加强城市水资源管理,解决城市缺水

武云甫 金光熙 檀星 任晓燕

　　摘要:沈阳缺水严重，主要原因是水资源时空分布不均、现有设施仅蓄水1.23亿m³、过境客水资源以洪水形式一泄千里或泛滥成灾、水污染和地下水超采严重。建议加强水资源管理和供水水源规划研究，节流开源。

1　沈阳缺水严重

　　1.1 沈阳城区现状年供水总量约7亿m³，其中5.35亿m³为城区地下水，仅仅1.65亿m³为从距离城区约51 km的大伙房水库经管道引进的地面水。由于几十年超采城区地下水的“竭泽而渔”，使其采补失衡极其严重，超采漏斗区广达285 km²，中环路以内123.2 km²含水层已经疏干，无水可采，大量建成取水井报废。沈阳人均水量489m³，远低于国际公认维持一个地区发展所必需的人均水量1000m³临界值，为我国十大缺水严重大城市之一^[1]。目前实际年需水量则超过9亿m³，年缺水量高达2亿m³以上；人均生活用水仅仅136升，与1995年、2000年、2010年的规划用水定额160升、180升、230升分别差24升、44升、94升，预测到2000年、2010年、2020年需水总量将分别达到9.6亿m³、13.8亿m³、19.7亿m³，形势极为严峻，供需矛盾非常尖锐。市街水压平均值曾连续30天不足0.12Mp，水压长时间低于0.1Mp的地区已达140 km²以上，占城区总供水面积的71.8%，成为制约城市发展和人民生活水平提高的一大关键“瓶颈”。倘若不及时加强水资源管理和供水水源规划研究，节流开源，水危机必将提前爆发！
　　1.2 沈阳市域面积1.3万km²，现有蓄水设施蓄水1.23亿m³，地表水蓄调能力很小。自然降水也存在时空不均。境内仅辽河及其支流浑河、蒲河、柳河为大中型过境客水，雨季流量大但由于降水过于集中须防大洪之危(如1995年浑河暴发1888年以来百年不遇特大洪灾，辽宁损失343亿元，沈阳损失76.3亿元)， 大量水资源以洪水形式一泄千里或泛滥成灾;枯水期则绵长多有断流之虞。即使有水，但污径比很高， 水污染加剧水短缺。如辽河辽宁省内河段的年排入污水量已达15.7亿m³，辽河非汛期的径流量约1067万m³/d，排入污水量却达550万m³/d，污径比为51.5%，几乎丧失使用功能，成为全国污染最严重的大河之一，被国务院列为计划投资219亿元重点整治的河流。
　　1.3 城乡地下水超采严重、污染严重。沈阳市境内不同频率地表水资源为中等水平年 (P=50%)，7.6亿m³；中等干旱年(P=75%)，5.3亿m³， 可利用地表水量在中等平水年才1.9亿m³，在中等枯水年仅1.3亿m³，建国初的沈阳灌溉面积仅8.2万亩，全用地表水，但到90年就提前10年达到原规划2000年发展到240万亩的目标，并超额16万亩，农灌水则自大旱的1978年就由地表水为主变成地表水与地下水联合供给，并且地下水供给量持续上升， 现共打机电井25056眼，地下水位以每年1.2m～1.5m的速度持续下降， 尤其在国家级优质稻米基地的法库、辽中与新城子等地区的农灌水基本依靠地下水，超采非常严重。1997年沈阳大旱至7月末，全市降水量仅为288mm，其中农作物生长季(4至7月)才178.1mm，为历史最少值。其中法库和康平地区为百年大旱，仅康平就有2万余眼水井干涸，法库一些抗旱井竟深至50m才见水源。现沈阳城乡地下水开采总量已达21.5亿m³/a，超采强烈区已达681km²使地下水动态平衡严重恶化，如不及时加强水资源管理和供水水源规划研究，，节流开源，，预测到2010年地下水开采总量将突破30亿m³，水危机必将提前爆发！尤其城区长期巨量超采地下水，使浑河扇水源日趋萎缩，特别是城区地下水储量自从难以得到边缘乡村地下水的有效和大量的迅速补给，现已由60年代的13.5亿m³下降到岌岌可危的2.7亿m³。城区地下水主要靠浑河补给， 但浑河沈阳城市段污染严重，现年排入污水总量已达8亿m³，长年严重污染累积，地下水天然本底状态已经明显改变，水质恶化日益严重。超采漏斗区日趋深广，根本改变了浑河侧向补给水力条件， 大大加速了对于漏斗区域内地下水的污染。致使自来水公司制水成本明显提高，为民用水价125%靠财政补贴，严重影响供水建设， 尤其是消火栓^[2]等建设。污染特别严重的东工和铁西等水源井还被迫报废，更加剧水匮乏状况，不得不从远在上百里以外的辽河水系石佛寺水源和浑河上游的大伙房水库分别年引水0.75亿m³和1.5亿m³严重制约沈阳经济发展和人民生活水平提高。 为使这一严重状况根本改善和尽快解决，加强供水水源规划研究和水资源管理，不仅十分必要，并且刻不容缓。

2 加强水资源管理和供水水源规划研究

　　2.1 指导思想是：确保计划用水，作到依法治水，分区分压配水，推行分质供水^[3]，普及全民节水。基本原则是：节流与开源并举，开源为主；地下水与地表水并举，地表水为主；城乡兼顾，城区为主；工农兼顾，工业为主；调整供水布局，保证供水水质合格率，实施市场化供水。确定重点是：尽快恢复城区地下水采补平衡（城区用水量几乎全部规划由城区外引水）、加强水资源管理以综合整治水掠夺和水污染、建立节水型工业和农业、调整供水布局、分质供水（尤其是污水资源化）等解决。同时不断提高水质合格率。
　　2.2 尽快恢复城区地下水采补平衡。目前正在进行《沈阳市（城区）330km²范围内地下水资源评价及优化开采方案》的研究工作。已经对501个自备井单位的自然情况与其782眼自备井的运行情况重新登记建档，核定用水性质和用水量，建立自备井的数据库，形成计划、统计、收费的统一管理，为城区地下水的宏观调控打下坚实基础。其中自备井今年（1999年）的计划开采量调整为6205万m³，比1997年的8395万m³下降2190万m³。今后城区地下水的开采量规划逐步递减，到2010年递减量将达2.45亿m³尽快恢复城区地下水采补平衡。同时坚决制止对于深层地下水（以下简称：深水）的掠夺与污染。沈阳城区深水系毫无污染的天然纯净水，价值很大，并且不可再生和极易污染，污染后的自身净化能力又极低；故应严加保护和严格限量开采，严禁将其优水劣用于工矿业，严厉打击将工矿污水排入报废深井将导致污染深水的不法行为。为此大力引进城区以外的地下水，注意基本上应取深层地下水和旁河取水，规划取水强度曲线宜以尽量不影响当地农业用水为准。其中条件较好的辽河沈阳段上自支流西水河，下止支流卡马河，总长约130km的近河两侧漫滩区，可年取地下水3.65亿m³供城区；浑河沈阳段上自郎家堡，下止于家房，总长约70km的近河两侧漫滩区，可年取地下水1.46亿m³供城区；改造扩建石佛寺优质水源，年供城区3.47亿m³;新建辽河辽中和新民水源分别年供城区1.46亿m³和2.92亿m³， 并可根本改造上述水源地下水位过高而形成的368.7万亩盐碱地。由于其均属近河取地下水，故无与农业争水的矛盾。考虑到确保其作为城区水源的规划建设及其生态环境保护，宜将其作为“飞地”纳入中心城区总体规划范围。同时市域外引水，即“东水西调”，引浑江水经富尔江进入大伙房水库后，再经管道年供沈阳5.56亿m³。在该工程建成以前，为解燃眉之急，沈阳规划先行建设从大伙房至沈阳城区的输水管道与配套水厂，经大伙房水库调节，将原年供沈阳的农业用水变更为城区用水1.83亿m³，沈阳相应确保同额污水处理回用（以下简称：污水回用）于农业。这也完全符合合理用水和分质供水。此外合理开发城区边缘的地下水和城区地表水，扩建苏西和丁香水源，各年供城区1825万m³。新建4道滚水坝拦截浑河水增加浑河沿岸地下水年开采量4015万m³供城区。
　　2.3 加强水资源管理。 　　2.3.1 依照《城市规划法》和《水法》与国务院有关规定，城市水资源的界域应当是城市规划区和规划控制区，绝对不是仅仅局限于城市建成区。因此，按照《沈阳市城市总体规划》确定的城市规划区1150 km²(相当于建成区189.3km²的6倍)和经规划确认的城市供水水源区域内的水资源均属于城市职能部门管理。但是由于各方利益关系的驱使，关于水资源管理权限和责任范围与受费标准等方面的认同不一，分歧表面化、剧烈化、尖锐化，水资源管理陷入混乱。影响所及，既使连与外资合作开发建设的大型水源工程，如翟家和石佛寺等也深受其扰。或贻误规划工期（如石佛寺），或不能按照规划设计能力供水（如翟家），或实际免费向当地供水（如石佛寺水源既使不算给当地村民免费安装管道，其水费已达上亿元之多，至今分文不付，并且继续长年用水，浪费非常严重。）。同时严重妨碍现状浑河和辽河两流域的取水井（合计年取水约4亿m³）的正常更新改造（当地水管部门规定要交纳水资源费和水利工程费与河滩占用费等以后，方准动工。），或者擅自向城市规划区内的用水单位自备井收费，甚至直接批准用水单位打井，并且只以比城市水资源开采收费规定标准（150元/m³，并且按照日平均开采计划吨数配额一次性加收200元/m³。）低得多的自定标准（40元/m³）收费，对各用水单位诱之以利，使其欣然相从，仅仅去年全市就私开井达50余眼，今年则不到半个月即又发现5眼私开井。致使城市水资源管理部门年收费额现已锐减至应收费额的1/4，管理失控现象非常严重。并且还加剧了城市水资源的动态失衡，全市私开井年采地下水高达1.44亿m³。上述现象如不加强管理，任其蔓延则对于城市供水事业，乃至城市可持续发展均影响很大。因此应当大力加强城市水资源的行政管理力度，全面界定城市水行政部门与其他有关部门的管理权限和范围及职责，理顺管理体制，强化水资源的统一规划和统一保护与统一开发。
　　2.3.2 大力加强城市水资源的法规管理力度。根据《城市规划法》、《水法》与国务院和有关规定，尽快制订和颁布《沈阳市城市供水条例》、《沈阳市水资源管理办法》等地方法规，依法治水、计划用水、分质供水、全民节水。所有审批建设项目都必须有相应配套水源保护评估和节水措施等；现状和规划水源地防护带内的污染源都必须彻底腾迁后绿化，近期重点首先是：彻底清除占全市垃圾堆放总面积29%的170余处沿河垃圾堆放场，结合78km长环城水系规划建设彻底实现沿河污水全面截流。
　　2.3.3 大力加强城市水资源的技术管理力度。完善地下水和地表水监（检）测网络系统，实行统一规划和统一建设与统一利用，合理分工负责，充分发挥其综合效益。尤其是尽快将分属于水利、城建、环保、地质等部门的地下水和地表水的所有监（检）测井孔纳入统一的网络系统，全面克服资料封闭与监（检）测项目、周期、精度不一致的现象，实现资料通用化和共有共用共利。同时建立健全水资源管理模型，按照系统化、最优化、决策化进行分析研究，应用电脑快速整理和融汇所有有关资料，提供高科技含量的高智能评估，利用信息反馈原理和运筹决策法提出最优开发利用的地表水和地下水联合调度、回灌地下水与其利用、水污染综合整治等的科学依据。
　　2.4 建立节水型工﹑农业，力争2000年为全国节水型先进城市，并持续名列前茅。
　　2.4.1 预测到2010年沈阳工业总产值将达1078.8亿元，规划将万元产值耗水量由目前0.145 m³降至0.096 m³，工业计划用水率和重复用水率分别达99%和98%以上，则年节水4.52亿m³，占届时工业年需水量5.99亿m³的75.5%，同时节水型大企业将达300个。此外大力发展和推行节水型洁具，水表漏失率由目前的约11%降至4%。
　　2.4.2 在地下水现状开采总量中，农业灌溉水（以下简称：农灌水）高达13.7亿m³，占63.7%，分别是城市生活用水和工业用水的4.7倍和3.3倍。这对于水资源紧缺的沈阳，无论是从社会效益、经济效益、环境效益的那一方面来加以衡量，都是很不可取的。并且与国家规定的水资源优先用于城镇生活，其次工业，然后农业的原则不相符合。与此形成鲜明对照的是：地表水仅仅分别占现状农灌水总量的28%和多年平均地表水径流总量的17%，其利用率很低，大量地表水流出境外。因此完全有必要与省水利部门协调后，最大限度地利用过境地表水作为农灌水水源，相应减少地下水用于农灌水的比例。同时规划到2010年大力发展节水型农业，将节水灌溉面积由目前的20万亩发展到100万亩，年节水可达2.8亿m³。
　　2.5 调整供水布局。根据沈阳市城区规划方针与重点建设^[4]，城市建设逐步由旧区改造转向新区建设，即一环路以内的65km²，约为总建成区189.3km²的1/3；居住人口达170余万，约为总人口330余万的1/2以上，流动人口100余万则几乎全部集中在一环路以内。因此，规划一环路以内不再安排住宅建设，使其居住人口有计划地向外围和副城转移。同时规划建设东部辉山风景区副城、南部苏家屯工商业副城（仅其中国浑河商品交易市场即投资23.06亿元）、西部经济技术开发区副城、北部虎石台和新城子旅游与轻工副城、实施挺进浑河南建设商贸新城^[5]战略规划等截流日益增多的流动人口（预测到2010年将达150万），并且严格限制高耗水工业发展。
　　2.6 分质供水，尤其是污水资源化。
　　2.6.1大力推行工业、生活、环境用水与饮用水自成体系的分质供水，尤其是污水资源化。力争在2000年成为我国第一个实现全部城市污水无害化排放的示范大城市，规划到2000年和2010年将分别有7.7亿立方米和11.4亿立方米无害化污水回用于环境（主要是长达78公里的环城水系）和农业（可替换出大伙房水库5亿立方米优质水作为城市水源）与工业等。现在铁西区已经基本实现了工业与生活用水的自成体系，年分质供水已达约1.5亿m³。规划到2010年全市分质供水将达8亿m³，普及率为58%^[6]。
　　2.6.2 沈阳水危机迫在眉睫，污水资源化是解决问题的根本途径之一。
　　a 在污水处理厂选址上有以下几方案:
　　① 建设规划4座污水处理厂及1座污水处理示范厂，即沟连屯（又名北部污水处理厂，今年投产运行）、珠林、余良堡、浑南污水处理厂及五爱污水处理示范厂，该方案按各排水系统汇水方向以集中处理为主，浑南的污水集中在一个处理厂处理，浑河北岸的污水除珠林污水处理厂、沟连屯污水处理厂及五爱污水处理示范厂能处理的外都通过浑河与细河截流管输送到西部的余良堡污水处理厂处理，布局比较集中，特别是西部的余良堡污水处理厂远期处理的污水量占整个核心区全部污水量的73%，在污水处理厂建设资金缺乏的条件下，通过建设截流管可以达到先截流到城市水体的较下游，以减小对市区的本身的污染然后再处理的目的。
　　② 在城区污水排水系统末端的10个大型泵站处建小型污水处理厂，本方案可充分利用现状污水汇集系统，就地实现污水回用， 并可根据轻重缓急和资金等条件分期分批建设，集中力量打歼灭战;不能形成集约化的经济规模效率低，管理不便，总经济、环境效益低，且发生事故后的污染对下游威胁很大，故不采用。
　　③ 建设规划5座污水处理厂及1座污水处理示范厂，既较 ① 方案增加一个凌空污水处理厂，在布局上采用集中和分散相结合方式，浑南的污水集中在一个处理厂处理，浑河北岸的污水除珠林污水处理厂、沟连屯污水处理厂、凌空污水处理厂及五爱污水处理示范厂能处理的外通过浑河与细河截流管输送到西部的余良堡污水处理厂处理，与 ①方案相比处理厂布局适当分散，按各系统近期的污水排放量兼顾用地控制的可能性，在南部排水系统增加了一个规模为50万m³/d凌空污水处理厂，在加快污水处理厂建设的要求下，可以尽可能少地建设截流管集中力量建设污水处理厂，中远期再继续建设截流管将逐渐增加的污水截流到城市下游的余良堡污水处理厂。考虑到尽量利用现状污水大系统与水源保护相结合，近远期污水回用与其效益相结合，在对投资、运行费用、占地面积等相关因素进行经济技术的全面分析论证后，推荐 ③ 方案为实施方案，并且注意大量污水中所含热量经热泵利用低谷电储存用于集中供热^[7]和集中供冷^[8]。
　　b 这是沈阳环境污染综合整治战略^[9]中的水环境污染整治^[10]的必保重点项目。因为污水回用量大面广，应统一规划建设集中承压水池^[11]，避免重蹈城区建设大量分散常压水池后再进行二次改造的复辙， 并且宜规划与供热系统共用一套泵池设施^[12]。预测沈阳城区污水排放量2000年、2010年、2020年分别达7.7亿m³、11.4亿m³、19.2亿m³，规划污水处理回用能力应与之同步匹配。力争在2000年成为我国第一个实现全部城市污水无害化排放的示范大城市，无害化污水回用于环境（主要是长达78km的环城水系）和农业，可相应替换出大伙房水库5亿m³优质水作为城市水源；伴随污水深度处理的发展，则工业等污水回用量必将同步增加。
　　c 污水回用^[13]水价宜维持在保本平利的水平，并与同期自来水价保持合理价差，否则将严重影响污水回用。据国际研究:水价提高5倍，节水量可达50倍，同时相对价位较低的污水回用量大增。沈阳制水成本近1元/ m³，生活水(年3.5亿m³)价格却为0.8元/ m³，大连和青岛的1.2元/ m³、深圳的1.5元/ m³；工业水价1元/ m³，商业水价1.4元/ m³，大连、青岛、深圳等则均不低于2元/ m³，按其用水所获效益将水价分为2～9元/ m³，可见沈阳水价偏低，且暗补水价倒挂，用水越多获暗补金额越多，不利节水。现行水价距离商品经济意义的水价很远，既不能对需方的浪费予以抑制，又挫伤了供方的积极性，使水资源短缺与其大量浪费形成极为鲜明的反差。生活水价和工商业水价宜调整到1.2元/ m³和2～9元/ m³以上。今后参考国内外水价变动和通货膨胀的作用因素^[14]，进行及时调整，建立供水市场价格支持体制，并为水资源管理费和污水排放费调整与污水回用提供市场经济价格的适宜参照系。
　　d 污水回用主要用户 ：①在大中型企业推行冷却水和冲洗水等的循环利用，一般并不需要复杂处理，仅降温和沉淀即可。②推广中水道，在日用水量达1万m³以上的工业户和建筑面积在2万m²以上的小区与公建建设独立的中水道系统。 ③沈阳环城水系长78km，为达到环城水系全年有水(冬季为冰下水以补给地下水)的规划目标，需增加1.8亿m³计的供水。④农灌水、环境用水、绿化及杂用水可用污水回用。⑤因回灌城区地下水水质要求高，农灌水与环境用水水质要求低，可用污水回用替换大伙房水库用于农灌水与环境用水的优质水5亿m³优质优用，还节省污水深度处理的大笔费用，又使城区大量报废取水井起死回生，有灌有采，相当于建了个大型地下水库。以上除了沈阳属严寒区^[15]，农灌水、环境用水、绿化用水有季节性外，其余均为常年的污水回用大户。
　　e 对于城市新开发区，在规划阶段就应注意水资源合理利用^[16]，直接实现污水回用的资源型， 不再经历旧城区的排放污染型和处理达标排放型;特别是工业开发区^[17]和“绿、净、美、安”的高级居住区^[18]与商业区^[19]的污水回用量很大，更应当注意。
　　2.7 不断提高水质合格率。目前沈阳市政水质约40%的出厂水达标，31%则有1-2项指标略微超标，29%为水质较差（有3-5项指标超标）。主要超标项目为锰、氨氮、亚硝酸氮、铁、嗅味等。根据国家规定，沈阳市供水管网上设120个采样点。其中52个点锰超标，38个点氨氮超标，21个点亚硝酸氮超标，18个点铁超标，17个点嗅味超标。超标项目以感官性和一般化学性指标为主。因此，近期到2003年的规划重点是解决锰、氨氮、亚硝酸氮、铁、嗅味等超标造成的“黄水”问题；远期到2010年的规划重点是按照国家新的水质标准和水质目标，逐渐增加水质检验的项目，积极研究水质深度处理技术和大力推广应用。规划更新改造落后的加氯工艺，采用安全可靠的先进加氯机，提高出厂水余氯合格率。积极研究开发和推行更加安全的消毒方法，减少水中有致癌嫌疑的卤代物生成量。加速推广集中承压水池和加强供水调度工作，防治二次加压污染和供水管网因“死水”造成的水质事故。积极规划推行非金属管材和对于现状金属管材实施内涂衬等，提高用户水质合格率。
　　2.8 对于至关重要的建设资金筹措渠道，应逐步按照市场经济原则建立水价支持体系，保证供水企业资产利润率不低于城市企业平均利润率。这样就会随着其资产的不断增加，其年利润也随之水涨船高，必将成为水源建设的主要资金来源，形成滚雪球式的良性循环发展。并且为引进外资提供了优越的竞争力，为将来规划建设松辽运河^[20]彻底沈阳水匮乏与全面实现污水回用^[21]创造了有利条件。