濟(jì)南錦繡川水庫(kù)水資源與多目標(biāo)供水研究

李偉，李雙

（濟(jì)南市錦繡川水庫(kù)管理處，山東濟(jì)南 250112）

濟(jì)南錦繡川水庫(kù)水資源與多目標(biāo)供水研究

李偉，李雙

（濟(jì)南市錦繡川水庫(kù)管理處，山東濟(jì)南 250112）

錦繡川水庫(kù)是濟(jì)南市南部山區(qū)重要水庫(kù)，同時(shí)為全國(guó)重點(diǎn)水源地，擔(dān)負(fù)著防汛抗旱、農(nóng)業(yè)灌溉、城市供水等多項(xiàng)任務(wù)。本文通過對(duì)錦繡川水庫(kù)水資源的分析，研究當(dāng)前供水過程中存在的問題，并提出解決辦法。

濟(jì)南市；錦繡川；水資源；供水研究

錦繡川水庫(kù)位于濟(jì)南市南部山區(qū)，玉符河上游，錦繡川支流上，控制流域面積166 km2。水庫(kù)設(shè)計(jì)庫(kù)容4 100萬(wàn)m3，多年來(lái)水量3 065萬(wàn)m3。水庫(kù)的主要職能為防汛抗旱、農(nóng)業(yè)灌溉、城市供水、生態(tài)用水。水庫(kù)建設(shè)之初主要用于農(nóng)業(yè)灌溉，1987年開始向城市供水，為緩解市區(qū)供水壓力和保泉做出了重要貢獻(xiàn)，水庫(kù)2007年列為省級(jí)飲用水水源地。錦繡川水庫(kù)地勢(shì)高，水質(zhì)好，承擔(dān)了分水嶺和龍奧片區(qū)城區(qū)供水、農(nóng)業(yè)灌溉、生態(tài)補(bǔ)水兼顧水力發(fā)電等多目標(biāo)供水任務(wù)。

1 水文分析

1.1 降雨和徑流分析

錦繡川水庫(kù)流域經(jīng)過數(shù)十年小流域治理，上游植被情況已發(fā)生了較大變化，流域內(nèi)農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)也從農(nóng)作物逐步過渡到以經(jīng)濟(jì)作物為主。現(xiàn)經(jīng)濟(jì)等果樹已達(dá)70%，農(nóng)作物主要以小麥、玉米、地瓜為主，果樹大多數(shù)為蘋果、梨、桃、櫻桃、杏、核桃、山楂等。流域內(nèi)森林覆蓋率達(dá)到65%，8座小水庫(kù)和多個(gè)攔河壩對(duì)攔蓄來(lái)水起到了重要作用，采用長(zhǎng)系列多年來(lái)水統(tǒng)計(jì)數(shù)學(xué)平均已不適合水庫(kù)的現(xiàn)狀。為更準(zhǔn)確地得出錦繡川水庫(kù)典型年（平水年）的徑流量，通過對(duì)錦繡川水庫(kù)流域多年流量過程的模擬，構(gòu)建了適合于錦繡川水庫(kù)流域的SWAT分布式水文模型。該模型需要的數(shù)據(jù)包括空間地理數(shù)據(jù)（數(shù)字高程模型（DEM）、土地利用和土地覆蓋（LUCC）、土壤分類（SOIL））、屬性數(shù)據(jù)庫(kù)（土壤數(shù)據(jù)庫(kù)、天氣發(fā)生器）、氣象數(shù)據(jù)資料（實(shí)測(cè)的降水、最高最低氣溫、太陽(yáng)輻射、相對(duì)濕度、站點(diǎn)的位置）、校準(zhǔn)數(shù)據(jù)（實(shí)測(cè)水庫(kù)徑流監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)）。根據(jù)水庫(kù)1956—2009年降雨資料知，平水年降雨量644.97 mm，輸入SWAT模型后得出平水年來(lái)水量為3 065.91萬(wàn)m3，并由模型對(duì)各月份來(lái)水情況進(jìn)行模擬計(jì)算。

1.2 蒸發(fā)分析

由山東省《水文圖集》查得庫(kù)區(qū)多年平均年陸上水面蒸發(fā)量1 407 mm，水庫(kù)水面與陸上水面蒸發(fā)量換算系數(shù)為0.94。水庫(kù)年水面蒸發(fā)量為1 322.6 mm。根據(jù)年降水量、徑流深計(jì)算水庫(kù)蒸發(fā)深為831.8 mm。損失水量的計(jì)算庫(kù)容為1 904萬(wàn)m3，相應(yīng)庫(kù)面積1.82 km2，則水庫(kù)多年平均蒸發(fā)水量為151.4萬(wàn)m3。

1.3 滲漏分析

水庫(kù)壩址地質(zhì)條件中等，年滲漏損失水量按計(jì)算庫(kù)容的10%計(jì)，為189.6萬(wàn)m3。平均月?lián)p失為15.8萬(wàn)m3。

2 用水量分析

2.1 灌溉用水量

水庫(kù)灌區(qū)屬于中型灌區(qū)，灌溉設(shè)計(jì)保證率P=50%。

目前水庫(kù)灌溉面積逐漸萎縮，設(shè)計(jì)灌溉面積為4 000 hm2，實(shí)際灌溉面積灌溉面積1 333.33 hm2，其中農(nóng)田666.67 hm2，林果666.67 hm2。灌區(qū)農(nóng)田主要以春玉米、夏玉米、冬小麥為主，其種植比例為冬小麥和夏玉米各占80%，春玉米占20%，復(fù)種指數(shù)1.8。錦繡川水庫(kù)灌區(qū)灌溉用水定額采用《山東省農(nóng)業(yè)灌溉用水定額(試行)》。灌溉分區(qū)為Ⅲ區(qū)，按復(fù)種指數(shù)1.8計(jì)算。經(jīng)計(jì)算年灌溉用水量為315萬(wàn)m3。林果灌溉制度參照類似節(jié)水工程，噴灌用水定額為1500m3／hm2，則年用水量為100萬(wàn)m3。農(nóng)業(yè)灌溉總用水量為415萬(wàn)m3。

2.2 城市供水水量

錦繡川水庫(kù)城市供水主要為分水嶺水廠用水和奧體中心用水。錦繡川水庫(kù)向分水嶺水廠供水規(guī)模為5萬(wàn)m3/d，年用水量為1 825萬(wàn)m3。為解決東部城區(qū)供水能力不足的問題，錦繡川水庫(kù)干渠通過在泉瀘的興隆山洞經(jīng)興隆水庫(kù)向奧體片區(qū)供水，日供水能力2萬(wàn)m3，年用水量730萬(wàn)m3。

2.3 生態(tài)用水量

為緩解濟(jì)南城區(qū)水源緊張，恢復(fù)泉城景觀，恢復(fù)河道生態(tài)功能，錦繡川水庫(kù)通過錢家、大澗溝向濟(jì)南滲漏帶補(bǔ)水；通過濟(jì)南電力學(xué)校校內(nèi)興濟(jì)河景觀工程，向興濟(jì)河補(bǔ)水。經(jīng)統(tǒng)計(jì)，年補(bǔ)水量為415萬(wàn)m3。滲漏帶補(bǔ)水工作一般在春夏兩季進(jìn)行，河道工作一般在春夏秋三季進(jìn)行。

3 水量平衡分析

將錦繡川水庫(kù)來(lái)水量和用水量進(jìn)行水量平衡計(jì)算，匯總后結(jié)果見表1。

從表1可以看出，錦繡川水庫(kù)平水年水資源短缺660萬(wàn)m3，且月份分布不均，來(lái)水量最多的月份為7月和8月，用水量最多的月份為4月和5月。由于現(xiàn)階段水庫(kù)庫(kù)容有限，一般情況下水庫(kù)平水年和枯水年在用水高峰期春季將出現(xiàn)水資源短缺甚至無(wú)水可用，豐水年夏季水量豐沛，超出水庫(kù)庫(kù)容，部分年份將溢洪棄水如2013年溢洪4 054萬(wàn)m3，1994年棄水6 673萬(wàn)m3，導(dǎo)致水資源出現(xiàn)嚴(yán)重浪費(fèi)。隨著濟(jì)南市建設(shè)進(jìn)程的不斷加快，水庫(kù)的供水目標(biāo)將日益增多，水庫(kù)供需矛盾將更加突出。

表1 錦繡川水庫(kù)平水年水量平衡分析表萬(wàn)m3

4 對(duì)策建議

1）水庫(kù)庫(kù)區(qū)綜合治理。通過庫(kù)區(qū)綜合治理，封閉管理，杜絕游客進(jìn)入水源地，徹底清除庫(kù)區(qū)內(nèi)因耕地、果林等因素導(dǎo)致的庫(kù)容萎縮，同時(shí)減少因肥料和生活污水等帶來(lái)的面源污染，從而改善凈化水質(zhì)。

2）擴(kuò)庫(kù)增容。錦繡川水庫(kù)的水位～庫(kù)容曲線一直采用的是20世紀(jì)80年代初高程，經(jīng)數(shù)10年運(yùn)行，水庫(kù)庫(kù)區(qū)的地形地貌有了顯著變化，當(dāng)前錦繡川水庫(kù)庫(kù)區(qū)高程從上游九曲橋至壩址處高差近40 m。經(jīng)計(jì)算清淤挖庫(kù)可增加庫(kù)容900萬(wàn)m3。建議申請(qǐng)編制錦繡川水庫(kù)工程規(guī)模論證報(bào)告，重新核定水庫(kù)控制運(yùn)用指標(biāo)，增加水庫(kù)庫(kù)容。

3）加快水庫(kù)監(jiān)測(cè)設(shè)施建設(shè)。通過建立入庫(kù)站，在南營(yíng)、東路、跑馬嶺等山區(qū)丘陵地區(qū)加設(shè)水文控制站，開發(fā)水資源信息管理系統(tǒng)，運(yùn)用水庫(kù)汛限水位動(dòng)態(tài)控制和短期降雨相結(jié)合的辦法，使水庫(kù)的水文預(yù)報(bào)更為準(zhǔn)確，采用長(zhǎng)系列調(diào)節(jié)計(jì)算法評(píng)估水庫(kù)水資源可利用量，確保水庫(kù)合理調(diào)度。

通過以上分析，在水資源供需矛盾日益突出的情況下，錦繡川水庫(kù)可以采取多種措施提高水資源利用率，更好地發(fā)揮供水潛力，完成多目標(biāo)供水任務(wù)，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)與生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展。

（責(zé)任編輯 崔春梅）

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1009-6159（2016）-11-0017-02

李偉（1978—），男，工程師