福建省閩南三角地區水資源的利用與保護
福建省閩南三角地區水資源的利用與保護
高志強
(中國市政工程中南設計研究院,武漢430010)
1 城市發展和水資源
1.1 自然地理狀況和社會經濟發展概況
位于福建省東南沿海(地理座標在東經117°~119°,北緯24º47′~25º1′),地處省內第二大水系(九龍江)和第三大水系(晉江)入海口之間。廈門港灣與泉州灣,外有金門列島作為屏障。廈門、泉州、漳州屬閩南地區,與臺灣隔海相望,是海峽西岸經濟區的中心部位。廈、泉、漳地區主要包括九龍江三角洲平原和晉江三角洲平原區域,以及廈、泉、漳三個城市的接壤地區。將九龍江、晉江兩大流域聯系在一起,從而使廈門、泉州、漳州在閩南城鎮體系中占有獨特的地位。其北面與泉州市的安溪縣、南安縣為鄰,西面與漳州市的長泰縣、龍海縣相接,處在發源于閩西,橫貫龍巖、漳平、華安、長泰、南靖、漳州、龍海、廈門8個縣市等地區的九龍江口。晉江下游泉州區段感潮河段為前浦河口。
廈、泉、漳地區總面積為25180平方公里,占全省的20.98%;2004年區域總人口1261.8萬人,占全省的35.94%;社會經濟發展概況,GDP達3188.2億元,占福建省的52.657%,人均GDP 25267元。已成為福建省經濟發展的“火車頭”。
1.2 水資源利用規劃
九龍江是福建省僅次于閩江的第二大河流,它發源于戴云山脈和博平山脈,全長1923公里(其中干流長285公里),流域面積14081平方公里,漳廈人民依托著九龍江母親河而得以生存發展。
水資源規劃,廈門、泉州、漳州是水資源匱乏地區,隨著經濟的進一步發展,如何保護水資源,合理分配水資源是該地區發展關鍵所在。九龍江水系是廈門、漳州的飲水水源。由北溪、西溪和南溪三大支流組成。目前福建省最大的攔河引水工程,主要為漳州、龍海及廈門的工農業生產和城市生活供水,屬于以農業灌溉為主,兼有工業、城鄉生活、改善水質環境和航運等綜合利用工程。工程于1971年經國務院批準,1972年5月開工,1980年5月1日建成通水,1982年全面竣工。
主體工程由南、北港兩座橋閘及左、中、右三大干渠組成,以引水為主,提水為輔。左、中、右三大干渠引水總流量40m3/s,其中左干渠22m3/s,中干渠8m3/s,右干渠10m3/s。左干渠從郭洲攔河閘上游3公里處,江東橋上游左岸水閘引水。渠道全長50.8公里,其中龍海段長15.2公里,廈門段長35.6公里。1995年廈門市建成特區輸水工程,從江東橋上游江東泵站取水處鋪設一條DN2000鋼管。基本沿鷹廈鐵路線,輸水送到廈門島內,輸水規模6m3/s。目前左干渠按封閉式箱涵已全部完成,這樣左干渠和輸水鋼管形成為廈門島內供水的互為備用工程。北溪是九龍江的主流,全長272公里,平均坡降2.4‰,流域面積9803平方公里,植被中等,水質良好,在漳州薌城區的吳蒲有長泰縣龍津溪支流匯入,最后流經廈門港入海。
晉江水系上游有東、西兩溪,在溪口匯合,從西北方向豐州入境,流域面積5630平方公里,干支流全長300公里,前浦河口入海。
1.2.1 九龍江北溪
北溪引水工程攔河閘位于江東橋下游的郭洲閘,以上流域面積9640平方公里。攔河閘上游的浦南水文站控制流域面積8490平方公里,占攔河閘上游流域面積的88%,北溪攔河閘以浦南水文站作為參證站進行水文分析計算。經計算得出北溪攔河閘處多年平均流量為299m3/s,多年平均徑流量為94.17億立方米,年最小徑流量為57.65億立方米(1963年),但徑流年內、年際變化大。攔河閘處設計供水流量,各頻率設計供水流量見表1。
設計供水流量成果表 表1
P(%)Qmax(m3/s)
地點 0.5 2 33.3 50 浦南水文站 10700 8680 4300 3570 北溪攔河閘 11720 9510 4710 3910
攔河閘處設計枯水流量,各頻率3月份最小旬平均流量見表2。
3月份最小旬平均流量成果表 表2
P(%)Qmin(m3/s)
地點 90 95 97 浦南水文站 33.74 28.55 27.21 北溪攔河閘 38.5 32.4 30.88
95%的旬平均流量32.4m3/s,由于上游新建萬安水庫的補償調節作用,可提高枯水流量11m3/s,旬平均流量可達43.4m3/s。北溪攔河閘處五十年一遇(P=2%)設計洪水位為7.91m,一百年一遇(P=1%)設計洪水位為8.30m,二百一遇(P=0.5%)設計洪水位為8.89m,設計正常水位為4.80m,實際運行水位為4.20m,設計低水位0.33m。
漳州、龍海為中干渠8m3/s,右干渠10m3/s。
省水利部門早在60年代討論從龍津溪取水供應廈門。龍津溪是長泰縣的主要大河,而長泰又是水資源比較豐富的地區。漳州市水電局行文上報省水利水電廳審批方案中,把上存水庫正常水位提高到204m,擴大上存水庫庫容,即“單庫高蓄”方案。溪口處有10m3/s流量,除廈門提供6m3/s外,長泰仍留有4m3/s。
廈門市城市供水水源及可供城市用水量一覽表 表3
序號 供水水源 保證率 可供城市用水量(m3/s) 備 注 1 九龍江北溪引水左干渠 95%14.0 2 九龍江北溪江東泵站 95% 3 石兜坂頭水庫 95% 1.07(2.07) 水庫蓄水位提高到設計水位后,供水量可增加1.0m3/s 4 汀溪水庫群 95% 1.0 5 規劃蓮花水庫 95% 3.49 6 規劃大嶝水庫 95% 0.95 遠景利用 7 規劃龍津溪引水工程 95% 6.1 漳州市長泰縣仿洋樞紐工程 合計 95% 26.61(27.61)
1.2.2 晉江干流
1967年豐洲鎮建成金雞攔河閘,控制流域面積5100km2,多年平均流量148.99m3/s,多年平均徑流量47億m3。(包括晉江上游德化縣1990年建成龍門灘一級水電站,將閩江流域的部分水引入晉江)。1973年東溪興建山美水庫,兼有供水、防洪、發電等綜合利用的大型水庫樞紐工程,壩以上流域面積1023km2,多年平均流量(包括龍門灘引水的流量)為42.81m3/s。通過山美水庫調節來水量,確定了晉江下游五縣(市、區)2000年水量分配方案(已通過省水電廳審查),其結果見表4。
晉江下游水量分配比例表(P=97%) 表4
岸 別
縣(市、區)
南 岸
北 岸
預留
總計 晉江 石獅 南安 小計 鯉城 惠安 南安 肖厝 小計 分配水量(萬m3) 76088 22499 9681 108268 32214 20985 991 10407 64597 21066 193931 折合流量(m3/s) 24.13 7.13 3.07 34.33 10.12 6.65 0.31 3.3 20.48 6.68 61.49 比例(%) 39.2 11.6 5.0 55.8 16.6 10.8 0.5 5.4 33.3 10.9 100
注:預留分配水量折合流量南岸38.8m3/s,北岸22.69m3/s。
建成金雞攔河閘,引水流量分別為南渠38.5m3/s和北渠22.5m3/s。晉江金雞橋閘50年一遇洪水流量10400m3/s,水位12.73m;500年一遇洪水流量14500m3/s,水位12.81m。正常蓄水位6.48m,最低水位(維修放空時)4.28m,橋閘底板高程2.48m。
2 水資源供需平衡分析
根據用水對象及用水情況,分別對城鎮生活、工業、農村生活、農田灌溉、林牧漁五個部門進行了需水預測。廈門市、泉州市現狀水源和規劃水源在各種保證率情況下,兩市進行了水資源供需平衡分析,提出廈門市、泉州市水資源的合理配置,要在現有水源工程的基礎上,進一步提高節水水平,逐步擴大海水利用、海水淡化和污水處理回用的規模,同時要加強管理和興建必要的新水源工程,在采取了多種對策和措施后,廈門市、泉州市的水資源在規劃期間,基本能夠達到供需平衡。
(1)目前,海水利用廈門市主要是嵩嶼電廠利用海水作為冷卻水,隨著電廠規模和生產能力的擴大,海水的利用量還會增加。今后其它行業,如化工、紡織等行業也可利用海水作冷卻水。某些特殊的生產工藝用水,如印染、海產品洗滌加工等也可適當利用海水,進一步擴大海水利用的范圍。
(2)海水淡化,隨著現代科學技術的快速發展,世界性水資源緊缺的矛盾越來越突出,人們對海水淡化的問題越來越重視,海水淡化技術已逐漸成熟,并迅速應用在實踐中。由于海水淡化工程投資大,成本高,一時還難于廣泛應用,但小規模的示范應用和探索研究是很必要的,尤其是廈門本島,適當地布設一些海水淡化工程,可作為對付突發事件的應急補充水源。
(3)污水的處理回用及中水回用
污水處理回用一般有三種形式:一是城市集中污水處理廠處理的城市污水,其中一部分經一級或二級處理后達標排放,另一部分經深度處理后,用于農業灌溉,工業冷卻用水及市政雜用水等;二是工業企業內部的污水處理設施,對廠區內部工業廢水進行處理,處理后的廢水一部分達到排放標準后排放,還有一部分在工廠企業內部重復利用;三是有些大型賓館、飯店、居民住宅小區、大專院校和機關建有中水回用設施,將其內部的生活污水處理后,回用于生活雜用水。目前廈門市、泉州市因多種原因污水處理回用及中水回用率還很低,隨著人口的不斷增長和經濟的發展,未來城市用水量和污水排放量都將有較大幅度增長,污水處理回用及中水回用既可以增加再生水資源量,又可以保護水質、改善環境,對于水資源短缺的廈門市、泉州市來說,更是發展前景廣闊,應大力進行推廣。
3 水源水質綜合評價
(1)九龍江北溪及引水左干渠水質
為掌握九龍江北溪及其引水工程的水環境狀況及時空變化規律,福建省環境監測中心根據《水環境監測規范》的要求,在北溪江東庫區設置了郭坑鐵路橋、石龜頭、江東泵站、江東舊橋、馬崎泵站五個監測斷面。在左干渠設置了江東進水口、江東機磚廠、大人廟、龍嶼閘四個監測斷面。庫區和左干渠實行每旬同步采樣監測。監測項目有電導率、懸浮物、PH值、溶解氧、高錳酸鹽指數、五日生化需氧量、氨氮、總磷、銅、鋅、氟化物、砷、汞、鎘、六價鉻、鉛、氰化物、揮發酚、糞大腸菌群、硫酸鹽、氯化物、硝酸鹽氮、鐵、錳共24個項目。
水質評價標準采用國家頒布的《地表水環境質量標準》(GB3838-2002),采用單因子評價方法。2001~2003年監測結果表明:庫區水體除糞大腸菌群超地表Ⅲ類標準外,其余項目均符合Ⅰ~Ⅱ類標準。庫區水體水質綜合評價為Ⅱ類,水質良好,應優先作為集中式生活飲用水水源。
左干渠龍海段長15.2km,從渠首至田邊暗涵有6.1km多為明渠,其余封閉的隧洞、暗涵和箱涵。明渠沿途個別渠段有工業廢水或村民生活污水排入,導致水中有機污染物、COD含量略比庫區水體含量高,但總體水質均符合Ⅱ~Ⅲ類標準,可作為集中式生活飲用水水源。
(2)晉江南岸北岸水質
地表水水質評價標準采用國家頒布的《地表水環境質量標準》(GB3838-2002),選取單項指標,分項進行達標率評價。
從近年來監測的晉江石礱斷面豐、平、枯水期的水質情況和南渠、北渠的水質來看,金雞攔河閘前的晉江干流水質除糞大腸菌群超Ⅲ類標準外,其它項目均達到Ⅰ~Ⅱ類標準,水質綜合評價為Ⅱ類,水質良好,應優先作為集中式生活飲用水水源;南干渠、南高渠以及北岸的北渠,沿途雖已砌筑圍墻加強保護,但仍有一些渠段有工業廢水或生活污水排放,導致水體中有機污染物、氨氮等含量比晉江金雞攔河閘前水體略高,水質稍差,但總體水質均達到Ⅱ~Ⅲ類標準,可作為集中式生活飲用水水源。
綜合以上分析,金雞攔河閘前的晉江干流及其引水的南干渠、北干渠無論是從水量還是從水質來看,均是泉州市最為現實、可行、經濟的水源。
4 九龍江與晉江流域城市聯盟的概念
城市聯盟的區域管治思路,結合廈門、泉州、漳州三城市自身實際情況,從而實現城市和區域共同發展。閩南地區,可持續發展是建立在資源可持續利用和良好環境的基礎上的。水是生命之源,水資源是人類生存與發展的命脈。要把兩個水資源與國民經濟和社會發展緊密聯系起來,進行綜合開發、統一管理。做好對水資源的開發、利用、治理、配置、節約和資源的優化配置與綜合調整,提高水資源的綜合利用水平,建立以節流優先,治污為本,多渠道開源,水資源可持續利用的保障體系。
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