刘孔英

(杭州市水利规划设计研究院，浙江 杭州 310016)

随着我国经济社会的快速发展，水资源形势日益严峻，一方面是城市现代化和工业化对水资源需求的日益增加，另一方面是大量的工业污染或潜在污染源进一步威胁水资源的安全。针对当前我国水资源面临的这一严峻形势，继2011 年中央1 号文件和中央水利工作会议明确要求实行最严格水资源管理制度后，2012 年1 月12 日发布的《国务院关于实行最严格水资源管理制度的意见》和2013 年1 月2 日发布的《国务院关于实行最严格水资源管理制度考核办法》作出了全面部署和具体安排，要求各地大力做好饮用水安全保障工作，加强城市水源地建设。

目前，全国各大中城市大部分已经或正通过多水源建设解决城市水源地安全。杭州市也于2011 年6月初开展千岛湖引水工程前期研究工作，拟按照优水优用原则在市域更大范围内科学合理有序开发利用水资源，构建城市长远供水安全保障网，从根本上提高供水水源安全和改善原水水质。

1 研究背景

1.1 水资源概况

钱塘江水是杭州市主要过境河流，其多年平均水资源总量386 亿m3(闻堰以上)。根据统计资料，杭州市本地多年平均年水资源总量为141.08 亿m3，多年平均河川径流量为139.88 亿m3，按2010 年末全市人口(870 万)计算人均水资源拥有量为1621m3，低于全省人均拥有量 (1900m3)和全国人均拥有量(2200m3)，也低于国际上公认的1700m3的缺水警戒线。

1.2 水源地现状及存在的问题

杭州市江北主城区现有五家水厂，除了祥符水厂的水源来自东苕溪(水源水质受上游污染及太湖水影响而不稳定)外，主要供水水厂九溪、南星、清泰、赤山埠的原水水源都来自钱塘江。主城区人口与用水量情况详见表1。

表1 杭州主城区人口与用水量一览表

杭州城市供水水源地存在如下几个问题。

1.2.1 水资源供需不平衡

当前杭州市水资源的供需平衡主要存在三方面的问题:一是城市供水水源安全对上游水库调度运行方式高度依赖;二是在特殊枯水年份用水面临危机;三是市区西部和北部区域水资源严重短缺。优质水资源供需不平衡、水环境质量改善压力大，成为制约杭州经济社会可持续发展的潜在危机。

1.2.2 水质不稳定

钱塘江杭州市区饮用水水源保护段总体水质为Ⅲ类水体，但个别污染物指标较差，低于Ⅲ类水标准，由于上游地区经济发展快速，废污水排放量增大，污染治理相对滞后，已给钱塘江水质带来严重的影响。另外，每年咸潮威胁出现在7 ～10 月的用水高峰期，成为杭州市区供水的控制因素。

1.2.3 安全保障存在较大隐患

杭州主要水源钱塘江突发性水污染威胁、咸潮上溯影响始终是杭州人民饮用水安全最大威胁。若钱塘江水游发生重大水污染，将造成沿线的梅城、桐庐、富阳、杭州的自来水全线告急，在安全保障上存在较大隐患。

1.2.4 应急备用能力不足

为解决杭州市主城区用水的供需矛盾，加强抗咸能力和提高杭州城市用水的安全保障，多年来建设了一系列的供水设施和抗咸设施，取得了显著的成效。杭州市应急供水水源地有珊瑚沙水库、贴沙河、在建的闲林水库等。其中，已建的珊瑚沙、贴沙河水库总储备水量为175 万m3，仅为目前杭州主城区一天半的应急供水量，加上正在修建的闲林水库(2020 年设计水平年应急备用库容为900 万m3)，可保证杭州主城区8 天的原水供应，但水库集雨面积小(16.89km2，年径流量1232 万m3)，且水库放空后的应急补水水源仍然为钱塘江水源。

1.3 建设第二水源工程的必要性

杭州市建设城市供水第二水源工程的必要性和紧迫性主要体现在以下几方面。

1.3.1 解决供水水源安全保障的需要

目前杭州饮用水源单一，不能有效应对饮用水源地水质污染突发事件的威胁。据不完全统计，自2001年以来，除了每年7 ～10 月的咸潮威胁外，杭州市水源地水污染突发事件共发生41 起，平均每年发生4起，水污染突发事件频率较高。尤其是2011 年“6·4”苯酚污染事件、“6·5”苕溪有机污染物偷排事件，直接威胁杭州城市水源安全。建立双水源或多水源的量质互补、互为备用的供水格局，已成为杭州城市发展的势在必行之举。

1.3.2 改善水源地原水水质的需要

杭州市水源属于河道型地表水水源，虽然通过净化处理后能够达到国家相关标准要求，但供水原水达到国家Ш 类水标准的达标率低。其次，按照国家有关规定要求:“到2020 年城镇供水水源地水质全面达标”，杭州水源地水质如期达标的难度大。在现状水源地水质难以满足饮用水水功能区目标要求的情况下，建设第二水源工程是改善原水水质的需要。

1.3.3 钱塘江流域水污染治理任重而道远

为保护“母亲河”，浙江省对钱塘江流域治理投入了巨大资金，做了大量工作，水质恶化趋势得到了遏制。但是，钱塘江上游流域面积大(浙江省境内钱塘江流域面积约3.5 万km2)，包括杭州、金华、衢州、绍兴、丽水5 市(地)、27 个县(市、区)，人口千万以上，规模以上工业过万家，全社会污染物排放总量依然较大，流域的环境保护、污染治理难度和压力会越来越大。

另外，钱塘江中上游航道已纳入国家高等级内河航道网，钱塘江水运的复兴将不可避免地对下游杭州城市水源地的保护带来更大的挑战。

参照欧洲莱茵河、英国泰晤士河和日本琵琶湖等水环境治理的成功案例，考虑现阶段国情、省情，经过一段时间努力，钱塘江流域水环境恶化的趋势得到遏制是可能的，但流域水质改善和恢复需要巨大的投入和漫长的过程。

2 潜在水源地概况

根据调查分析，除了钱塘江外，杭州市周边可能作为杭州市城市供水水源地的主要有千岛湖、新安江水库坝下河段、新安江下涯、分水江水利枢纽、青山殿水库、青山水库和东苕溪等。

2.1 千岛湖(新安江水库)

千岛湖距离杭州约110km，坝址以上集雨面积10442km2，多年平均径流量101.2 亿m3，水库设计正常水位108m，相应库容178.4 亿m3，调节库容102.7亿m3。千岛湖水量充足，且水质优良，总体上可达Ⅰ～Ⅱ类水标准。

2.2 新安江水库坝下河段

新安江水库坝下河段水源地水量来源主要为新安江电站发电尾水，引水水质有保障，基本为Ⅰ～Ⅱ类。对新安江电站发电量影响小，由于受富春江水库的顶托，坝下引水必须在寿昌江汇合口上游建拦河闸、调节水库、提水泵站等建筑物并限制电站每天的发电泄水水量方能保证引水水质和水量。

2.3 新安江下涯

新安江下涯水源地取水口位于建德下涯溪上游约2km，水量来源由新安江电站发电下泄及寿昌江来水混合，对新安江电站发电量、新安江建德城区段径流影响小，但也需设置拦河坝和取水泵站方能保证引水水质和水量。

2.4 分水江水利枢纽

分水江水利枢纽距离杭州约78km，坝址以上集雨面积2630km2，多年平均径流量25.03 亿m3，水库总库容1.93 亿m3，调节库容0.62 亿m3。水库水质为Ⅱ～Ⅳ类。

2.5 青山殿水库

青山殿水库距离杭州约82km，坝址以上集雨面积1429km2，多年平均径流量约14.8 亿m3，水库总库容0.58 亿m3，调节库容0.2 亿m3。水库水质基本为Ⅱ～Ⅳ类。

2.6 青山水库

青山水库距离杭州约36km，坝址以上集雨面积603km2，多年平均径流量约4.69 亿m3，水库总库容2.15 亿m3，正常库容3850 万m3，调节库容3193 万m3。水质基本为Ⅲ～劣Ⅴ类，主要污染指标为总氮、总磷、氨氮和高锰酸盐指数等。

2.7 东苕溪水源地

东苕溪水源地为杭州江北主城区和余杭区现状水源，取水线路长度短。根据余杭区水文水资源监测站50 年实测资料分析，东苕溪流域瓶窑以上区域(集水面积1420km2)的水资源可利用量为15%左右，丰水年可利用量为2.25 亿m3，平水年为0.9 亿m3，枯水年为0.525 亿m3。

东苕溪水质为Ⅱ～劣Ⅴ类，劣于Ⅲ类水质比例为63.7%，补充项目中铁、锰合格率分别为43.2%和45.5%，主要污染指标为溶解氧、总磷、氨氮等。此外，受突发性水污染事件威胁大，几乎年年发生影响城乡供水水质的水污染事件。

3 水源地选择

根据有关前期研究阶段成果，杭州市第二水源工程设计水平年2020 年引水量为10 亿m3。

3.1 初步分析

从各水源地水量、水质和水源地安全等方面初步分析可知，千岛湖水质优良，水量充足，是杭州市理想优质的水源地;新安江水库坝下和新安江下涯引水通过有关措施能保证引水水量的要求，但水质方面存在差距(其中，新安江水库坝下河段通过建节制闸才能保证Ⅰ～Ⅱ类水质，新安江下涯取水口位于建德城及寿昌江流域下游，为Ⅱ～Ⅳ类水质，水质安全难保证);分水江水利枢纽调节能力小，供水量难以保证，现状水质一般且水库上游存在密集城镇，水质难以得到有效保障;青山殿水库库容太小水量不足，无法满足杭州取水量要求且引水后对下游生态环境影响很大，现状水质较差;青山水库现状水质很差，且取水口位于临安县城下游，不合适作为饮用水源，水库可供水量无法满足取水要求;东苕溪水源地现状水质较差且不稳定，容易受到突发性水污染事件影响，河道水量不足且丰枯不均，只够满足杭州市目前部分地区的需水量要求。

综上所述，从各水源地自身特点可知，新安江下涯、分水江水利枢纽、青山殿水库、青山水库和东苕溪等水源地均不适合作为杭州市安全水源建设的第二水源地。

3.2 水源地比选

经初步分析，千岛湖库内和新安江坝下河段均可作为杭州市的引水水源地，下面从水质、水源地保护、千岛湖景区影响、新安江建德河段水环境影响等方面进一步比较，以得出杭州市引水的最佳水源地。

3.2.1 引水方案概况

(1)千岛湖库内引水方案。考虑从淳安县金竹牌取水口，以重力流方式通过约111km 长隧洞引水至杭州闲林水库后，再经库尾的配水井分别向杭州市主城区、杭州市江南城区(萧山区、滨江区)、杭州市余杭区以及嘉兴市输水，建德、桐庐和富阳部分用水考虑直接在取水口至闲林配水井的输水线路上接取。主要建筑物包括取水口、千岛湖至闲林配水井输水线路、闲林配水井及其下游输水系统等，工程估算总投资约150 亿元。

(2)新安江坝下河段引水方案。从寿昌江汇合口上游河段取水，主要也是引取新安江电站发电下泄水量。由于河段蓄水量有限，需在新安江汇合口上游河段内建一节制闸(拦蓄新安江电站发电尾水并防止水质较差的富春江库水倒灌)和取水泵站(设计提水流量169m3/s，泵组扬程76m，泵组3 用1 备，总装机230MW)，并在合坑口建一座调节水库(确保新安江电站不发电时输水系统能不间断供水并改善输水系统的运行工况)，泵站提水至合坑口水库后，通过总长约103km 输水线路以重力有压流方式输送至闲林水库。闲林配水井下游输水线路及至建德、桐庐和富阳方向的供水线路与千岛湖库内取水方案相同。

主要建筑物包括坝下节制闸、横坑坞地下取水泵站、取水泵站至合坑口水库输水隧 洞、合坑口调节水库、合坑口水库至闲林配水井输水隧洞、配水井及其下游输水系统等，工程估算总投资约180 亿元。

3.2.2 方案比选

库内引水和坝下引水均可作为杭州市第二水源地工程的引水方案。但是，坝下引水存在以下几个方面的不足:

(1)通过建节制闸才能保证Ⅰ～Ⅱ类水质。但新建节制闸会对电站尾水位、河道防洪产生一定的影响。

(2)通过建拦河闸、抽水泵站、调节水库，且限制新安江电站运行以确保下泄水量，才能保证优质水。

(3)库内引水方案布置简单，系统可靠性高;坝下引水方案布置复杂，对运行调度要求高，系统可靠性更差。

(4)库内引水对新安江建德城区河段的影响不大，但坝下引则水影响较大，尤其不发电时河道无清水下泄，对城区段河道水环境影响大，建设期及运行期对核心景区均影响大。

(5)新安江电站必须保证每天下泄水量不小于870 万m3的供水要求，其运行调度受到限制，调峰作用削弱较明显。

(6)按年引水10 亿m3考虑，库内引水无提水能耗，新安江电站发电量每年减少约2.7 亿kW·h;坝下引水虽不影响新安江电站发电量，但抽水泵站年耗电约3.5 亿kW·h。需多耗电能0.8 亿kW.h;

(7)坝下引水工程可比投资多，比库内引水约多30 亿元。

综合比较，千岛湖库内引水水质、水量有保证，水源地安全有保障，工程总体布置相对简单，运行调度要求低，系统运行可靠，工程可比性投资省。虽然库内引水也对坝下新安江建德城区河段水环境、新安江水电站在华东电网中的调峰存在一定影响，但有关科研院所专题研究表明:对坝下下游河道水环境的影响很小，其范围和程度是可接受的，也不会影响电网的安全稳定运行。

因此，千岛湖是杭州市多水源建设的最优第二水源地。