（四）大沽夹河流域的地下水保护体系

1.基于“三条红线”约束的地下水保护体系构建

这里结合烟台市区有关海水入侵防治和地下水保护方面的基本资料，以贯彻最严格水资源管理制度为指导思想，以“三条红线”（水资源开发利用红线、用水效率控制红线、水功能区限制纳污红线）为约束，以实现海水入侵防治和地下水可持续利用为目标，以合理调控地下水开采量和地下水水位为重点，坚持“预防为主、保护优先、全面规划、综合治理、因地制宜、突出重点、严格管理、持续利用”的工作原则，在大沽夹河流域通过采取“上游建库调控蓄水、中游打井拦蓄补源、下游建坝截流阻侵、多源联合调度”的管理策略，即在入海口处建立完善的海水入侵预警预报系统，实时监测海水和地下水的动态变化过程；在海水入侵影响范围内划定禁采区、限采区，有效压缩地下水开采量；在海水入侵区内大量修建地面、地下海水入侵屏障工程体系，有效切断海水入侵通道；在下游修建挡潮闸、拦潮坝、橡胶坝、溢流堰等蓄水调节工程，抬高下游河道的水位；在中游河道内修建大量的渗渠、渗井，加强对地下水的入渗补给。开展地表水、地下水、外调水、海水等多水源联合调度，加强地下水替代水源工程建设，构建地下水保护体系。大沽夹河流域地下水保护体系框架见图8-5。

图8-5 地下水保护体系框架

2.“三条红线”控制指标确定方法

“三条红线”控制指标（用水总量控制指标、用水效率控制指标和水功能区限制纳污控制指标）的确定是构建最严格水资源管理制度的前提。然而，目前许多地区在划定“三条红线”指标时，多带有一定的行政色彩和主观意识，缺乏科学严谨的论证态度。为此，首先探讨“三条红线”控制指标的确定方法，为实现多水源联合调度提供支撑。

（1）用水总量控制指标的确定

用水总量控制指标是对取用水总量进行宏观、量化管理的控制指标。从区域供水结构特点出发，选取相应的用水总量控制指标，主要包括地表水用水量控制指标、地下水用水量控制指标和外调水用水量控制指标。在划定用水总量控制指标时，首先充分考虑区域的地表水、地下水资源条件和供水结构，以地表水可利用量和地下水可开采量作为用水量控制指标划定的上限值；其次考虑当前的水资源开发利用水平和替代水源工程的供水潜力，并遵照“优先考虑地表水、充分利用外调水、加大利用再生水、压缩开采地下水”的水源建设理念，给出地表水、地下水、外调水等不同水源在考虑水源置换前提下的最大供水能力；最后结合当地社会经济发展水平及需水情况，并充分考虑未来各指标的可实现性，对各水源的用水量指标进行合理调整，制定满足不同发展水平要求的用水总量控制指标。

（2）用水效率控制指标的确定

用水效率控制指标是对区域用水行为进行精细化管理的控制指标。在选取用水效率控制指标时，可从工业、农业、居民生活等不同用水行业来选取相应的指标，如万元GDP用水量、万元工业增加值取水量、工业用水重复利用率、亩均灌溉用水量、农业灌溉水有效利用系数及人均综合生活用水量、农业节水灌溉率等。用水效率控制指标的确定方法为：首先，分析研究区当前各行业的用水定额大小，并将其与全国节水先进地区相同或相近行业的用水定额进行对比；其次，综合考虑研究区水资源条件、节水水平、替代水源建设情况、城镇居民收入等多方面因素，分析当地各行业的用水效率和节水潜力，确定在最大节水水平下的农业节水灌溉率、灌溉水有效利用系数、工业用水重复利用率和城市污水回用率等效率指标；最后，结合当地社会经济发展水平和水资源管理工作水平，并充分考虑未来各指标的可实现性，对指标进行适当调整，分析指标的合理性。

（3）水功能区限制纳污控制指标的确定

水功能区限制纳污控制指标是对区域排污总量进行定量化管理的控制指标。从水功能区管理的角度，可选取水功能区达标率、主要污染物入河总量、工业废水达标排放率、城市生活污水处理率等指标作为限制纳污指标。相应的确定方法为：首先，科学核定水功能区的水体纳污能力，针对划定的水功能区，在满足水域功能要求的前提下，明确水功能区的水质管理目标；选取合适的数学方法，并综合考虑水功能区的水文特性、自然净化能力、排污状况科学计算水体纳污能力。其次，结合水功能区达标现状、水体纳污能力、污废水处理水平、污染源布局等多方面因素，确定污染负荷削减目标。最后，分析未来的排污水平和水质管理目标，分析水功能区限制纳污指标的可实现性，对指标进行适当调整，设定比较适合的控制指标值。

3.“三条红线”控制指标确定

（1）用水总量控制指标

要实现地下水压采目标，确定科学的地下水开采量阈值和地下水水位阈值是制定压采计划的关键。根据烟台市水利局提供的市区范围内典型监测井的Cl-质量浓度、地下水开采量资料，绘制Cl-质量浓度与开采量、埋深相关趋势线。考虑到资料的代表性和完整性，在本次研究中，Cl-质量浓度的确定是以烟台电厂宫家岛水源地监测站观测数据为主，并参照烟台市夹河鸡场、烟台电厂南上坊水源地两个监测站点的观测数据辅助调算得到。

通过对烟台市区历史监测数据的分析，可以看出地下水中Cl-质量浓度与开采量总的变化趋势为：开采量增加Cl-质量浓度也增加，开采量减小则Cl-质量浓度也减小，说明了该区地下水中Cl-质量浓度受控于地下水的开采量，如图8-6所示。

综上分析，只需建立地下水中Cl-质量浓度与开采量、地下水位的关系方程，就可以预测不同开采条件下地下水中Cl-质量浓度。大沽夹河流域地下水中Cl-质量浓度与地区开采量（Q）、埋深（H）的关系方程见式（8-9）、式（8-10）。

ρ（Cl-）＝213.161n（Q）-1718.5 （8-9）

ρ（Cl-）＝139.271n（Q）-25.542 （8-10）

结合海水入侵与地下水作用关系表达式，根据一般的海水入侵判定标准，当ρ（Cl-）＞250mg/L时，就会发生海水入侵，由式（8-1）求得当ρ（Cl-）＝250mg/L时对应的开采量为10248万m3。根据烟台市最新制定的2011～2015年用水总量控制指标，烟台市区地下水控制开采量为12100万m3，与预测的地下水开采量控制阈值基本一致，这也说明预测结果比较合理。在海水入侵得以控制的前提下，再进一步考虑逐步恢复地下水系统的良性循环，尽可能达到入侵之前的均衡状态，按照全市地下水系统整体进行考虑，因此设定烟台电厂宫家岛水源地监测站的ρ（Cl-）＝200mg/L时对应的开采量8100万m3作为2015年的海水入侵防治的地下水开采量控制指标。

图8-6 地下水中氯离子浓度与开采量、埋深相关关系

根据《烟台市2011～2015年度用水总量控制指标》，年度用水控制指标包括当地地表水控制指标、地下水控制指标和区域外调入水量控制指标，即当年最大允许可利用量指标。规定近期烟台市区的年度地表水用水量控制指标为29500万m3、引江水4160万m3，结合上述地下水开采量阈值的计算结果，将地下水控制目标为8100万m3，总用水量控制指标即为41750万m3，见表8-10。

表8-10 大沽夹河流域下游地区规划水平年用水总量控制指标

（2）用水效率控制指标

按照最严格水资源管理制度的总体要求，以提高用水效率，遏制用水浪费，促进水资源的可持续利用，支撑经济社会的可持续发展为目标，烟台市编制《烟台市2011～2015年用水效率控制指标》，大沽夹河流域下游地区在近期（2015年）的用水效率控制指标，见表8-11。

表8-11 大沽夹河流域下游地区规划水平年用水效率控制指标

（3）水功能区纳污控制指标

近年来工业的快速发展和城市化进程的推进，使得废污水排放量不断增加，污染物入河量也随之增加，使得其大大超出了水环境的承载能力，造成部分地区水体污染，水质恶化严重。水污染造成的水体功能下降和水资源可利用量减少，使得本已严峻的水资源供需矛盾更加突出。为进一步推进最严格水资源管理制度的顺利实施，严格控制入河排污总量，保障水生态环境安全，山东省水利厅根据省政府批复的《山东省水资源综合规划》和《山东省水功能区划》，按照《山东省水功能区限制排污总量的意见》，制定了《山东省水功能区限制纳污控制指标（暂行）》，2015年大沽夹河流域水功能区限制纳污控制指标见表8-12。

表8-12 大沽夹河流域2015 规划水平年水功能区限制纳污控制指标

4.大沽夹河流域下游地区的地下水保护措施

结合烟台市区“十二五”水利规划和近期即将开展的水利工程建设，进一步提出大沽夹河流域下游地区的地下水保护措施，包括工程措施体系的总体布局和管理措施体系。

（1）地下水保护工程措施

针对烟台市的舌状海水入侵方式，可采取“上游建库调控蓄水、中游打井拦蓄补源、下游建坝截流阻侵、多源联合调度”的管理策略，市区的地下水保护工程体系具体包括地表水库工程、地下水库工程、水体置换工程、河道拦蓄工程、区调调水工程、替代水源工程等水源开发与地下水保护工程。地下水保护工程措施如下：

1）河口建库，阻断通道。根据当地的水文地质条件，在河口处修建地表、地下水库，阻隔海水侵入，同时拦蓄了地下淡水。

2）梯级拦蓄，加强补给。在入海河流的中下游修建梯级拦河闻坝，开挖渗渠、渗井，配套开展了人工湿地建设，将入海淡水蓄积在河道里，从而加强对地下水的渗入补给。

3）水源替代，封井压采。通过水库外调地表水，置换入侵区的地下水源，大量发展雨水蓄积工程、海水利用工程等非常规水源利用工程，在此基础上大力封井压采，恢复河口处的地下水水位。

4）区域调水，增加供水。随着胶东地区引黄调水工程等工程的建设实施，通过对调水工程的调蓄水库进行除险加固以及优化水厂供水管网，减少对地下水开发，达到缓解或预防海水入侵的效果。

（2）地下水保护管理措施

海水入侵的程度与人为开采地下水有着极其密切的关系，超量开采地下水是造成海水入侵的主要原因。因此，地方政府和有关方面应尽快制定或完善地下水管理保护方面的法规条例及配套制度，严格地下水取水许可审批，加强取水计量监管，有计划地调整地下水开采布局；同时加强地下水基础工作建设，包括建设专门监测海水入侵的地下水动态监测网、制定合理水价机制、建立地下水管理模型等相关工作，全面实施地下水管理保护工作。

1）明确城市用水总量控制指标并严格执行取用水管理。

2）建立地下水水位预警线动态监控地下水资源开采，限制超采。

3）明确地表水功能区限制纳污能力，建立水功能区纳污容量预警线，增加污水处理回用规模，保护水环境。

4）大力推进节水型社会建设和需水管理水平，提高用水效率和效益。

5）建立完善水资源管理信息与决策系统，实现城市多水源联合供水自动化统一调度。

综上所述，大沽夹河是一条季节性河流，汛期为每年的6～9月，径流量占全年径流量的84%，大量水资源得不到利用，流入大海。年际变化也很大，年径流量最大值发生在1964年为56496万m3，年径流量最小值发生在1999年和2000年均为0万m3。而且大沽夹河流经海阳、乳山、栖霞、牟平、福山、莱山、芝罘区、开发区等8市区，所以大沽夹河水资源的联合调度需要克服时间和地域难题。为了充分发挥地下水库的调节作用，提高水资源的利用率，夹河流域大力发展农业节水灌溉和城市高效用水，并在夹河流域大力兴建水利设施，实现夹河水资源梯级开发和地下水资源保护，从而在空间上实现地表水与地下水的高效联合运用。大沽夹河流域水资源高效利用模式如图8-7所示。

图8-7 大沽夹河流域水资源高效利用模式

（三）湿地公园用水方案论证

南水北调西线吊水的商业模式

南水北调西线工程不同于中线和东线，西线调水投资远远大于中线和东线，而且调水收益远远低于中线和东线。

中线和东线调水主要为解决华北平原的用水紧张局面。用水项目多为工业和其他生活用水。而西线用水区域是地广人稀的大西北。人员少，用水大多会局限于农业用水。

那么基于西线调水的投资大，收益低的特点。我国到底该不该上马呢，我觉得是非常有必要的。耕地一直是困扰我国经济发展的重大问题。用空间置换来理解的话，西北新增开发的土地拿出一定比例改善中东部地区人们的居住环境，那么我国中东部地区的人民的生活环境将得到很大的改善，同时通过居住条件的升级，对经济增长乏力也是有很大的促进作用的。

考虑到空间置换西咸吊水是该上的。那么钱从哪里来啊，投资那么多的钱哪里来，怎么回报，这是个大问题。

我的观点是直接通过拍卖通水成功后的土地来获取建设资金。即把大量荒芜的土地或通过及其少量的代价取得，然后建设成为灌溉条件的土地，通过划分地块以拍卖的方式获取原始投资。

目前大城市的土地国有化，大都通过这种方式进行。土地的获取通过大城市拆迁的方式进行，土地的出售通过开发商出售的模式，预售制进行。通过二十几年的房地产开发，我们有大量这方面的人才。

下图是调水量和获取的投资收益。收益还是很丰厚的嘛！完全可以收回基建投资。

1.供水总体思路

对于黄河水湿地公园供水，总体思路如下：

1）一次性景观补水，只有地表水库可以实现短时间内充库（3d以内），地下水源和中水水源短期内供水规模有限只宜用做日常补水。

2）日常景观补水主要补充公园水体蒸发、渗漏损失量，为减少沿途输水损失，以地下水和中水为主。

3）湿地公园生活、绿化、不可预见等其他用水量，从自备井中解决。

4）景观水体置换包括一次性置换、小流量置换及随即应急置换，其中一次性置换是指每汛后冲库用水和当水体水位降至1.80m时进行的充库、小流量置换是指为保持水体良好的水质环境而进行的小流量充库、应急置换是指发生水质突发事件或者海水回灌造成的水体水质污染需要考虑一次性充库水量113.92万m3，属于随机情况，本次供水方案不予考虑，只考虑一次性置换用水和小流量置换用水。

5）采用中水作为补水水源时，必须采用经深度处理后的中水以保证入库水质。

6）在单一水源难以满足供水要求时，实施多水源的联合供水。

2.50%降水频率年份供水方案

50%降水频率年份，王屋水库来水量较大，可以满足湿地公园需水量以及置换水量，因而湿地公园供水采取“地表水为主，地下水为辅”的方案，王屋水库、黄河水地下水库以及公园自备井供水量分别为188.01万m3、89.86万m3和18.93万m3，详见表9-1。

表9-1 50%降水频率年份供水方案一览表

3.75%降水频率年份供水方案

75%降水频率年份，王屋水库对于湿地可供水量为0，但地下水库可供水量仍可满足湿地用水需求，此时，需实施多水源的联合供水。具体做法是，扩大地下水库向城市供水的规模，从而替换出必要的湿地公园充库水量，而湿地公园的日常补水则采用地下水源，该状况下王屋水库、黄河水地下水库以及公园自备井供水量分别为188.01万m3、102.48万m3、和18.93万m3、详见表9-2。在此过程中，黄河水地下水库与王屋水库进行了188.01万m3的水量交换，即黄河水地下水库扩大向城市生活及生产供水188.01万m3，而置换出的王屋水库地表水用于湿地公园充库。

表9-2 75%降水频率年份供水方案一览表

4.90%降水频率年份供水方案

90%降水频率年份与75%降水频率年份类似，需要有地下水库扩大向城市用水的供水规模，预留湿地充库水量，日常补水量则由地下水源提供。该状况下，王屋水库、黄水河地下水库以及公园自备井供水量分别为188.01万m2、107.31万m2和18.93万m2。详见表9-3。在此过程中，黄水河地下水库与王屋水库进行了188.01万m2的水量置换，即黄水河地下水库扩大向城市生活及工业生产供水188.01万m2。而置换出的王屋水库地表水用于湿地公园充库。

表9-3 90%降水频率年份供水方案一览表

5.连续枯水年份供水方案

在连续枯水年份，各种水源来水均十分紧缺，考虑采用部分黄城污水处理厂外排后经深度处理的污水作为先期的日常补水水源。一次性充库用水仍采用水源置换的办法由王屋水库提供，水质净化期间所需的日常补水由地下水库提供。该状况下，王屋水库、黄水河地下水库、深度处理后的中水以及公园自备井供水量分别为188.01万m2、81.73万m2、23.58万m2、和18.93万m2，详见表9-4所示。在此过程中，黄水河地下水库与王屋水库进行了188.01m2的水量置换，即黄水河地下水库扩大向城市生活及工业生产供水188.01m2，而置换出的王屋水库地表水用于湿地公园充库，供水方案详见表9-4所示。

通过上述论证分析，可得出以下结论：

1）黄河水湿地公园位于黄河水入海口处，总占地面积1.73km2，水面面积0.89km2，包括黄河营拦河闸下游海水面面积0.12km2，拦河闸上游拦蓄淡水面面积0.46km2和黄河水两侧坑塘水面面积0.31km2。该公园以河流水体和潮间带所构成的湿地自然景观为主要特色，融地域文化为一体，具有生态保护，科普教育和生态休闲等功能。为保障公园功能的实现，需满足其淡水水体在水量及水质两方面的要求，进行用水方案论证具有十分重要的现实意义。

2）公园在50%、75%、90%降水频率下年景观需水量为181.81万m3、211.52万m3和216.12万m3：绿地灌溉、生活和不可预见用水等每年为18.03万m3。水质要求达到景观用水C类标准。

表9-4 连续枯水年份（特枯年份）供水方案一览表

3）一次性充库后，随着水体滞留时间的延长，水体会逐渐恶化。本次论证，对湿地公园一次性充库后，并保持公园水体2.5m设计水位时（需要补水），水质恶化历时进行了估算。结果表明，在50%、75%和90%来水频率年份，分别采用地表水、地下水及中水作为补水水源，水质恶化历时最短的只有132d，最长的为356d，均不超过一年。因此，为保障水体水质符合要求，需进行水体充水净化处理。

4）由于水质净化时间与补水方式、补水水源有密切关系，当采用不同的补水方案时将消耗总量不等的水体置换及净化水量。本次论证，从节约水资源角度出发，提出了以地表水充库，以地下水为主要日常补水水源的方案。经计算，在50%、75%和90%来水频率年份为净化水质需水量分别为152.49万m3、154.6万m3（其中与日常蒸发渗透补水重复分别为67.89万m3、97.6万m3和102.2万m3，新增用水量分别为70.8万m3、57万m3和52.4万m3）。

5）由于湿地公园地处黄河水入海口处，受渤海高潮位及风景潮影响，如发生咸水上潮现象将导致公园水体咸化，需进行一次性置换，每次需水量为113.92万m3。

6）经过王屋水库、黄水河地下水库及黄城污水处理厂等三种水源进行论证分析，在50%、75%、90%降水频率下可向湿地公园供水量分别达到1491.44万m3、1031.70万m3和1071.47万m3（各频率年份均包括中水511万m3），总量上可以满足黄河水需求。但是，由于受充库时间的要求，湿地公园所需的一次充库只能由王屋水库提供，而地下水源和中水日可供水量有限，只能作为日常补充水源。

经分析，供水方案如下：

1）在50%降水频率年份，湿地公园供水由地表水、地下水、自备井联合供水完成，供水量分别为188.01万m2、89.86万m2和18.93万m2；

2）在75%降水频率年份，湿地公园供水仍以地表水、地下水、自备井联合供水完成，但须通过地下水与地表水实施水源置换来完成，即城市用水多开采地下水而预留王屋水库用于湿地公园充库，供水量分别为188.01万m2、102.48万m2和18.93万m2：

3）在90%降水频率年份，类似于75%降雨频率年份方案，通过对水源的联合及地下水与地表水置换来完成供水。王屋水库、地下水库、自备井供水量分别为188.01万m2、107.31万m2和18.93万m2；

4）在遭遇枯水年份，为节约水资源，湿地公园供水中前期的日常补水采用深度处理的中水，同时，继续实施对水源的联合供水和地下水与地表水的置换，地表水、地下水中水及自备井供水量分别为188.01万m2、81.73万m2、23.58万m2和18.93万m2。

5）要多水源联合调度，特别是75%、90%枯水年份，城市开采地下水满足生活用水要求，替代地表水作为补充公园用水水源。

为了进一步做好供水工作，提出如下建议：

1）进一步提高黄水河流域多水源联合供水和优化配置水平，根据个人用户在用水强度及水质等方面的要求，进行水资源的时空配置，提高水资源的利用效率和供水保证率。

2）为提高黄水河流域水资源供水量及供水保证率，建议对黄域污水处理厂外排的中水进行回收利用，替换出的地表水资源可作为湿地公园在遭遇连枯年份时的充库用水。

3）为进一步改善和维护滨海度假区建成后的滨海岸生态环境，建议对龙口市玉龙纸业有限公司进行搬迁，该厂部分地下水开采量可作为枯水年份公园用水的补充水源。

4）为进一步保障湿地用水的水量要求，减少水体渗漏损失，建议对湿地底部进行防渗处理。

5）加强对湿地公园内水体的水质保护，对黄水河沿线进行污水排放统一管理、做到雨污分流。建议在黄水河下游适宜地点建设一座污水处理厂，将沿岸及周边污水收集起来统一处理后回用，一方面可避免发生水质污染现象，另一方面经深度处理后，可实现向湿地公园供水，进一步提高湿地公园用水的保障程度。

6）对湿地公园详细规划方案进一步加以完善，使之更有利于湿地公园水质的净化和补水需求量的压缩。

a.进一步为库区内水体的流动和循环创造条件，以利用水质自身净化。如坑塘与河道连接的位置与布局应遵循“上游进入、下游流出、自身循环”的原则，建议将河道两侧坑塘开口位置适当向上游移动。

b.进一步加强水生植物的引进与布置的工作，提高湿地水质净化能力。

c.建议在公园水体内设置部分增氧和曝气装置，以利于水体自净。

7）对于咸水上溯及水质污染等突发性事件引起的置换需水量需采用相关措施来增加供水量，这些措施包括：

a.抬高防潮堤及黄河营翻板闸防潮水位，减少咸水上溯次数。

b.在枯水年份，适当扩大黄水河地下水库向工业用水的供水规模，预留王屋水库地表水用于湿地公园一次性充库。

c.在全流域范围内加强节水力度，为湿地公园的安全用水提供保障。