象山县水资源供需平衡分析及保障措施研究

姚 冰，王晓琳，方浩川

(宁波市水利水电规划设计研究院有限公司，浙江 宁波 315000)

近年来，象山县深入实施桥海兴县战略，全面推进“两区”建设，经济社会实现持续健康发展，综合实力明显增强，工业经济迈入全省第二梯队，旅游服务业快速增长。随着全县经济的快速发展和城镇化进程的加速推进，地区对水资源的需求将不断增加，而宁波象山县因海岛型低山丘陵地貌，导致县域内缺乏大型工程性调蓄措施，水资源较为匮乏，供水安全难以有效保障。水资源作为战略性的自然资源，水资源的短缺将成为制约区域社会经济发展和影响人民生活水平的重要因素，解决城市水资源供需平衡问题是适应城市长远发展的需要[1- 6]。本文通过象山县水资源的供需平衡分析，揭示不同水平年与保证率条件下，县域内生活及工业供水系统水资源缺口情况，并提出水资源保障措施。

1 区域概况

象山县位于浙江省东部沿海地区，象山港与三门湾之间，隶属宁波市管辖，现辖10镇、5乡、3个街道办事处，总陆域面积1382km2，2020年末全县户籍人口54.4万人，地区生产总值563亿元，三次产业结构比为13.9∶43.3∶42.8。象山多年面平均降水量为1494.4mm，年内分配不均，汛期(3—10月)降水量约占全年降水总量的75%，多年平均蒸发量为850mm，水资源总量为11.26亿m3，其中年可利用量为2.88亿m3。

2 水资源开发利用现状

随着经济社会的发展以及节水工作的推进，象山县生活及工业用水持续增长，至2020年，县域总用水量1.53亿m3，其中工业用水0.23亿m3、生活用水0.61万m3。从象山近年用水水平变化分析，2018年之前人均综合用水量基本处于较为稳定的状态，近2年呈现降低趋势；万元GDP用水量呈逐年下降趋势；万元工业增加值用水量2012—2016年呈下降趋势明显，而后基本稳定。对比其他地区用水效率，县域人均年综合用水量优于全国平均水平，但与宁波市相比仍存在一定差距，万元GDP用水量、万元工业增加值用水量水平低于宁波市及先进地区深圳市水平，工业用水效率有待提高。总体而言，近年象山县节水工作效果较为明显，用水效率有所提高，但仍存在一定节水潜力。象山县水资源较为匮乏，当前象山县城乡供水水源主要依托上张、溪口、仓岙、隔溪张、平潭5座水库及部分小型水库，境外白溪引水工程已建成多年，但仍未形成常态化引水机制。现状水库可供优质水资源与用水之间为“紧平衡”关系，在枯水年仍存在水量缺口。

3 供需平衡分析

根据象山县的水资源配置格局，充分考虑水源供水能力、水厂规模以及用户需求这三者的匹配关系，从现状实际水源可供水量出发，结合象山县需水预测成果，采用水资源供需平衡计算方法和原则，明确象山县用水缺口情况。

3.1 利用分区划分

水资源供需分析应合理划分供水系统单元，按照流域、行政区划分计算单元，对不同行政区域、不同流域内的需水量分别进行计算[7]，本次根据象山水资源利用情况，结合行政区划，分为中北部滨海区、西部丘陵区、南部滨海区、沿海岛屿区4个水资源利用分区。

3.2 需水量预测

需水预测既充分考虑未来经济社会迅速发展对水资源数量、质量的更高要求，又同时注重节水技术的应用与推广和水资源管理水平的不断提高，科学合理的对水资源需求进行分类预测。预测方法如下[8- 11]。

3.2.1生活需水

生活需水量预测采用单位人口综合用水定额法，即根据人口数量和人均用水量(定额)来确定用水量的方法。

根据现状用水水平，结合已有规划成果及及最严格水资源管理制度等相关要求，同时参照GB 50282—2016《城市给水工程规划规范》[12]中一区中等城市人均综合生活用水量定额200～380L/(人·d)的标准，在考虑进一步强化节水及综合损耗条件下，象山城市及农村综合用水定额及需水量成果见表1。

表1 象山县不同水平年综合生活需水定额及需水量预测成果

3.2.2工业需水

工业需水量采用各乡镇工业用水与生活用水比值法进行预测。工业用水分为管网工业及一般工业两类分别预测，管网工业是指纳入城市公共供水系统的工业用水，现状中心城区和石浦镇的工业用水占总用水量的37%～25%，西周占比为65%，一般乡镇占比为25%～10%，本次在现状管网工业供水比例基础上，同时考虑推行水源分质供水降低管网工业用水比重的前提下，拟定城市供水系统综合管网工业与生活用水的比例为1∶9～1∶1。一般工业指自备用水户，总体比例较低，本次根据地表水取水许可审批情况及现状一般工业用水与各乡镇生活用水比例结构，考虑未来分质供水推广情况拟定一般工业与生活用水比例为1∶9～3∶7。

本次预测2025年全县工业需水量为3738万m3，2035年全县工业需水量为5245万m3。工业用水占比及需水量预测成果见表2。

表2 各区域管网工业、一般工业与综合生活用水比例及需水量预测

3.2.3总需水量

无论什么模式的第二课堂，都应该以服务于第一课堂为宗旨。只有第一课堂和第二课堂有机衔接和贯通，才能使第二课堂真正服务于第一课堂。

经预测象山县2025、2035年的需水总量分别为1.04亿m3/a和1.38亿m3/a。

3.3 现状水源可供水量

象山生活及工业用水主要依靠中、小型水库以及境外引水工程供水。全县境内已建有各类水库81座，兴利库容总计1.27亿m3，中型水库5座，兴利库容合计0.70亿m3；小(1)型水库19座，兴利库容合计为0.43亿m3；小(2)型水库57座，兴利库容合计为0.14亿m3。其中，供给综合生活和工业的五座主力供水水库总兴利库容4990万m3，90%保证率下供水量5676万m3/a。境外引水工程主要为白溪水库引水工程，枯水年应急引水5万m3/d。

表3 象山县各水平年需水总量预测成果汇总表 单位：万m3/a

3.4 供需平衡分析方法

3.4.1计算方法

(1)计算时段：各计算单元选用水文长系列(1960—2020年)61年作为计算序列，以日为计算时段。

(2)水量平衡：根据水源工程来水、调节库容进行逐日水量供需平衡计算，水量平衡计算公式如下：

V末=V初+V来水-V损失-V城镇-V农灌-V生态-V弃水

式中，V末—时段末库容；V初—时段初库容；V来水—时段内来水量；V损失—时段内损失水量；V城镇—时段内城镇综合生活及工业供水量；V农灌—时段内农灌供水量；V生态—时段内下泄的生态基流；V弃水—时段内超过调蓄能力产生的弃水量。

(3)用水户优先级：按照用水户在社会经济中的地位，划分确保程度和供水顺序，即首先满足居民生活用水和重要工业用水，统筹兼顾农业、一般工业及其他用水。

3.4.2供水系统概化

本次研究生活和工业供水优质水源包括上张、溪口、仓岙、隔溪张、平潭5座水库、11座小(1)型水库、5座小(2)型水库，一般供水水源为军民塘水库，其供水对象为爵溪工业水厂，另境外白溪水库引水作为枯水年补充供水。供需平衡分析的每个计算单元均可归结为来水、用(需)水、供水3个系列所构成的系统，生活及工业供水系统网络概化图如图1所示。

图1 象山县水资源系统网络概化图(生活工业供水系统)

3.5 供需平衡分析成果

根据县域内水源可利用水量和预测成果对象山县供水系统进行水资源量供需平衡分析，经计算在仅考虑象山县境内自身水源工程的情况下，现状生活及工业供水处于紧平衡状态，90%保证率综合生活和工业用水需求可基本得以满足，95%保证率下存在1239万m3缺口。随着县域经济社会发展及用水量增加，至2025年90%保证率下生活及工业将缺水1844万m3，95%保证率缺水3275万m3，2035年90%保证率生活及工业缺水4262万m3，95%保证率缺水5692万m3，象山县生活及工业用水供需平衡情况见表4。

表4 象山县生活及工业用水供需平衡计算成果 单位：万m3/a

综上所述，象山县水资源较为短缺，未来随着象山县中心城镇的快速发展，综合生活及工业的需水量迅速增大，现有水源工程和供水体系的供水能力难以满足用户需求，生活及工业存在较大用水缺口，亟需进一步完善供水格局和寻找新的供水水源，以保障未来的供水安全。

4 水资源保障措施

4.1 水资源保障措施

为缓解象山县生活及工业供水压力，减少象山用水缺口，支撑县域经济社会发展需求，本研究以现状问题为基础，以需求为导向，按照“时间上着眼长远、空间上放眼全局、工程上适度超前、供给上量足质优”的总体思想，提出管网改造、分质供水、新建水源工程、已有水源扩容、小型水源连通、增大引水六大水资源保障措施。

(1)加大供水管网改造。由于县域前期供水管网设置不合理、管材老化，漏损严重，大量优质水资源被浪费，通过统一规划和布置，分步骤、有先后的逐步实施管网改造，降低管网漏损率，目标控制在10%以内。

(2)积极推进分质供水。在用水量相对集中，对水质要求相对较低且周边有合适水源区域建设工业水厂，置换现有自来水，节约优质水资源，如石浦镇可通过新建工业水厂，实施苦咸水深度处理，提升一般水源大塘港水库利用水平；城东工业园区、爵溪工业园区现建有爵溪工业水厂，并配套有工业管网系统，可进一步拓展分质供水区域，加大工业水厂供水。另应倡导水资源循环利用，将再生水纳入水资源统一配置，如象山县中心污水处理厂毗邻滨海工业园、城西工业园，通过建设再生水利用系统，为周边工业区及景观用水、绿地灌溉等提供所需用水，减少优质用水。

(3)新建白仙山水库。白仙山作为区域“水缸”型水库，与境内其他水源联合供水，并预留应急备用库容，通过“蓄丰补枯”的形式调蓄周边隔西张水库、溪口水库等水源丰水期弃水，特殊枯水年或突发水安全事件情况下应急调用。

(4)实施平潭水库加高，溪口、仓岙水库清淤扩容，增加现有水源调蓄空间，挖掘水源内部潜力，减少丰水期弃水。

(5)实施小型水库连通。随着后期东陈乡、泗洲头镇、鹤浦镇等部分乡镇水厂取消后，原供给乡镇水厂的小型水库如南盘、松岙、黄金坦、小百丈等，后续可将其与供水干管连通，作为枯水期应急备用水源，保证区域供水安全。

(6)落实境外引水。随着县域内用水量的增加，需进一步强化白溪水库常态化引水，引水规模5万m3/d，并加大丰水期引水。另为保障象山县远期用水需求，需积极争取清溪水库引水。

4.2 保障措施下供需平衡情况

保障措施实施后，对象山水资源量供需平衡情况分析，经计算，象山县整体水资源供给保障能力得到有效提升，2025年生活及工业用水基本可得以满足，但仅靠本地水源工程及白溪引水工程，2035年综合生活和工业需水仍存在少量缺口，90%保证率下工业供水缺口799万m3，为满足未来的用水需求，需要通过积极争取清溪水库引水800万m3予以解决。

综上，通过以上6项水资源保障措施，可充分挖掘象山内部水资源潜能，增加水资源利用效率，提高自身水资源供给保障能力，构建持续稳定、集约高效的水资源供给保障格局。

表5 保障措施下象山县生活及工业用水供需平衡计算成果 单位：万m3/a

5 结语

现有供水格局条件下，随着城镇建设的推进及人口规模增加，较大的用水缺口问题将成为制约象山经济社会发展重要影响因素，通过管网改造、分质供水、新建水源工程、已有水源扩容、小型水源连通、增大引水六大措施可有效提升区域水资源保障能力，同时针对境外引水需积极争取清溪水库800万m3水量。

象山供需平衡分析成果及保障措施的提出，可为象山近5～10年水资源开发利用提供有效指导，为城市管理建设人员提供数据支撑，保障区域经济社会可持续发展。本文需水预测人口数据基于《象山县域总体规划(2018—2035)》(草案公示)，数据存在一定时效性问题。