浅析典型缺水地区再生水资源优化配置与实践_邱浩.pdf

2023.1浅析典型缺水地区再生水资源优化配置与实践邱浩1，赵莹1，陈永良2（1.山东省水利科学研究院，山东 济南 250014；2.潍坊市峡山水库管理服务中心，山东 潍坊 261000）【摘要】以山东省胶东半岛战略水源地提质增容工程为例，分析了项目区水资源概况，并针对建设项目中调水区和受水区中水利用配置情况的影响进行分析，并提出建议措施。该工程正式投入运行后，可有效提高项目区再生水利用率，缓解典型缺水地区水资源供需矛盾。同时，工程的实施也为缺水地区中水利用和水资源优化配置提供借鉴。【关键词】再生水利用；胶东半岛；水源地；典型缺水区【中图分类号】TV213.4【文献标志码】A【文章编号】1009-6159（2023）-01-0018-03水资源紧缺是制约山东省国民经济和社会发展的重要因素，加强再生水利用配置，提高再生水利用率，可有效缓解水资源供需矛盾，改善水生态环境质量，促进经济社会发展全面绿色转型，同时也是贯彻落实党中央、国务院关于再生水利用政策部署的重要举措。本文以胶东半岛战略水源地提质增容工程为例，探索了典型缺水地区再生水资源利用配置试点情况。1政策背景近年来，为提高再生水利用率，缓解水资源供需矛盾，国家和地方政府相关行政主管部门出台了一系列政策法规。在国家层面，关于推进污水资源化利用的指导意见（发改环资 2021 13号）明确提出要以缺水地区和水环境敏感区域为重点，以城镇生活污水资源化利用为突破口，以工业利用和生态补水为主要途径，开展试点示范，推动我国污水资源化利用实现高质量发展；典型地区再生水利用配置试点方案（水节约2021 377 号）提出“十四五”期间，试点城市要以加强再生水利用规划布局和配置管理为重点，大幅提高再生水利用率。在省级层面，山东省节约用水条例 第三十四条规定县级以上人民政府应当统筹规划建设再生水输配管网和再生水利用设施；山东省“十四五”节约用水规划 明确提出：到 2025 年山东省非常规水利用量将由 2020年的 11.9 亿 m3提升至 15 亿 m3，城市再生水利用率由 2020 年的 45.8%提升至 2025 年的 50%。2项目区水资源概况潍坊市属严重缺水城市，水资源短缺，区域经济状况与水资源禀赋条件不协调，水资源支撑能力明显不足。随着经济社会不断发展和人口的增长，水资源供需矛盾越来越尖锐。潍坊市水资源年际年内变化剧烈，这一自然特点在容易造成洪涝、干旱等自然灾害的同时，也给水资源综合开发利用带来困难和挑战。潍坊市中心城区分布有虞河、浞河、白沙河、张面河、白浪河等河道，是潍坊市重要的水系景观载体。由于天然径流量较小外加上游拦蓄等原因，上述河道城区段在枯水年份和非汛期时常发生断流，严重影响了河道生态环境及市容市貌。潍坊市区规划水平年对河道生态用水的需求增幅较大，2025 年和 2035 年潍坊市区生态环境需水量约为 2.0 亿 m3和 2.3 亿 m3，上述需水量仅仅依靠潍坊市区自身中水难以满足生态需水要求。根据潍坊市区不同规划水平年中水可供水量预测成果，2025 年和 2035 年潍坊市区生态环境供水量分别为 1.1 亿 m3和 1.3 亿 m3，只能满足生态需水的 50%60%，尚有较大缺口，急需其他水源进行补充。同时，潍坊市区农业灌溉用水需求较高，目前受水区沿线农田灌溉缺水较严重。收稿日期：2022-08-10作者简介：邱浩（1993），男，助理工程师山东水利18DOI:10.16114/ki.sdsl.2023.01.0252023.1峡山水库位于山东半岛东部，潍坊市东南的峡山生态经济发展区境内，潍河中下游，是山东省最大的水库。峡山水库总库容约 14.54 亿 m3，兴利库容 5.52 亿 m3，死库容 0.4 亿 m3，是一座集防洪、城市及工业供水、发电、灌溉等综合效益于一体的大（1）型水库。水库自建成以来，对保护下游防洪安全、当地农业和城市、电厂供水和水力发电等发挥了重要作用，是潍坊乃至胶东半岛重要的防洪工程，潍坊市主要水源地。峡山水库作为胶东地区战略水源地，具有调引雨洪资源入库，丰蓄枯用，保障水源的重要作用。峡山水库战略水源地的建设有利于调蓄优化全省水资源配置，统筹解决胶东地区水安全保障问题。峡山水库上游共分布 9 座污水处理厂，其中诸城市涉及 7 座，安丘市 2 座，现状沿线污水处理厂排出中水除部分蒸发渗漏外，大部分进入峡山水库。尽管上述污水处理厂达标排放的中水已达一级 A 标准，依然不能满足水源地水质标准需达到类以上的要求，峡山水库水质安全多年来一直饱受中水外排的威胁。而且随着社会经济的发展，直接排放入河并流入峡山水库的中水量呈逐年加大的趋势，峡山水库战略水源地水质安全有进一步恶化的危险。中水直接外排进入河道不仅严重影响河道及水库水质，也不符合将再生水纳入水资源统一配置的规划要求。3再生水利用工程实践胶东半岛战略水源地提质增容工程通过调引峡山水库上游入潍河和汶河中水，利用管道输水至潍坊市中心城区主要河道上游，对具有城市水系景观功能的白浪河、虞河、白沙河、张面河、浞河城区河段实施生态补水，在保障峡山水库水质安全的同时，具有优化水资源配置，提高中水资源利用率的积极作用。工程建设在改善沿线水生态环境的同时，还具有为供水线路沿线及虞河、白浪河、浞河下游两岸农田提供农业灌溉用水的作用。利用经处理后水质达标的中水进行农业灌溉，不仅有助于提高沿线农业用水保证率，同时也为置换潍坊北部地下水水源和缓解地下水超采起到积极的推动作用。本工程的建设还可相机补充沿线电厂和钢厂用水，有助于建设“点对点”再生水输配设施。经计算，本工程调出区 2025 年和 2035 年污水处理量可分别达到 13 683 万 m3和 19 805 万 m3，日均处理规模分别为 37.5 万 m3/d，54.3 万 m3/d。根据室外给水设计标准（GB50013-2018）和城市给水工程规划规范（GB50282-2016）测算，到 2025 年、2035 年调出区最高污水日处理量分别为 52.5 万 m3/d、76.0 万 m3/d。考虑到项目区设计水平年自身中水回用情况，2025 年、2035 年本工程可调引的日均中水量分别为 31.0 万 m3/d、40.6 万 m3/d，可调引的最高日中水量分别为49.9 万 m3/d 和 64.6 万 m3/d，据此测算本项目经济效益费用比为 1.40，经济净现值为 12 546 万元，经济内部收益率为 8.99%，国民经济评价可行。4再生水资源优化配置分析再生水是国际公认的“城市第二水源”，积极推行再生水利用，可以有效优化城市水资源配置，缓解水资源短缺。本工程通过集中收集污水处理厂排出的再生水，流经湿地后进一步净化提升、改善水质后调入潍坊市中心城区，作为河道生态景观用水、河道生态基流、地下水回灌补源以及农业灌溉补充水源，可以减少潍坊市这一典型缺水地区优质水源开发利用量，起到优化水资源配置，提高水资源利用率的积极成效。1）缓解潍坊市水资源紧缺现状，完善水资源配置体系。本工程的建设是落实在流域和区域水资源综合规划中将再生水纳入水资源供需平衡分析和配置体系的具体体现。工程设计依据调水区和受水区水资源综合规划和水环境承载能力、发展需求等，按照就近利用、优水优用、分质用水的思路，合理确定了再生水的利用方式与规模，完善了当地再生水生产输配设施布局，从而为当地构建起一套水质安全、稳定可靠的再生水输配系统。因此，本工程的建设在一定程度上优化了潍坊市再生水利用规划布局，这一点与潍坊市相关涉水规划中对再生水利用要求和国土空间规划协调一致。2）构建再生水输配系统，扩大再生水利用规模。我国再生水利用基础设施建设进度滞后，再生水利用配套管网建设不完善，大中型引调水工程中涉及再生水利用的项目尚不多见。再生水利用基础设施建设滞后是再生水利用覆盖面和可邱浩，赵莹，陈永良：浅析典型缺水地区再生水资源优化配置与实践192023.1达性的严重制约因素，阻碍了再生水资源的利用和发展。本工程的建设以现有污水处理厂为基础，结合污水处理设施提标升级扩能改造，根据实际需要建设构建起一套再生水输配系统，在满足再生水水质要求条件下，有效扩大了再生水用于河湖湿地生态补水、景观环境用水的规模。3）优化水资源时空布局，提高再生水资源利用率。本工程建设有效推动了工业园区、用水大户与再生水生产运营单位合作，有助于建设“点对点”再生水输配设施，打通工业园区中钢铁等传统用水大户再生水利用“最后一公里”的输水问题。潍坊市产业布局与水资源时空分布不协调，高耗水产业比重高，高效节水生产方式亟待进一步提升，地下水超采严重。再生水输配系统的建设扩大了受水区再生水利用领域和规模，有效统筹了在受水区将再生水用于工业生产、市政杂用、生态环境、农业灌溉等领域，同时推动了再生水作为工业园区特别是高耗水行业生产用水的重要水源，有效提高了受水区再生水资源利用率。工程正式投入运营后，可利用再生水输配系统布设市政再生水取水点，加大城市绿化、道路清扫、车辆冲洗、建筑施工、消防等市政杂用领域再生水利用力度。5建议措施1）建立健全促进再生水利用的管理体制。工程正式投入运营后，应以 山东省节约用水条例为上位法制定出台符合中水调水区和受水区自身发展要求的相关财税、投融资、价格等政策，制定区域再生水用于工业生产、市政杂用、生态环境、农业灌溉等方面的技术规范和管理要求。同时，笔者认为本项目受水区再生水水质除通过流经湿地进行二次净化处理之外，还可以选择在污水处理厂等再生水收集源头精准建立符合项目受水区发展的再生水安全监管制度体系，包括但不限于建立再生水水源监测、统计和评估制度，设立污水处理厂出水水质实时在线监控系统，严格对项目区内污水处理厂再生水出水水质进行监测预报。在对再生水水质进行监测预报的同时，制定再生水利用突发事件应急预案，完善再生水水质应急处置机制，确保再生水在项目受水区安全高效利用。2）尝试在项目区建立多元化的资金投入保障机制。强化科技支撑，发挥地方政府专项债券对再生水利用项目的支持和保障作用，积极扶持项目区内再生水生产供给企业，充分调动再生水供给企业投资与运营的积极性。考虑放开项目区再生水政府定价，探索由再生水供应企业（污水处理厂），再生水输配系统项目管理单位和电厂、钢厂等传统高耗水行业用水大户之间按照优质优价的原则自主协商定价。同时发挥经济杠杆的宏观调控作用，突出受水区内用水户使用再生水的价格优势，对受水区内再生水利用量较大的钢铁等工业企业，考虑适当减免常规水源利用需缴纳的水资源税费。本项目建成后利用再生水对具有生态环境服务功能的河湖湿地和景观环境进行生态补水，因此，建议鼓励采用政府购买服务的方式推动受水区再生水生态环境补水利用。3）加强宣传，营造良好的社会氛围。结合世界水日、中国水周、全国城市节水宣传周等主题宣传活动，在项目受水区开展形式多样、广泛深入的再生水利用宣传工作。由于受传统观念和再生水利用宣传尚不够充分等因素影响，项目区公众普遍对再生水利用认识度不足，部分公众对再生水水质和使用效果存有疑虑，导致总体上对再生水利用接受度偏低，直接影响了再生水利用水平的提高。通过在项目受水区开展多种形式的广泛宣传工作，有利于在项目区乃至全社会营造节约水资源、保护水环境的良好氛围，有助于提高公众对再生水利用的认可度和接受度，消除公众顾虑，共同推动再生水在项目受水区高效利用，也为类似地区提供可复制、可推广的经验和借鉴。综上，笔者认为在缺水地区特别是资源型缺水地区，通过加强再生水利用配置管理，充分论证再生水利用的可行性和合理性，提出再生水利用配置方案，论证、规划并实施一批具有再生水输配作用的工程，可起到有效缓解水资源供需矛盾，改善水生态环境质量，同时促进经济社会发展全面绿色转型的重要作用。参考文献1赵春红，刘中一，任志远.我国非常规水源利用现状、问题和发展对策，水利发展研究J.2022，22（5）：54-58.（责任编辑 崔春梅）邱浩，赵莹，陈永良：浅析典型缺水地区再生水资源优化配置与实践20