濟南水資源與可持續(xù)利用

濟南水資源與可持續(xù)利用李常鎖;秦品瑞;王少娟【摘要】濟南水資源補給量變化大,地域分布不均，優(yōu)質(zhì)飲用水以地下水為主.綜合分析濟南的氣候、自然、地理及水文地質(zhì)條件，結(jié)合水資源基本特征與資源量認(rèn)為,濟南市水資源總量相對充足，但由于水資源的年內(nèi)及地域分布不均勻，使得水資源供求矛盾較為突出，這集中體現(xiàn)為供水結(jié)構(gòu)與利用方式方法不合理.本文從水資源優(yōu)化配置著手，充分考慮產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)特點與區(qū)域用水特征，提出了保障濟南市水資源可持續(xù)利用應(yīng)當(dāng)借鑒的措施.【期刊名稱】《南水北調(diào)與水利科技》【年(卷)，期】2010(008)006【總頁數(shù)】4頁(P114-117)【關(guān)鍵詞】濟南;水資源;優(yōu)化配置;可持續(xù)利用【作者】李常鎖;秦品瑞;王少娟【作者單位】山東省地礦工程勘察院，濟南,250014;山東省地礦工程勘察院，濟南250014;山東省地礦工程勘察院，濟南,250014【正文語種】中文【中圖分類】TV213.9濟南素有泉城之稱,山東省省會，面積8227km2。截止2006年末，常住人口681.71萬人,國內(nèi)生產(chǎn)總值2185.1億元，綜合經(jīng)濟保持在全省前列，是全省重要的綜合性產(chǎn)業(yè)城市。隨著社會的不斷進步，人們越來越重視濟南的保泉工作，但同時也提出了更高的要求。即：在保證泉水噴涌的同時，應(yīng)當(dāng)讓泉城人民喝到優(yōu)質(zhì)的地下水而不是地表水（含黃河水）［1-3］。1濟南水資源基本特征［4］濟南水資源的基本特征如下。①補給量年內(nèi)、年際變化大。汛期降雨量占全年雨量的70%,是水資源的主要形成期。豐、枯水年的水資源量相差也很大，豐水年為枯水年的2~4倍。②水資源地域分布不均。山區(qū)可利用資源量很少，地下水多集中在山前。③水資源以巖溶地下水為主，泉水是濟南水資源的特色。水資源的組成以地下水為主，地表水與地下水相互轉(zhuǎn)化迅速。泉水資源豐富,如較為著名的趵突泉等四大泉群。④水資源的優(yōu)勢。自然降水較多,有著重要的客水資源-黃河，南水北調(diào)工程正逐步實施,形成臨界雨云幾率高，人工增水潛力大。⑤含水層儲水結(jié)構(gòu)和地下水儲存條件。主要富水地段處于單斜構(gòu)造的前緣,有利于接受上游補給。主要含水層為奧陶系灰?guī)r,與寒武系通過斷裂等產(chǎn)生水力聯(lián)系、與第四系孔隙含水層通過天窗產(chǎn)生水力聯(lián)系、與河流通過河床的切割產(chǎn)生水力聯(lián)系、與大氣降水通過直接滲漏產(chǎn)生水力聯(lián)系。由于具有特殊的、有利的地質(zhì)結(jié)構(gòu),使地下具有巨大的蓄水空間，地下水資源儲量豐富［5］。2水資源量評價2.1地表水資源量評價2.1.1當(dāng)?shù)氐乇硭鶕?jù)1956年-2005年降水資料分析，濟南市多年平均降水為647mm,折合水量52.51億m3。不同保證率年降水總量見表1。濟南市1956年-2006年多年平均年徑流量8.6億m3。多年平均徑流深100.5mm,在保證率20%、50%、75%、95%時年徑流量分別為13.2億m3、6.88億m3、3.7億m3、1.12億m3。見表2。表1濟南市不同保證率年降水量Table1DifferentguaranteerateannualprecipitationinJ'inan項目多年平均豐水年(20%)平水年(50%)枯水年(75%)特枯年(95%)降水量/mm647764.4622.8522.8398.9降水總量億m352.5162.0450.5542.4332.37表2濟南市不同保證率年徑流量Table2DifferentguaranteerateannualrunoffinJifnan項目多年平均豐水年(20%)平水年(50%)枯水年(75%)特枯年(95%)徑流深/mm100.5154.280.443.213.08徑流量/億m38.613.26.8.2地表客水黃河水是重要的客水資源，多年洛口水文站平均來水量359億m3。來水主要集中在汛期的7月-10月份，占多年平均全年來水量的60.7%。山東省水利廳以魯水資字［1994］18號文〃關(guān)于公布我省引黃水量分配方案的通知”，將國務(wù)院分配給山東省的70億m3的引黃水量向各市地進行了再分配，分配給濟南市的引黃水量為5.8億m3。南水北調(diào)工程濟南段設(shè)計引水規(guī)模均為50m3/s,多年平均引水量8.8億m3。第一、二三期每年分配(多年平均、扣除損失)給山東省的水量分別為16.81億m3、16.86億m3和37.25億m3,南水北調(diào)工程的實施能夠在一定程度上緩解部分地區(qū)供水壓力較大的現(xiàn)狀［6］。2.2地下水資源量評價2.2.1區(qū)域地下水資源量評價濟南市具低山、丘陵、平原等多種地貌形態(tài)，各地區(qū)的水文地質(zhì)條件，研究精度、資料掌握程度不盡相同,以往地下水資源的計算方法也不完全相同。本次以區(qū)域水均衡原理計算天然補給資源量，個別地段采用解析法或數(shù)值法評價。濟南市地下水資源比較豐富，全區(qū)地下水補給資源量13.40億m3/a,開采資源量13.32億m3/a,詳見表3。表3濟南市地下水資源量Table3GroundwaterresourcestatisticaltableinJi'nan縣（市、區(qū)）補給資源量/（億m3°a-1）開采資源量/（億m3°a-1）開采資源摸數(shù)/［萬m3°（km2°a）-1］濟南市（六區(qū)）5.245.4716.89商河縣1.411.5613.05濟陽縣2.082.3925.22平陰縣1.300.9211.76章丘市3.372.9817.52合計13.4013.3216.82濟南市2006年開采量為7.72億m3,開發(fā)利用程度為51.83%。從資源總量的利用角度來看，地下水資源量開發(fā)利用程度不是很高。2.2.2富水地段地下水資源量評價濟南市地下水在地形、地貌、地質(zhì)條件控制下形成5個主要富水地段,總允許開采資源量149.55萬m3/d,各富水地段位置、允許開采資源量詳見表4。表4濟南市富水地段地下水資源量統(tǒng)計Table4GroundwaterresourceinwaterysectorinJi'nan位置面積/kmZ地下水類型允許開采資源量/（萬m3od-1）開采資源摸數(shù)/［萬m3o（km2oa）-1］長清區(qū)長孝一帶50巖溶水13.7100濟南市區(qū)-西郊135巖溶水50.73136.99章丘市明水鎮(zhèn)13.5巖溶水24.66666.7濟南東郊白泉一帶37.5巖溶水29282.3章丘巴漏河沖洪積扇473.78孔隙水31.4624.24合計709.8—149.55—單看各個富水地段允許開采的資源量，在不考慮保泉的條件下,其允許開采資源量是很可觀的。2.2.3水資源總量水資源總量評價成果為近期降水條件下1956年-2005年的水資源總量系列，濟南市多年平均水資源總量為19.6億m3,保證率P=20%、P=50%、P=75%和P=95%的水資源總量分別為26.19億m3、17.46億m3、12.588億m3、7.9億m3。3水資源開發(fā)利用中存在的問題3.1地下水位下降，泉水?dāng)嗔麟S著巖溶水的開采量日益增加，人工開采是泉域地下水位下降的主要原因。自20世紀(jì)90年代以來，濟南泉域日開采量達(dá)60萬m3/d左右，至2006年日開采地下水依然維持在46.24萬m3/d。即使?jié)先獏^(qū)開采量有所減少，但整個泉域開采量不加控制，〃泉城”面貌也是難以恢復(fù)［7-8］。3.2用水結(jié)構(gòu)不合理地表水、地下水、客水及中水等多水資源調(diào)度配置不合理。黃河水供水管網(wǎng)不能覆蓋東部地區(qū)，而東部地區(qū)工業(yè)相對密集，用水量龐大，由于長期集中開采，形成超采區(qū)面積達(dá)200多km2,且造成水質(zhì)要求較高的居民生活用黃河水，部分水質(zhì)要求較低的工業(yè)生產(chǎn)用優(yōu)質(zhì)地下水，不符合以人為本的思想,沒有充分發(fā)揮不同水資源的綜合效益。另外，中水資源、汛期雨洪資源也沒有有效得到利用［9］。3.3地下水水質(zhì)惡化濟南市是山東省污、廢水排放量最多的城市之一，現(xiàn)狀年污廢水排放量達(dá)2.5億t,部分污、廢水未經(jīng)處理而直接排入河道，嚴(yán)重污染了水環(huán)境。在城市和工業(yè)區(qū)的地下水已檢出多種有機污染物質(zhì)，有的污染物已超過飲用水標(biāo)準(zhǔn)。由于水質(zhì)污染,使得濟南市在水資源總量并未發(fā)生變化的情況下,可用地下水越來越少，從而制約了水資源的開發(fā)利用［10］。3.4水資源浪費嚴(yán)重濟南市水資源利用率不高。據(jù)統(tǒng)計,2006年全市萬元GDP取水量73.59m3,T業(yè)用水重復(fù)利用率為74%,與國內(nèi)節(jié)水先進城市相比尚存差距。大中型企業(yè)水重復(fù)利用率較高，而小型企業(yè)（尤其是鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)）水重復(fù)利用率很低,工業(yè)節(jié)水嚴(yán)重不平衡。群眾節(jié)水意識較差，生活節(jié)水器具推廣緩慢,用水浪費嚴(yán)重。農(nóng)業(yè)灌溉有很多地區(qū)仍采用大水漫灌的方式，噴灌、滴灌等先進的節(jié)水灌溉方式仍未大面積實現(xiàn)。同時，由于設(shè)施老化和缺乏行之有效的管理，城市公共供水管網(wǎng)漏失率高達(dá)30%,浪費驚人。3.5水資源管理視野窄，管理體制機制不夠完善目前水資源管理忽視了濟南獨特的水文地質(zhì)特征是濟南地下水資源形成的先決條件,沒有把泉水資源的形成機制一巖溶地下水的補給、儲運、運移條件納入涉及公共安全的重要資源加以管理。水資源管理部門對涉及水資源安全的一些開發(fā)建設(shè)行為基本沒有制約能力，加之有關(guān)部門重經(jīng)濟效益、輕環(huán)境效益與輕社會效益的傾向仍十分突出，對水環(huán)境科學(xué)基礎(chǔ)研究深度不夠，給政策決策帶來諸多盲點，造成了水資源供需結(jié)構(gòu)的尖銳矛盾。歷史遺留的在水資源管理上〃條塊分割,分兵把口”的管理體制，助推了水資源結(jié)構(gòu)性缺水和水資源浪費矛盾的演進。由于多龍治水，導(dǎo)致一些重大的、急需解決的水環(huán)境問題被推諉懸置，同時出現(xiàn)政出多門、相互抵觸的局面。因此，建立健全水行政管理體系，實現(xiàn)水資源的統(tǒng)籌管理機制，是解決濟南水資源問題的關(guān)鍵所在。4水資源優(yōu)化配置及可持續(xù)利用對策4.1治水理念從濟南的氣候和水文地質(zhì)條件的實際出發(fā)，要著重關(guān)注三大問題：要遵循水的運動規(guī)律;要尊重地球的生命力和生物多樣性規(guī)律;建立維護水資源安全的制度和措施[11-12]。并由此提出濟南市治水的新理念為：尊重自然規(guī)律，加強規(guī)劃在保護水資源中的引導(dǎo)作用，合理調(diào)整開采水資源的布局,優(yōu)化用水結(jié)構(gòu)，加大中水回用力度，提高利用效率,改革管理體制，實施按區(qū)域分質(zhì)供水。4.2水資源優(yōu)化配置思路基于區(qū)域水資源特性、水資源承載能力和水資源供需態(tài)勢，立足于區(qū)域內(nèi)水資源的高效利用，遵循〃優(yōu)先生活、保障生態(tài)、促進生產(chǎn)發(fā)展”的原則，據(jù)此確立水資源優(yōu)化配置的條件和順序，發(fā)揮市場調(diào)節(jié)的主導(dǎo)作用，采取〃先節(jié)水后調(diào)水、先治污后供水”的水資源配置原則。4.3濟南市水資源優(yōu)化配置方案濟南水資源優(yōu)化配置方案，根據(jù)濟南市水資源結(jié)構(gòu)與用水特點，按區(qū)域?qū)嵤┓仲|(zhì)供水。生活和高精尖工業(yè)使用優(yōu)質(zhì)地下水;一般工業(yè)生產(chǎn)用水使用北部地表水與中水;南部山區(qū)地表水庫主要用于生態(tài)用水。4.3.1生活和高精尖工業(yè)用水水源濟南的地下水資源能夠保障包括東部新城生活區(qū)、主城區(qū)、西部長清城區(qū)和大學(xué)科技園區(qū)的生活用水。濟南泉域：根據(jù)管理模型,枯水年份趵突泉水位控制在27.5m以上,四大泉群常年連續(xù)壯觀噴涌條件下，南部山區(qū)補源量9.95~16.15萬m3/d,濟南泉域地下水在滿足自備井7萬m3/d與農(nóng)業(yè)灌溉11萬m3/d的情況下，濟南泉域巖溶水優(yōu)化開采量可達(dá)26萬m3/d。白泉泉域：白泉泉域總資源量39.523萬m3/d,除農(nóng)業(yè)開采、礦井排水外，白泉、武家、黃土崖水源地供水總量為28.29萬m3/d。長-孝水源地：當(dāng)?shù)毓まr(nóng)業(yè)開采量較小,水源地仍處天然狀態(tài)，建議增采8萬m3/d,達(dá)13萬m3/d。上述三處合計開采60-65萬m3/d優(yōu)質(zhì)地下水資源,可用于生活和高精尖工業(yè)用水，若生活用水按人均100L/d計算，優(yōu)質(zhì)巖溶地下水資源可滿足600萬人生活用水。截至2006年末，濟南市城區(qū)人口324萬人，經(jīng)優(yōu)化后的水資源量完全能夠滿足濟南城區(qū)居民生活用水。4.3.2工業(yè)用水水源玉清湖、鵲山水庫作為工業(yè)用水水源。對于水質(zhì)要求不高的工業(yè)用水，應(yīng)以地表水資源為主,玉清湖、鵲山水庫規(guī)劃供水量80萬m3/d,現(xiàn)階段設(shè)計供水能力40萬m3/d（各20萬m3/d）。中水利用：現(xiàn)已建成和待建的水質(zhì)凈化廠，到〃十一五”末污水處理量達(dá)90萬m3/d,按回用30%~50%計算保障能力將達(dá)到30-45萬m3/d?？紤]眾多因素，擬按30萬m3/d的保障能力計算。泉水利用：濟南泉域涌出的水資源依據(jù)可利用30%~50%水資源量測算，即有8~15萬m3/d的供水能力。可按最低保障量8萬m3/d的供水能力計算。將上述地表水、中水和泉水利用合并計算，到〃十一五”末可供水量最低不少于70萬m3/d;如果玉清湖、鵲山水庫全部實現(xiàn)規(guī)劃供水量，最低供水量不少于110萬m3/d。若這一供水量還不能滿足工業(yè)生產(chǎn)需要，還可調(diào)整玉清湖和鵲山水庫的引、供水設(shè)備，增加供水保障能力。此外，南水北調(diào)水源也是重要的補充水源。4.3.3南部山區(qū)水庫作為泉域回灌補源用水南部山區(qū)臥虎山、錦繡川、狼貓山水庫的水源,除保障當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)灌溉用水外，主要用來向市區(qū)泉域回灌補源。根據(jù)玉符河與北沙河多年測流資料，結(jié)合回灌試驗資料分柝玉符河補源量可設(shè)計在18萬m3/d以下，北沙河補源量可設(shè)計為11.7萬m3/d。另外,興隆莊、展村一臘山、漿水泉等泉域巖溶水調(diào)蓄補源區(qū)的實際資料尚有欠缺，根據(jù)室內(nèi)滲透性試驗,這些地段補源量初步測算為10-15萬m3/d。一旦回灌補源措施實施之后，對于市區(qū)四大泉群乃至泉域范圍內(nèi)的地下水位恢復(fù)是十分有利的，同時也能夠保障泉水的持續(xù)出流。若遇特殊干旱年份，臥虎山水庫水源不足時，可先將黃河、長江的水源輸送到臥虎山水庫,然后實施回灌補源。4.4濟南市水資源可持續(xù)利用對策4.4.1確立可持續(xù)的發(fā)展方式根據(jù)濟南水資源的實際情況，濟南市保護、開發(fā)利用水資源的原則是：優(yōu)先生活、保障生態(tài)、促進生產(chǎn)發(fā)展。據(jù)此確立利用水資源的條件和順序,生活用優(yōu)質(zhì)地下水，依此控制地下水的過度開采，使地下水位維持在泉水能夠常年噴涌的狀態(tài);工業(yè)生產(chǎn)用地表水，按照先用黃河水和長江水、后用本地地表水的原則掌握。南部山區(qū)的水庫在滿足當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)灌溉的條件下,作為生態(tài)用水，主要向西部的玉符河和東部的龍洞片區(qū)輸送,進行回灌補源。涉及東部新城的生態(tài)環(huán)境建設(shè)問題，可考慮利用南部山區(qū)的錦繡川水庫和狼貓山水庫與東部新城進行連接,建設(shè)生態(tài)走廊，這樣不僅有利于提高東部新城的生態(tài)環(huán)境，更有利于對濟南泉域的補源,對保泉產(chǎn)生直接保護作用。4.4.2可持續(xù)利用對策①調(diào)整優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，大力發(fā)展高新技術(shù)產(chǎn)業(yè),調(diào)整改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè);②城市發(fā)展關(guān)注泉水，采取一切措施保護好當(dāng)?shù)氐叵滤?③建立泉水信息管理系統(tǒng),做到科學(xué)取水供水;④實施水資源市場化，通過市場理順?biāo)Y源的供需矛盾，實行水的分類、分質(zhì)、分時論價，“以供定需”，運用經(jīng)濟杠桿促進水資源的合理配置、合理利用，以最大限度地發(fā)揮其社會經(jīng)濟效益;⑤分區(qū)域?qū)嵤┓仲|(zhì)供水,體現(xiàn)優(yōu)先生活、保障生態(tài)、促進生產(chǎn)發(fā)展的原則;⑥積極實施人工增雨、雨洪水資源利用和中水回用,最大限度地擴大水資源量;⑦強化水資源管理,調(diào)整現(xiàn)行不合理的用水結(jié)構(gòu)，并實施開源與節(jié)流并重,以節(jié)流為主，建立節(jié)水型社會。5結(jié)語濟南市水資源總量相對充足，但用水結(jié)構(gòu)不合理,工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)襲奪了居民生活本應(yīng)優(yōu)先利用的優(yōu)質(zhì)地下水，屬于結(jié)構(gòu)性缺水城市;部分地區(qū)的地下水和地表水受到污染，進一步加劇了優(yōu)質(zhì)地下水的緊缺，屬于水質(zhì)性缺水城市;泉水和中水沒有得到有效利用,屬于粗放式配置產(chǎn)生的缺水城市。三者疊加，生活、生態(tài)、生產(chǎn)用水矛盾突出。城市建設(shè)向地下水直接補給區(qū)的漫延和南部山區(qū)生態(tài)環(huán)境保護工作的不力，使?jié)系叵滤Y源涵養(yǎng)環(huán)境面臨威脅。維護濟南地下水涵養(yǎng)的量和質(zhì)，改變濟南市水資源利用中的矛盾，關(guān)鍵在于全面總結(jié)造成濟南市水資源緊張的根本原因，拼棄不可持續(xù)的發(fā)展方式，堅持以人為本和人與自然協(xié)調(diào)的可持續(xù)的發(fā)展方式，建立生態(tài)文明社會與節(jié)約型社會，實現(xiàn)水資源利用效益的最大化，濟南泉水的常年噴涌才有基本保障。參考文獻：[1]李望,劉濟坤.濟南市節(jié)水保泉實現(xiàn)水資源可持續(xù)利用的對策及建議[J].山東環(huán)境,2002,(2):40-41.(LIWang,LIUJi-kun.SuggestionsonSpringprotectionandsustainableutilizationofwaterresourcesinJinan[J].ShandongEntironment,2002,(2):40-41.(inChinese))李建江.濟南泉水保護研究[J].水土保持研究,2003,10(3);142-145.(LIJian-jiang.SpringProtectionResearchinJinanCity[J].ResearchofSoilandWaterConservation,2003,10(3):142-145.(inChinese))邢立亭.濟南泉域巖溶水環(huán)境保護[J].水利科技與經(jīng)濟,2006,9(12):601-605.(XINGLi-ting.ProtectionofKarstWaterEnvironmentinJi'nanSpring'sRegion[J].WaterConservancyScienceandTechnologyandEconomy,2006,9(12):601-605.(inChinese))徐軍祥，孔祥雨,李常鎖.濟南市水資源評價與可持續(xù)利用研究報告[R].濟南：山東省地礦工程勘察院,2009.(XUJun-xiang,KONGXiang-yu,LIChang-suo.StudyonSustainableUseofWaterResourcesinJi'nanCity[R].Ji'nan:ShandongProvincialGeo-mineralEngineeringExplorationInstitute,2009.(inChinese))邢立亭，康鳳新,李慶國，等.濟南城市規(guī)劃與泉水保護.水資源保護,2005,21(S):136-138.(XINGLi-ting,KANGFeng-xin,LIQing-guoetal.CityPlanningandSpringProtection[J].WaterProtection,2005,21(S):136-138.(inChinese))侯新民，韓鳳來,鄭良勇，等.南水北調(diào)東線濟平干渠工程沿線生態(tài)修復(fù)配置模式研究[J].水利水電技術(shù),2008,4(39):27-30.(HOUXin-min,HANFeng-lai,ZHENGLiang-yong,etal.StudyonEcologicalRestorationAllocationalongJipingCanalofEastRouteofSouth-to-NorthWaterTransferProject[J].WaterResourcesandHydropowerEngineering,2008,4(39):27-30.(inChinese))奚德蔭，李祥芝，邵卓，等.濟南保泉供水勘探報告[R].濟南：山東省地礦局801水文地質(zhì)工程地質(zhì)大隊,1988.(XIDe-yin,LIXiang-zhi,SHAOZhuoetal.SpringProtectionandWater-supplyExplorationinJinan[R].Jin'an:801InstituteofShandongExplorationBureauofGeologyandMineralResources,1988.(inChinese))邢立亭，李常鎖湖愛民，等.濟南地區(qū)水資源調(diào)蓄及生態(tài)環(huán)境地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