶东输水干线全线贯通后,可以与引黄济淄工程、引黄济青工程、引黄入峡工程连通,形成胶东地区骨干水网,这对协调好胶东地区水资源承载能力与经济社会发展、生态建设的关系,合理配置生活、生产和生态用水将发挥重要作用。

(3)引黄及引江同时考虑下的供水分析

山东半岛蓝色经济区共分配引黄河水指标为28.74亿m3,其中胶东调水工程受水区各市指标分配详见表7-1。通过加大引黄平原水库建设力度,实现黄河水冬引春用、丰蓄枯用,实行跨年度调节,可提高黄河水供水保证程度,多年平均情况下增加黄河水供水量,保证山东半岛蓝色经济区用水需要和可持续发展。

南水北调东线一期工程建成通水后,通过胶东调水工程向胶东供水区分水,各市指标分配详见表7-1。

表7-1 引黄水量指标及规划调江水量指标表 单位:亿m3

可见,2015水平年南水北调东线一期工程通水后,各缺水地区有了可靠的补充水源。通过与当地水、黄河水、长江水相互调配,大大地提高供水保证率。胶东调水工程(含引黄济青工程及胶东地区引黄调水工程)将更大程度地满足受水区城市、工业用水需要,对山东半岛蓝色经济区用水需求起到强有力的保障作用。在此基础上,进一步通过实施开源节流并举,增加供水能力,提高用水效率,努力拦蓄地表水,合理开采地下水,充分利用黄河水,适时调引长江水,加大污水回用力度,发展海水利用等非常规水源,实施多种水源的综合利用和优化配置,可基本实现区域水资源供需平衡。

‘伍’ 山东水资源需求现状,水资源浪费现状和水污染现状是什么

水是生命之源,更是人类社会可持续发展无可替代的基础性自然资源和战略性经济资源。是否拥有量足质优的水资源、营造永续平衡的水环境,是影响一个国家和地区经济发展水平和社会文明程度的重要因素之一。作为人口大省和经济大省的山东,多年来水资源的短缺和水环境的恶化已成为制约全省经济社会全面、协调、可持续发展的一大“瓶颈”。2003年12月26日,山东省人民政府印发了 《山东生态省建设规划纲要》(以下简称《纲要》),明确提出要把解决水资源短缺、保护水生态环境作为生态省建设的首要任务,水资源优化配置被纳入建设生态省的四个关键环节和十大重点工程。本文利用省统计局环境综合统计数据和水利、环保、建设部门的相关历史资料,着重对2000年以来山东水资源和水环境现状及走势作简要分析,以期为推进生态省建设提供有益的信息支撑。

一、山东水资源总量的发展变化情况及主要特点

水资源总量是指一定区域内降水形成的地表和地下产水量,包括地表径流量和降水入渗补给量。从山东水资源发展变化情况分析,山东水资源具有总量不足,人均占有量少,地区分布不均,年际年内变化剧烈,地表水和地下水联系密切等特点。

首先,从水资源总量看,山东水资源严重短缺,人均占有量偏低。2003年是山东难得一遇的丰水年,全省水资源总量489.69亿立方米,但仅占全国水资源总量的1%左右,全省人均水资源占有量537.9立方米/人,不到全国人均占有量的1/6,低于世界人均占有量的1/20。根据瑞典着名水文学家法肯马克提出的一个国家和地区的贫水定量标准,山东始终处于人均水资源量1000立方米的贫水区临界值以内,从近4年情况看,基本属于人均水资源小于500立方米的绝对贫水地区。

表1:2000至2003年山东水资源总量表
年 份 水资源总量(亿立方米) 地表水资源量(亿立方米) 地下水资源量(亿立方米) 平均地下水资源模数(万立方米/平方公里) 年平均降水量(毫米) 人均占有水资源量(立方米/人) 枯、丰年份
2000 252.09 163.89 142.25 10.62 607.3 282.0 偏枯水年
2001 238.81 170.42 128.50 9.60 600.7 264.8 偏枯水年
2002 98.14 52.02 75.13 5.61 420.2 108.3 枯 水 年
2003 489.69 349.29 140.40 18.30 936.3 537.9 丰 水 年
多年平均(1956-1999年) 305.82 222.90 153.52 11.40 676.5 _____ ________

其次,从时间分布看,全省年际间降水量、水资源量存在明显丰、枯交替,易出现连续枯水时段,年内水资源分配具有明显的季节性。比如1981-1983年、1986-1989年都是连年干旱,1998年至2003年春,全省持续干旱少雨。从《2000至2003年山东水资源总量表(表1)》可以看出:受降水量变化等因素影响,前两年都是偏枯水年,年均降水量刚过600毫米,比多年平均偏少10%以上,水资源总量在230至250多亿立方米;2002年为枯水年,年均降水量比多年平均偏少近40%,是50多年来降水量最少的年份之一,水资源总量不足100亿立方米;而2003年降水量多达936.3毫米,是1961年以来的第二个多雨年,属多年少有的丰水年,水资源总量是上年的5倍,比多年平均(1956-1999年)305.82亿立方米还多60.12%。另外,全年降水量约有2/3至3/4集中在汛期(6至9月),特别是7、8月份,甚至主要集中在一、两次特大暴雨之中。

第三,从区域分布看,山东多年平均降水量从鲁东南沿海的850毫米递减到鲁西北内陆的550毫米,年径流的地区变化更为突出。多年平均径流深东南沿海高值区为260-300毫米,鲁西北平原和湖西平原低值区只有30-60毫米。地表水和地下水之间存在密切的相互转化和相互补给的关系。地表水资源量通常用河流、湖泊、水库等地表水体的动态水量即天然河川径流量来表示。山东近4年的年均地表水资源量只有183.9亿立方米,比多年平均值偏少17.5%,除2003年外均远远低于多年平均值。地下水资源量主要指与大气降水和地表水体有直接补排关系的矿化度小于2克/升的浅层淡水资源量。近4年全省平均地下水资源量为148.3亿立方米,近4年平均地下水资源模数为11.03万立方米/平方公里,分别比多年平均值偏少2.8%和3.2%。

第四,不论是当地水资源量还是客水资源量,近4年明显少于多年平均值。山东分属黄河流域、淮河流域和海河流域3个一级区,下辖黄河流域的黄汶区、淮河流域的沂沭泗河区和山东半岛沿海诸河区、海河流域的徒骇马颊河区4个二级区及12个三级区。从当地水资源量看,近4年平均降水量641.1毫米,平均水资源总量为269.68亿立方米,分别比多年平均值偏少5.2%和11.8%。从客水资源看,目前,黄河水仍是我省主要可以利用的客水资源,多年进入我省水量(黄河高村站1951-2001年资料)376.1亿立方米,按国务院办公厅批复的黄河分水方案,一般来水年份我省可引用黄河水70亿立方米。但2001至2003年,全省实际引黄供水量分别只有52亿、61亿和51亿立方米。

二、“十五”以来山东水资源供给、使用和消耗的新变化

水资源的生成、供给、使用、消耗和回用等各个环节构成了水体自然循环和社会循环的并行过程。我们从水资源的消费环节出发,通过供水、用水、耗水等三组数据来看“十五”以来山东水资源开发利用的新变化。

首先,总供水量呈下降趋势。供水总量主要指各种水源工程为用户提供的包括输水损失在内的毛供水量。从《“十五”以来山东水资源供给表(表2)》看,全省总供水量呈下降趋势,其中:当地地表水供水量、地下水供水量和其他水源供水(主要是污水处理回用量)的绝对值都是逐年降低的,跨流域的引黄供水量也基本呈下降趋势。黄河水一直是全省沿黄各市的主要供水水源。

表2:“十五”以来山东水资源供给表
年份 总供水量(亿立方米) 当地地表水供水量(亿立方米) 当地地表水供水量占% 引黄供水量(亿立方米) 引黄供水量占% 地下水供水量(亿立方米) 地下水供水量占% 其他水源(污水处理回用等)供水量(亿立方米) 其他水源(污水处理回用等)供水量占%
2001 252.72 63.42 25.10 52.17 20.64 133.71 52.91 2.30 0.91
2002 252.39 56.19 22.27 61.47 24.35 132.96 52.68 1.77 0.70
2003 219.35 52.98 24.15 51.14 23.31 113.95 51.95 1.28 0.59

表3:“十五”以来山东水资源使用表
年份 总用水量(亿立方米) 农业用水量(亿立方米) 农业用水量占% 工业用水量(亿立方米) 工业用水量占% 生活用水量(亿立方米) 生活用水量占% 生态用水量(亿立方米) 生态用水量占%
2001 252.72 182.91 72.38 41.91 16.58 27.90 11.04 ____ ____
2002 252.39 188.27 74.59 36.59 14.50 27.53 10.91 ____ ____
2003 219.35 162.54 74.10 31.62 14.42 23.81 10.86 1.38 0.62

其次,用水总量下降,用水结构趋向合理,用水效率有所提高。用水总量,是指分配给用户的包括输水损失在内的毛用水量(与供水总量是同一个指标的不同概念表述),按用户特性分为生产、生活和生态用水三大类。从《“十五”以来山东水资源使用表(表3)》看:三年农业用水量均超过70%,其中农田灌溉用水比例有所下降,而林牧渔用水绝对量和所占比例均逐年提高,2003年因降水量大,农业用水总量出现负增长;工业用水量逐年减少,所占比例也逐年降低;从2003年新建的生态用水量统计数据看,全省生态用水1.38亿立方米,仅占0.62%。

三年来全省万元GDP用水量和万元工业增加值用水量逐年减少,前者2003年已达到《纲要》提出的2005年低于210立方米的目标,后者2002年已达到《纲要》提出的2005年下降到80立方米的目标。年人均用水量和年人均生活用水量也在逐年减少。
表4:“十五”以来山东水资源消耗表
年份 总耗水量(亿立方米) 综合耗水率(%) 农田灌溉耗水量(亿立方米) 农田灌溉耗水率(%) 林牧渔耗水量(亿立方米) 林牧渔耗水率(%) 工业耗水量(亿立方米) 工业耗水率(%) 农村生活耗水量(亿立方米) 农村生活耗水率(%) 城镇生活耗水量(亿立方米) 城镇生活耗水率(%) 生态环境耗水量(亿立方米) 生态环境耗水率(%)
2001 157.17 62.19 113.81 68.00 7.05 45.00 17.91 42.73 14.36 86.00 4.04 36.00 ____ ____
2002 172.23 68.24 127.13 74.00 11.45 66.00 16.57 45.29 13.03 77.00 4.05 38.00 ____ ____
2003 149.74 68.27 104.18 72.92 13.93 70.82 14.92 47.19 9.80 82.63 3.92 46.89 0.94 68.12

第三,总耗水量减少,但综合耗水率升高。耗水量是指毛用水量在输水、用水过程中,通过蒸腾蒸发、土壤吸收、产品带走、居民和牲畜饮用等多种途径消耗掉而不能回归到地表水体或地下含水层的水量。从《“十五”以来山东水资源消耗表(表4)》看,耗水绝对量在减少,但综合耗水率(即耗水量占用水量的比例)却有所提高,特别是林牧渔业、工业及城镇生活领域的耗水率提高更明显。耗水率高将直接影响到水资源的可持续利用,如何最大限度地减少水资源消耗是今后需重点研究解决的问题。

三、山东水生态环境质量虽有好转但仍令人堪忧

多年来,山东水资源开发利用率较高,但由于对水资源过度和不合理地开发利用,使水生态环境受到严重破坏,水环境状况趋于恶化,对工农业生产和人民生活产生了负面影响。近年来,各级各部门加大了保护水环境工作力度,狠抓水污染治理,全省水体质量有所好转,但水生态环境总体状况仍令人堪忧。

表现之一:河水断流现象频发,河流、湖泊、水库水质污染严重,富营养化明显。据1980至2002年监测资料,因水资源高强度开发利用和降水量减少,全省河流除沂沭河外均发生了严重断流现象,个别年份全年断流。全省大部分河流水质为劣V类,主要污染源来自城市生活污水和工业废水排放,主要超标污染参数为高锰酸盐指数、氨氮、化学需氧量和溶解氧量等。从《“十五”以来山东河流水质表(表5)》可见,尽管I类、II类水质河长比例有所增加,V类水质河长比例明显减少,但2/3以上河长为劣V类水质,且劣V类水质河长比例逐年增加。2003年,水质超过III类的超标河长比例达90.5%。从《“十五”以来山东湖泊水质表(表6)》看,全年期监测评价大明湖一直是劣V类,南四湖水质也未见明显好转,南四湖和大明湖水质均呈富营养状态。从《“十五”以来山东水库水质表(表7)》看,全省大中型水库全年期水质状况不容乐观,III类和IV类水质水库比重增加,在2003年评价的30座水库中,只有7座为中营养,其他23座都为富营养。

表5:“十五”以来山东河流水质表
年份 监测河段(个) 总代表河长(公里) I类水质代表河长占% II类水质代表河长占% III类水质代表河长占% IV类水质代表河长占% V类水质代表河长占% 劣V类水质代表河长占% III类以上超标水质代表河长占%
2001 70 4855.4 0.00 3.40 1.30 18.80 10.40 66.10 95.30
2002 66 4389.4 0.00 3.08 9.05 12.67 8.17 67.03 87.87
2003 70 4855.4 0.49 4.92 4.10 12.84 5.80 71.85 90.50

表6:“十五”以来山东湖泊水质表
年份 南四湖 大明湖
微山湖 南阳湖 昭阳湖
二级湖闸上 昭阳湖
二级湖闸下
2001 V类 劣V类 劣V类 IV类 劣V类
2002 劣V类 劣V类 劣V类 III类 劣V类
2003 劣V类 劣V类 IV类 V类 劣V类

表7:“十五”以来山东水库水质表
年份 评价大中型水库(座) I类水质水库(座) II类水质水库(座) II类水质水库占% III类水质水库(座) III类水质水库占% IV类水质水库(座) IV类水质水库占% V类水质水库(座) V类水质水库占% 劣V类水质水库(座) 劣V类水质水库占%
2001 30 0 3 10.0 13 43.3 11 36.7 3 10 0 0.0
2002 30 0 2 6.7 12 40.0 10 33.3 3 10 3 10.0
2003 30 0 1 3.3 15 50.0 13 43.3 0 0 1 3.3

表现之二:地下水超采严重,平原区地下水位下降,沿海地区海咸水入侵,水环境灾害频发。经分析计算,1975年以来全省累计超采地下水100亿立方米,其中平原区超采69亿立方米、山丘区超采31亿立方米。因大量超采地下水:一是造成地下水超采漏斗区面积扩大,平原区地下水位下降。1979年全省地下水超采漏斗面积仅2831平方公里,2002年末达27586.8平方公里,占全省平原淡水区面积的40%,因2003年为丰水年,超采地下水现象得以缓解,漏斗区面积才减少为13408.3平方公里。除2003年外,平原区地下水位基本呈下降趋势,这样原有机井大批报废,损失巨大,新打机井变深,单井出水量变小,效益降低。二是导致了严重的海咸水入侵。据有关部门普查,胶东沿海有19个县(市、区)海咸水入侵面积达1006平方公里。这不仅使淡水资源减少,也造成工农业生产供水和人畜饮水 困难。三是产生地面沉降、房屋裂缝、道路毁坏、河堤开裂以及水质污染等严重水环境灾害发生。
表现之三:水体污染严重,防治污染、净化水质方面的投入负担加重。诸如农药、化肥的大量施用,工业和生活污废水、废料、垃圾等未经处理就直接排入河道或就地处置,以及水产养殖等生产活动都是造成水体污染的直接原因。《2000至2003年山东废水排放表(表8)》显示,近4年废水排放总量虽然都在25亿吨以内,但除2002年略有下降,基本呈增加趋势。4年来生活污水排放量逐年增多,2003年工业废水排放量为4年最高值,废水中主要污染物为化学需氧量(COD)和氨氮等,这些废水大多直接排入河道,造成水体污染日趋严重。同时我们也看到,各级加大了污染防治力度,工业废水排放达标率逐年提高,工业废水治理项目完成投资额增加。特别是造纸及纸制品业的废水排放量减少,其占工业废水排放总量的比例也逐年下降。但要完成《山东省环境保护“十五”计划》确定的全省主要污染物排放总量控制指标,如在2003年基础上,化学需氧量排放需削减5.51万吨,削减率6.6%,任务十分艰巨。

表8:2000至2003年山东废水排放表
年份 废水排放总量(亿吨) 生活污水排放量(亿吨) 生活污水排放量占% 工业废水排放量(亿吨) 工业废水排放量占% 造纸及纸制品工业废水排放量(亿吨) 造纸及纸制品工业废水排放量占工业废水排放总量的% 工业废水排放达标量(亿吨) 工业废水排放达标率(%) 工业废水治理项目本年完成投资额(亿元)
2000 22.9 11.87 51.8 11.03 48.2 4.16 38.2 10.3 93.13 11.96
2001 23.5 12.00 51.0 11.50 49.0 3.90 33.4 10.8 93.96 10.79
2002 23.1 12.40 53.8 10.70 46.2 3.30 30.8 10.3 96.37 15.70
2003 24.6 13.00 52.8 11.60 47.2 3.30 30.1 11.3 97.12 16.10

四、抓住建设生态省的政策契机,搭建永续平衡的水资源保障体系

当前,山东建设生态省工程已全面启动,这就要求摒弃以牺牲资源环境为代价的不可持续的发展模式,摒弃竭泽而渔的经济增长方式,改变先污染后治理、先破坏后恢复的被动局面,主动探索适合省情的经济、社会与环境协调发展之路。面对我省水资源紧缺、水环境恶化的严峻形势,立足于实现生态省建设目标任务,我们必须牢固树立科学发展观,调整思路,创新机制,坚持开源节流并重、开发保护并举的方针,有效增加投入,携手共建一个永续平衡的水资源保障体系。

首先,要大力推行节约用水,建立节水型社会。落实《山东省节约用水办法》,制定实施行业用水定额和节水标准,实行总量控制和定额管理相结合,实行超定额用水加价。政府加强领导,水行政主管部门依法监管,相关部门各司其职,尽快形成统一协调、健全完备的节水监督管理体系。特别要加快节水型社会法律法规体系建设,进一步建立和完善水资源规划、建设项目水资源论证、用水统计、节水产品认证、取水许可和水价、水权流转等项制度。在水资源短缺地区,发展节水型工业,采用节水型工艺,减少单耗。加大农业节水力度,逐步实现农业用水零增长或负增长。围绕农业产业结构调整,从当地条件出发,搞好农业节水的分类指导, 改变传统的大水漫灌方式,大力发展微、滴灌等现代灌溉技术,通过蓄水和保水设施建设,提高农田对自然降水的利用率。加快实施渠道防渗及管道输水灌溉,大力发展耐旱、高效作物。沿黄地区要加快灌渠节水改造,全面启动测水量水工程,5年内基本实现按方收费到乡镇,并努力创造条件,使计量收费工作向村户延伸。在生活方面采用节水型用水器具,加强管理,减少跑冒滴漏。

其次,要调整优化产业结构,走节水减污的新型工业化道路。多年来山东工业产业结构层次比较低,高消耗、高污染的造纸、化工、酿造、建材、火力发电等行业比重大,污水产生量大。要彻底改变高投入、高消耗、高污染的粗放型模式,遵循循环经济的理念,走“科技含量高、经济效益好、资源消耗低、环境污染小、人力资源优势得到充分发挥的新型工业化路子”。把万元增加值耗水量列入工业经济考核的重要指标,建立健全奖惩评估体系。引进关键链接技术,通过水的梯级利用和废水的循环利用,形成工业生态链网,建立循环经济型企业。对现有工业污染源实施引导性标准和再提高工程,加大结构性污染治理力度,改善能源结构,推动企业升级换代。对新建项目,要严格执行环保法规、产业政策和发展规划,严格环境影响评价和“三同时”制度,做到增产不增污、增产又减污。按照省政府要求,抓好关闭不能稳定达标排放的5万吨以下草制浆造纸企业和5000吨及以下酒精生产企业,重点实施对造纸、印染、制革、化工、医药、电镀等行业的污染控制。

第三,实现水资源优质优用、科学合理调配,保持水资源的动态平衡。要遵循加强集储空中水、充分引用客水、积极利用地表水、严格开采地下水、强制使用中水、扩大生态用水的原则,保持全省水资源总体动态平衡和总量需求供应。重点城市要建立常规供水、应急供水和战略储备供水三套系统。形成污水处理、中水回用及相关节水产业配套的产业链,提高城市污水处理率,实现废水减量化、资源化和无害化。确保《纲要》提出的“十五”末实现城市污水处理率提高到45%,污水处理回用率达到20%以上的目标。在水资源短缺、城乡争水矛盾突出的地区,可尝试将城市污水处理达标后回用于农业灌溉,将原用于灌溉的水供给城市。将清洁的冷却水循环使用于工业用水,将城市污水回用于公用设施和住宅冲洗厕所、浇灌绿地、景观用水、浇洒道路等,既减少天然水体取水量,又消除城市对水环境的污染,最终实现城市污水的零排放。在胶东半岛等近海缺水地区,建设低成本海水淡化和电厂海水冷却项目。在缺水地区建设雨水收集系统,如在城市住宅小区或适当地方贮积雨水,用于浇洒绿地、道路、水景以及下渗补充地下水,改善生态环境,缓解水资源危机。今后应新开工建设一批山丘区供水水库和平原水库,新建续建地下水库。当然,在必要时还可开展远距离调水,实现水资源在区域间的动态平衡。

第四,要加强重点流域水污染治理,确保水体清洁。突出抓好省辖淮河、海河流域水污染防治“十五”计划和《南水北调东线工程山东段水污染防治规划》的落实。实施污染治理、污水资源化、流域生态恢复与保护并重的策略,全面推进流域内经济结构调整、城市环境基础设施建设、清洁生产等各项工作。同时通过绿化涵养水源,提高自然净化能力。

第五,加快水行政管理体制改革,创新水资源管理模式。近年来,各地逐步探索建立了集城乡水源、供水、用水、排水、污水处理与回用、防洪等管理职能为一体的水务局。到2003年全省89个县(市、区)成立了水务局或实行水务一体化管理,占县(市、区)总数的64%。在充分发挥市场配置资源基础作用的同时,强化政府在水资源建设方面的综合协调能力,做到责任、措施和投入“三到位”,切实解决地方保护、部门职能交叉造成的政出多门、责任不落实、执法不统一等问题,实现由“多龙管水”、以人治为主,向“一龙管水”、法制化管理转变,为社会提供优质服务。

第六,发展水生态文化,全面提升公众的水环境意识。发挥新闻传媒的影响力和科教机构的承载发展力,建立传播循环经济、生态环保、可持续发展战略思想的渠道与机制。在构建水生态文化进程中,确立互利型思维方式,寻求一种适于人类与自然共同持续发展的价值观念体系。

第七,建立经济与资源环境一体化核算体系,研究探索如何科学准确地将水资源纳入绿色GDP核算。为反映经济发展过程中资源与环境成本,研究建立绿色国民经济核算体系,使国民经济的发展能不断地对生态环境与资源进行必要补偿,引导人们从单纯追求经济增长逐步转到注重经济、社会、环境和资源协调发展上来。当前要充分发挥政府综合统计与部门统计的互补优势,建立水资源和水环境统计的协调机制和信息共享平台。

(山东省统计信息网)

‘陆’ 引黄河水入永定河,那么下游的河南和山东缺水怎么

引黄河水入永定河只是在特定的时间去把河水引流过去,保证永定河流域人民的生产生活,并不会导致黄河下游的河南和山东缺水。


1、引黄河水入永定河有利于水资源的跨区域调控。


我们国家最近几年有好多跨区域进行水资源调配的工程,最出名的应该就是南水北调了,把南方的水资源调配到北方缺水地区,使水资源的分配更加的合理,而引黄河水入永定河也是这一原理,在一些季节,永定河水位不足,甚至会发生河流断流的情况,出现这种情况以后,永定河沿岸人民的用水将得不到保障,所以,为了保障人民正常的生产生活用水,就有了引黄河水入永定河这一工程,通过对黄河水进行引流,让黄河水分出来一部分流入永定河,就可以保证永定河在比较干旱的季节也能有充足的水源,保证沿岸居民的需要。


我觉得引黄入定是一件好事,因为它让水资源实现了跨区域调整,对沿岸人民的生活有很大的作用。


我觉得与其在这里问引黄河水入永定河会不会造成河南山东缺水,还不如想一下怎么才能在生活中节约用水,我们国家水资源非常短缺,如果我们不懂得节约利用的话,那么用不了几百年,黄河、长江、永定河全部都会断流,甚至消失,所以,不要去担心那些和我们无关的问题,我们要做的应该是节约用水,保护水资源,让那一天来的尽量慢一点。

‘柒’ (二)胶东半岛沿海地区的地下水库工程

1.地下水库建设条件与效益分析

(1)地下水库修建的必要性

山东省淡水资源虽然偏少,若适当提高水资源的开发利用率,使有限的水资源发挥最佳经济效益,自力更生,解决供水问题是可能的。解决供需矛盾主要从三个方面入手:逐步提高水资源的开发利用率,增加供水量;节约水资源;减少需水量。发展地下水库,增加供水量。

胶东半岛及莱州湾地区降水多以暴雨形式出现,全年有2/3集中在汛期的2~3个月,而该期的降水又有2/3集中在二十几天内的几场暴雨中;区内河道独流入海,地形坡度大,源短流急,降雨后河水暴涨暴落,拦蓄利用不便,现状平均拦蓄利用率仅40%左右,其中仅胶东半岛平均每年就有约49亿m3河川径流量白白排入大海。与此相对应,该区长期以来依靠超采地下水维持全区逐年增长的工农业和城乡生活用水,局部区域超采严重。

对于胶东半岛这样的缺水地区,提高水资源可利用量的主要途径就是充分挖掘当地水资源潜力,提高地表径流的拦蓄利用率。但要做到这一点仅靠地表拦蓄设施是远远不够的,因为目前区内适于修建地表水库的地方已经很少了,而且随着人类技术经济活动的不断加剧,人口密度的增大,修建地表水库造成的土地淹没、居民搬迁、地表设施的拆迁等所需费用将会越来越高。同时地表拦蓄所造成的水面蒸发损耗很大,据淄博市太河水库监测资料,太河水库由于在修建过程中防渗处理较好,坝下没有渗漏条件,当下游入库流量4万m3/d时,库内水位稳定不变,这说明每日水库蒸发消耗量与流入量相等,即水库日蒸发量达4万m3/d,等于一个中型水源地的开采量。修建地下水库,利用地下库容进行水资源的联合调蓄,是提高地表径流拦蓄率的重要手段。

(2)地下水库建库条件分析

胶东半岛低山丘陵区滨海平原和山间河谷平原第四系厚度较大,含水层颗粒粗且厚度大,具有较大的调蓄空间,况且这些地区地下水开采强度也较大,并引发了海水入侵灾害,使得已建水源地供水能力受到较大限制,修建地下水库即可以阻止海水入侵的发展,又能提高水源地供水能力。所以滨海平原和河谷平原具备修建地下水库的水文地质条件和较强的水资源和环境需求。

本次调查在分析了胶东低山丘陵区地质环境条件的基础上,共选出了18处地下水库库址,其中5处已建成使用,4处已列入规划(表7-2)。这18处地下水库总库容达11.10亿m3,最大调节库容之和为5.93亿m3,最大调节库容占总库容的比例为53%;建库前库区地下水可开采量总和为3.27亿m3/a,建库后达到5.02亿m3/a,可开采量增大54%,水资源效益相当明显。另外,18处地下水库中有13处都存在不同程度的海水入侵问题,在这些地段修建地下水库,可有效遏制海水入侵灾害,取得显着的环境效益。

表7-2 胶东半岛地下水库基本情况一览表

续表

(3)地下水库库址选取的基本条件

根据胶东半岛地区地质环境条件分析,区内地下水库宜选在山前冲洪积平原、滨海河谷平原地区,在具体确定水库库址时主要考虑以下五个基本条件:

1)理想的地表拦蓄条件。地下水库区首先应具备暂时性的地表蓄水场所,地形较平缓,以便为地表水下渗补给提供足够的场地和时间。所以主要河流的河床及两侧冲洪积平原区是较理想的库址,可以通过在河床上修建拦河闸拦蓄地表水。

工作区已建成的三处地下水库均位于河流中下游平原,地面坡降小于2‰,天然河床较开阔,河床与河漫滩宽度一般250~800m,具有建坝后回水距离长、拦蓄能力强的特点,适于修建拦河坝。目前三处已建地下水库建有河道拦河坝15处,总拦蓄库容达1220万m3

2)良好的地下水调蓄条件。库区含水层储水空间大,渗透性较强,埋藏深度不大;包气带岩性颗粒较粗,且没有大面积分布的弱透水层,有利于降水入渗和地表水下渗补给;含水层产状较平缓,具有相对较封闭的边界条件,基底地层透水性较弱。

以拟建的胶州市洋河地下水库选址为例,洋河下游冷家村以东河谷平原地下水为第四系孔隙承压水,主要含水砂层以上有8~10m厚的砂质黏土和海相淤泥盖层,是相对隔水层,不利于地表水和降水入渗,地下水调蓄条件差,该处库址被舍弃,转而选在河流中游、冷家村以西的较强富水地段。该区包气带岩性颗粒较粗,无相对隔水层,调蓄条件较好。

3)优越的补给水源条件。地下水库库区要求控制流域面积较大,以保证汛期有足够多的地表径流量,或者靠近跨流域调水线路,以保证枯水期尤其是连续枯水年出现时有充足的补充水源。补给水源除满足数量要求外,还要满足水质方面的要求,因为补给水会对含水层水质产生重要影响,一旦地下水因此而受到污染,治理起来难度相当大。

以即墨市鳌山卫—温泉地区为例,该区滨海河谷平原从地表拦蓄条件、地下水调蓄条件、环境地质条件及供水需求方面比较适于修建地下水库,但该区河流长度仅15km,流域面积仅92km2。由于流域面积小,河道即使在汛期也经常断流,况且远离西水东调输水线路,很难获得充足的补给水源,该处库址被否定。

4)良好的环境地质条件。地下水库库区要求地质环境状况良好,人口密度不大,工厂较少,无较大污染源,地下水现状水质较好,符合生活饮用水卫生标准,或尽管现状水质较差,但通过地下水库调蓄运行,水质状况有逐步改善的可能。

黄水河地下水库库址选在了胶东半岛人口密集区,区内有原龙口县城,库区的几个乡镇驻地集体私营企业也较发达,这为水库建成后库区地下水质的恶化留下了隐患。结果由于库区污水处理工程不配套,排污河沟密布,在地下水库建成使用后的不到六年的时间内,海水入侵造成的地下水质恶化虽然通过修建地下水库得到控制,但人为排污造成的地下水污染却相当严重。目前库区地下水TDS、总硬度、氯离子、“三氮”、硫酸根离子的超标区面积已经占库区总面积的1/2以上。今后该水库地下水环境的修复治理工作将是一项极为艰巨复杂的工程。

5)较强的供水需求,良好的供水和环境效益。要求库区及附近地区水资源供需矛盾较突出,修建地下水库可以解决当地工农业和生活供水不足,在保证安全运行的前提下,有利于改善环境,避免产生新的环境地质问题。

山东半岛已建成的三处地下水库区分布有龙口市、青岛市、烟台市的主要供水水源地,地下水开采强度较大,建库前都出现了不同程度的海水入侵,对水源地的正常使用构成了极大威胁。地下水库的建成使用后,不但增大了水源地的开采能力,使三处地下水库库区地下水可开采量由43.6万m3/d增长到72.5万m3/d,而且有效遏制了海水入侵的发展,取得了良好的供水、环境效益。

(4)地下水库修建的生态环境效益

地下水库工程的修建对于缓解供水危急、改善山东半岛地区生态环境状况将发挥重要作用,主要表现在以下几个方面:

拦蓄地表径流。山东半岛地区降水集中,河流源短流急,汛期大量地表径流弃泄入海,如此大量的地表弃水与该区缺水态势相违背,所以最大限度地利用这部分弃水对解决受水区供水危急意义重大。已有实践经验表明,修建地下水库工程可有效拦蓄地表径流,减少入海弃水量。以龙口市黄水河为例,黄水河多年平均入海径流量为9800万m3/a,在地下水库建成后,通过库区的4座河道拦河闸及5000眼河床补源渗井平均每年可夺取地表径流弃水2220万m3/a。

蓄存引调江水。由于西水东调调水工程建成运行后,调水量在时间分配上将于受水区需水量不一致,农灌季节需水缺口将由冬季调水量补充,冬季调水量单靠地面水库无法蓄存得下,需要利用地下水库作为蓄水场所。山东半岛23处地下水库的最大调蓄库容总和达25.73亿m3,而作为区内的峡山水库、王屋水库、门楼水库、米山水库、沐浴水库、棘洪滩水库等八个大型骨干蓄水水库的兴利调节库容总和仅为13.5亿m3,仅是这23处地下水库最大调蓄库容的52%,由此可见地下水库巨大的调蓄潜力。

从根本上改善区内生态环境状况。山东半岛地区由于地下水超量开采引发了一系列生态环境地质问题,主要表现为区域地下水位持续下降、海(咸)水入侵和地下水质持续恶化等,治理上述问题需要从恢复与改善地下水环境状况入手,地表水与地下水联合调蓄是主要治理的手段之一。以莱州湾南岸山前冲洪积平原为例,由于近年降水偏少,河流上游地区水资源拦蓄利用量增大,使得下游冲洪积平原区地表径流减少、河道干枯,地下水常年入不敷出,已形成大面积区域水位下降漏斗,造成咸水入侵、地下水质恶化,同时由于地下水位埋深加大,降水、地表水入渗补给量减小,又加剧了水资源不足。地下水库工程建成运行后,可通过回补水源逐渐抬高地下水位,改变地下水水动力条件,加强地下水循环,增大地表水入渗补给能力,将能够使区内较突出的环境地质问题得到彻底根除。

保护滨海河谷地区地下水水源地,增大地下水可开采量。山东半岛滨海河谷地区第四系含水层厚度较大,颗粒较粗,为区内富水地段,已建的地下水水源地均处于这些地区。由于靠近海岸,且中、上游地区修建了大量的水库、塘坝,将流域内地表径流节节拦蓄,使富水区地下水补给量减少,出现地下水位负值漏斗,造成海水入侵,水源地供水能力受到极大遏制。在这些富水地段修建有坝地下水库系统工程,可在阻止海水入侵的同时,增大库区地下水可开采量。

2.胶东半岛沿海地区地下水库类型与主要水库特征

胶东半岛自1995年始相继修建了三处地下水库,依次为黄水河地下水库、大沽河地下水库和大沽夹河地下水库,这些地下水库在实际运行中均取得了明显的水资源和环境效益。

(1)黄水河地下水库

1)地下水库基本情况。黄水河地下水库修建于1995年,主坝长5996m,坝体平均深度26.7m,库区面积51.82km2(图7-1),为提高库区入渗能力,黄水河河道开挖了7000多眼人工渗井。

库区南部分布变质岩,为隔水边界;东部丛林寺河以南分布古、新近系砂砾岩、黏土岩,属弱透水层,为良好的隔水边界;西部羊岚—宋家疃一带,地貌上为山前倾斜平原区,据调查为贫水区,地层透水性较弱,应视为隔水边界。库区基底为古、新近系砂砾岩、黏土岩,为良好的隔水底板;隔水底板起伏较大,形成两个低洼区,一个位于地下水库中上游镇沙村附近,一个位于地下水库下游周家村东,其间的涧村—冶基—唐家集一线有一近东西向隆起,上覆第四系明显变薄。

库区包气带岩性分为砂质黏土、黏质砂土和砂,中下游有5.8km的河道表层分布了厚约3~17m,且分布稳定的黏性土层,透水性较差。库区第四系含水层厚度10~30m,主要岩性为砾质粗砂,富水性强。各含水层之间及地表水与地下水之间存在良好的水力联系(图7-2)。

图7-1 黄水河地下水库库区条件图

2)地下水库调蓄功能分析。地下水库总库容5288.8万m3,死库容1402.4万m3,最大调节库容3886.4万m3

经多年调算(1960~1990年),建库前库区多年平均降水入渗补给量562.3万m3/a,河流入渗补给量1270.5万m3/a,地下径流补给量230万m3/a;建库后河流入渗补给量为3518.8万m3/a(图7-3),较建库前增大177%。库区地下水补给量以河流入渗补给量为主,建库前和建库后分别占总补给量的62%和82%。

(2)大沽河地下水库

1)库区水文与地下水开采。大沽河是胶东半半岛主要河流,全长179km,主要支流有小沽河、洙河、五沽河等,流域面积4162km2。据南村水文站资料,1981年以前基本常年有水,断流时间很短;1981~1989年,除1985年外,大部分时间断流,其中1981年、1983年、1984年和1989年全年断流;1997~1999年一般径流时间为7~9月份,以8月份最大,最大年径流量为2.192亿m3/a,最小为0.088亿m3/a,不同降水年份径流量差别较大。

大沽河流域内建有大型水库2座,中型水库6座,总拦蓄能力3.7亿m3,另外还有众多的小型水库、塘坝,目前大沽河河道有拦河坝7处。

库区农业开采程度较高,在平面上近于均匀开采,但在时间上具有明显的季节性,多集中在枯水季节。工业开采采用大面积分散井群相对集中的开采方式,在平面上近于不同强度开采地段内的均匀开采。库区历年地下水开采量为3133万~11323万m3/a(表7-3),开采强度7.43万~26.85万m3/(km3·a)。

图7-2 黄水河地下水库水文地质剖面图

图7-3 黄水河地下水库建库前后补给量组成图

表7-3 大沽河地下水库历年地下水开采量统计表

2)地下水库地质背景条件。地下水库区第四系厚度一般5~17m,主要含水层为冲积—冲洪积砂及砂砾石层,大致沿大沽河现代河床发育的古河谷中,平原形态呈近南北向的狭长带状,宽度一般5~7km。垂向上第四系呈双层结构,上部以黏质砂土为主,厚度一般2~5m,沿现代河床部分河段上部地层缺失,形成所谓“天窗”。黏质砂土之下为砂、砂砾石层,厚度一般4~8m,在纵向上南部最厚,平均5.89m,北部最薄,平均4.93m,中部介于两者之间,平均5.03m。在横向上,古河道中心部位厚度最大,向两侧砂层厚度变薄至尖灭,颗粒变细。

库区基底地层为王氏组黏土岩、砂岩和青山组玄武岩,其中黏土岩占绝大部分面积。

地下水水力性质基本上属于潜水,在“天窗”部位及开采状态下地下水位大幅下降时呈现典型潜水性质。库区地下水主要接受大气降水、河水补给,三者转化关系明显。由于近年库区地下水位大幅下降,不具备地下水转化为地表水的条件,但十分有利于地表水向地下水转化,尽管河道长期断流,一旦产流随即转化为地下水。

库区地下水开采属于大面积均匀开采,没有形成明显的地下水降落漏斗,水力坡度较小。

3)地下水库基本情况。大沽河地下水库建成于1998年,库区面积421.7km2,储水层在库区边缘逐渐尖灭,边界为弱透水的黏性土或直接与不透水的黏土岩接触,东西两侧边界可视为隔水边界。北界的大、小沽河出山口段、西北界辛庄—冷家庄段以及南界,因库区内外储水层连通,可视为透水边界。

地下水库总库容38413.2万m3,平均含水层厚度5.86m;死库容14633.7m3,平均含水层厚度2.00m;最大调蓄库容10236.0万m3

大沽河地下水库建库后,“四枯一丰”降水周期内地下水库合理运行情况下补给量构成如图7-4所示。

建库前库区地下水可开采量为20万m3/a,建库后增加为30.2万m3/a,可开采量增加51.1%。库区地下水补给量主要是降水入渗和河流渗漏补给(含人工回灌补给),分别占总补给量的61%和36%。

图7-4 地下水库理想运行情况下补给量构成图

(3)大沽夹河地下水库

1)地下水库修建的背景。烟台市是一座缺水型城市,10年一大旱,3年一小旱,特别是从1998年10月起,烟台市遭受了自1887年有资料记载以来降水量最小、持续时间长达32个月的大旱。至2000年年底,全市386座河流和5000多座水库、塘坝全部干涸,市区唯一地表水水源地门楼水库蓄水量仅有700万m3,仅占整库容量的5%。这些水如供市区人口使用,仅够支持40d左右。自来水厂各井群的地下水位已达到极限,55口水源井枯竭关闭。

2000年为延缓门楼水库蓄水量急剧减少的局面,水利部门在门楼水库西支流库底向上挖渗水沟20多km,为防渗漏,用了最原始的土办法,在渗沟底铺了近7.1km塑料薄膜。地表水已经没有挖潜余地了,人们想到了地下水。

10年前就有人提出在夹河下游修建地下水库的想法,但经过论证,专家发现上游河流污染问题如得不到根本治理,修建地下水库无疑会毁掉这片优质地下水源,于是烟台市政府开始加紧治理上游污染源,为日后修建地下水库做好了前期准备。

2000年9月,当烟台市几百万市民面临断水危急时,市政府下决心修建地下水库。

2)库区地质背景条件。夹河地下水库位于大沽夹河河谷平原,大沽夹河在库区分两支,西支称内夹河,发源于栖霞小灵山,东支称外夹河,发源于海阳牧牛山。内夹河中游建有门楼水库,该水库控制了上游来水的80%以上,总库容1.97亿m3,设计兴利库容1.33亿m3。夹河河道有6处拦河坝,夹河入海口1处,内夹河2处,外夹河3处。大沽夹河入海口附近的夹河橡胶拦水坝,一次可蓄水250万m3,年兴利调节水量达1100万m3,相当于一座中型地表水库的调节水量。

库区现有地下水集中开采区12个,包括自来水公司5个水厂及5个自备水源地,共有集中开采井100余口,地下水设计开采能力24.4万m3/d。

库区第四系厚度10~80m,分布宽度1000~6000m。外夹河西牟以上,内夹河门楼水库坝下至崇义,第四系厚度一般15~26m,多具二元结构,含水层岩性为砂砾卵石,潜水-浅层微承压水,单井涌水量1000~3000m3/d。外夹河西牟以下,内夹河崇义以下至海边,第四系厚度一般25~60m,呈三元结构,上部为粉细砂、亚砂土及亚黏土,中部为淤泥及淤泥质类砂土类,为相对隔水层,下部为砂砾卵石,自南向北厚度增大,沿海最厚达50m,上部赋存潜水,单井涌水量100~500m3/d,下部赋存承压水,单井涌水量1000~3000m3/d。库区基底地层为古元古界粉子山群变粒岩、片岩、大理岩及花岗岩类(图7-5)。

图7-5 大沽夹河地下水库水文

库区地下水除接受大气降水补给外,还有河水渗漏补给和周边基岩裂隙水侧向径流补给和农灌补给,其中承压水还接受上层潜水的越流补给。地下水排泄主要为人工开采,其次为蒸发,从近年监测资料分析,地下水无径流入海量。

3)地下水库概况。夹河地下水库工程于2001年10月竣工,地下坝建于宫家岛—永福园—朱果山之间,全长3894m。主体工程是深30 余m的地下防渗坝,坝体厚1m左右,长3894m,平均坝高30m左右,采用高压喷射灌浆法施工,灌注孔深入基岩1m。2000年11月东坝段一期工程施工,至2001年8月8日完工投入使用。

2001年水利部门进行库区补源工程建设,施工补源渗井1000多眼,开挖补源渗沟38条。建成后的地下水库库区面积63.26km2,总库容20520万m3,最大调节库容6500万m3,建库前库区地下水可开采量为6500万m3/a,建库后可开采量达10930万m3/a;河流入渗补给量(含人工回灌补给量)由建库前占库区总补给量的26%增大为建库后的55%(图7-6)。

图7-6 建库前后补给量构成图

地下水库建成后水利部门在大坝两侧的观测井进行了水位和水质监测,结果表明大坝内侧地下水位高出外侧水位近1m,而且Cl-含量大大低于坝体外侧监测井。

‘捌’ 针对山东半岛不利条件的解决措施

咨询记录 · 回答于2022-01-02

‘玖’ 引黄河水入永定河,那么下游的河南和山东缺水怎么办

引黄河水入永定河,那么下游的河南和山东缺水怎么办?

大家要清楚,某些特定的季节,山东和河南总是频发的缺水干旱现象,其实跟永定河引入黄河水并没有什么直接关联。毕竟,引黄河水入永定河这事是从2019年开始进行的,而且,也不是一年365天都在给永定河进行生态补水。

简而言之,我们要正确的认识,为什么要引黄河水入永定河,以及山东和河南地区出现的缺水与此并无直接关联。并且,黄河水的合理利用,目的是为了服务于更多的人,而不是将其视为那些地区的专属河流。虽然黄河水的水量远没有长江丰富,但就永定河这两年从黄河引入的水量来看,并不足以对其他地区构成明显影响。

事实上,局部地方因为土壤缺水而出现干旱的情况,原因其实也覆盖了多个方面。除了地方是否有丰富的水资源储备之外,同时还跟当地的自然降水量,以及土壤的水量蒸发情况密切相关,这几个因素对于大部分地区来说都适用。而降水则取决于气候,大家都知道,由于地球现在的环境已经大不如前,全球变暖问题变得越来越严峻。

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