河南省开封水文水资源勘测局 河南开封 475001
摘要:随着社会经济的发展,水资源的综合开发利用已经成为可持续发展的一项重要战略要求。开封作为缺水型城市应立足长远,着力开展雨水资源和回用水资源利用的规划。本文通过列举开封市区的供用水结构现状,并结合多元化水资源配置的对比分析研究,进一步说明了多元化水资源开发利用的必要性。
关键词:供用水;多元化;水资源;可利用量
1 开封市供用水结构现状
1.1供水量结构现状
2019年全市总供水量16.3944亿m3,其中地表水源供水6.5977亿m3,占总供水量的40.2%,地下水源供水9.7967亿m3,占总供水量的59.8%。在地下水源供水中,浅层地下水和中深层地下水分别占88.5%和11.5%。
开封市区地表供水水源主要为引黄水。目前,开封市已取得取水许可证的引黄取水口有4处,分别为黑岗口引黄闸、柳园口引黄闸、三义寨引黄闸及赵口引黄闸,其中涉及规划范围的有黑岗口引黄闸、柳园口引黄闸和赵口引黄闸三个。
降水所产生的地面径流往往发生在汛期,开封市蓄水能力较差,地表水资源利用率较低。开封市水资源利用主要以地下水资源为主,与《开封市水资源管理控制指标方案》中的“三条红线”取水许可总量控制的10.04亿m3及开封市多年平均可开采量9.3335亿m3相比,2019年开封市浅层地下水开采没有超过总量控制。
1.2用水量结构现状
2019年全市总用水量16.3944亿m3,其中农业用水量8.9634亿m3(农田灌溉占85.6%),占总用水量的54.7%。工业用水1.7570亿m3,占总用水量的10.7%。生活用水1.9850亿m3(城镇生活占46.5%),占总用水量的12.1%。城镇公共用水0.3320亿m3,占总用水量的2.03%。生态环境用水量3.6890亿m3,占总用水量的22.5%。
1.3用水消耗量现状
2019年全市用水消耗量7.9231亿m3,占总用水量的49.8%。其中农业用水消耗量占用水消耗总量的73.2%,工业用水消耗量占用水消耗总量的7.5%,生活用水消耗量占用水消耗总量的14.5%。城镇公共用水消耗量占用水消耗总量的2.0%,生态环境用水消耗量占用水消耗总量的2.8%。按城乡分,农村耗水6.6330亿m3,城镇耗水1.2901亿m3,占耗水总量的比例分别为83.7%和16.3%。
2 多元化的其他水资源可利用量
2.1开封市区雨水资源可利用量
根据研究数据收集情况等,确定本次研究采用开封市建成区相关数据。
开封建成区年均可收集雨量,主要受降雨量、下垫面、雨水水质情况等自然因素影响,以及汇集雨水面积、建筑物布局等其他因素的制约,城市年均可收集雨量可以采用公式2.1进行估算。
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式 2.1
其中
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式中:Q为区域内年平均可收集雨量,m3;ψ为平均径流系数,可通过对各汇流单元的径流系数加权平均求得;α为季节折减系数;pf为汛期平均降雨量,mm;P为年平均降雨量,mm;β为初期弃流系数,初期雨水污质含量较高,完全排走,同时用以维持河道和下水道污染物冲释需水;q为初期雨量,m3;np为年平均降雨次数;A为集雨面积,m2;H为年平均降雨量,mm。
利用公式2.1计算开封市城区年均可收集雨水资源,其中2019年开封市建成区面积为120km2,不透水地面比率为0.642,平均径流系数取0.80,季节折减系数取0.82,初期弃流系数取0.87,集雨面积为62.92km2,年平均降雨量为459.6mm,根据开封市2019年统计数据分析计算,可知开封市区年雨水资源可利用量为1900万m3。
2.2开封市区回用水资源可利用量
不同行业对水质有着不同的需求,根据2019年部分行业用水情况,适用中水回用的行业有普通机械制造业、电力生产和供应业用水、农业灌溉用水、景观娱乐用水等。
根据仅考虑最容易实现的污水回用方式,即农业回用、浇洒绿地、冲刷道路和部分工业用水,开封市区年回用水资源可利用量为556万m3。
3 开封市水资源开发利用多元化
以2019年开封市区供水情况数据为基础,将雨水资源可利用量1900万m3和回用水资源可利用量556万m3,计入到开封市区的供水总量中,这两种水源占到开封市区总供水量的8.4%。如表3.1所示。
表3.1 开封市区供水量原始情况与多元水源情况对比表 单位:104m3
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在保持总供水量不变的前提下,结合多元化水资源配置,雨水和回用水资源优先替代中深层地下水开采,起到缓解开封城区地下水过度开采现状,提高水资源的综合利用率。
表3.2 开封市区用水原始情况与多元水源情况对比表 单位:104m3
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在保持总用水量不变的前提下,结合多元化水资源配置,农田灌溉和工业中回用水替代部分地下水开采,雨水资源全部用于开封城区的生态环境用水量,避免了地下水过度开采引发的地质灾害。
4 结论和建议
将雨水资源可利用量1900万m3和回用水资源可利用量556万m3,计入到开封市区的供水总量中,这两种水源占到开封市区总供水量的8.4%。在保持总供水量不变的前提下,加入了多元化水资源后,一定程度上缓解了开封城区的地下水开采现状,避免地下水漏斗造成的相关地质灾害,提高了水资源的综合利用率。与原始情况对比发现,多元化供水后,不仅增加了多种途径的供水水源,有效缓解了地下水的开采现状,同时对减轻城市内涝、降低水体污染、遏制地下水漏斗扩大起到显著成效。
随着经济社会的发展和城镇化率的提高,排污收纳管网建设逐步完善,污废水的回用量会逐年增加,在今后的水资源开发利用中,应把多元化水资源配置的理念拓展到各县和乡镇中,进一步提高水资源的综合利用率,全力打造节水型社会。
参考文献
[1]李香云.利用水资源优势推进经济发展路径探讨[J].水利经济,2020,38(05):1-5+75.