南四湖上級湖水量分配方案探討

郭偉，陸平

（1.濟(jì)寧市黃淮水利勘測設(shè)計(jì)院，山東 濟(jì)寧 272019；2.嘉祥縣大張樓鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)綜合服務(wù)中心，山東 嘉祥 272403）

南四湖上級湖水量分配方案探討

郭偉1，陸平2

（1.濟(jì)寧市黃淮水利勘測設(shè)計(jì)院，山東 濟(jì)寧 272019；2.嘉祥縣大張樓鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)綜合服務(wù)中心，山東 嘉祥 272403）

為促進(jìn)濱湖地區(qū)及上級湖水資源優(yōu)化配置、合理開發(fā)利用，對南四湖上級湖水資源進(jìn)行了多角度分析，初步形成了綜合性的分水方案，對濱湖地區(qū)各用水區(qū)水量分配進(jìn)行了具體確定。

南四湖；水量分配；分水方案

南四湖上級湖總流域面積27706.4km2，其中湖東區(qū)（包括湖區(qū)）9115km2，湖西區(qū)18591.4km2。上級湖湖東山丘區(qū)修建有大型水庫4座，興利庫容2.76億m3，中型水庫4座，興利庫容0.98億m3，大中型攔河閘20座。南四湖上級湖是濟(jì)寧市濱湖地區(qū)的主要供水來源，同時(shí)擔(dān)負(fù)著防洪、航運(yùn)、漁業(yè)、旅游等主要任務(wù)。近年來，隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的高速發(fā)展，濱湖地區(qū)用水迅速增加，水資源供需矛盾進(jìn)一步加劇，水環(huán)境和水生態(tài)受到嚴(yán)重威脅，因此，對濱湖地區(qū)各用水區(qū)用水量進(jìn)行再分配非常必要。

1 核實(shí)用水現(xiàn)狀，預(yù)測未來需水

1.1 現(xiàn)狀用水核實(shí)

濟(jì)寧市以引黃補(bǔ)湖區(qū)為基礎(chǔ)的濱湖灌區(qū)，包括任城區(qū)、魚臺縣的大部，微山縣、嘉祥縣、金鄉(xiāng)縣的接近1/2的面積，鄒城市和汶上縣以及滕州市的少部分。用水類別主要為農(nóng)業(yè)用水和工業(yè)用水，其次為生活用水和生態(tài)用水。農(nóng)業(yè)用水分為農(nóng)田灌溉和林牧漁用水，工業(yè)用水主要為沿湖大型企業(yè)。在水源方面，主要為上級湖水和地下水，其次為中水。經(jīng)詳細(xì)核實(shí)，現(xiàn)狀年濱湖灌區(qū)現(xiàn)狀用水情況見表1。

1.2 預(yù)測未來需水

在預(yù)測未來需水時(shí)，既要考慮濱湖灌區(qū)各縣（市、區(qū)）的經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展目標(biāo)，更應(yīng)結(jié)合節(jié)水防污型社會(huì)的目標(biāo)要求，預(yù)測2020年濱湖灌區(qū)的灌溉水有效利用系數(shù)從現(xiàn)在的0.63提高到0.66，區(qū)內(nèi)人口自然增長率降至0.4%，工業(yè)萬元產(chǎn)值需水指標(biāo)降至20m3。需水量預(yù)測結(jié)果見表2。

表1 現(xiàn)狀用水核算成果表億m3

2 水量分配總量的確定

水量分配總量要按“以供定需”原則來確定。在確定上級湖水量分配總量時(shí)，必須確定其上級湖可利用水資源量。采用時(shí)歷法長系列變動(dòng)用水調(diào)節(jié)計(jì)算方法，對上級湖進(jìn)行歷年逐月調(diào)節(jié)計(jì)算。計(jì)算時(shí)，利用上級湖來水系列和濱湖灌區(qū)用水系列，以及上級湖的湖面蒸發(fā)、降雨系列逐月調(diào)算。

2.1 來水計(jì)算

首先利用水文部門上級湖天然徑流長系列計(jì)算成果。然后進(jìn)行上級湖實(shí)際入湖水量計(jì)算。即扣除上游蓄水、提水、引水等水量，得上級湖來水系列及月分配。

2.2 用水量計(jì)算

根據(jù)引黃補(bǔ)湖灌區(qū)的灌溉面積以及各種作物的種植比例，進(jìn)行旱作物和水稻、蔬菜的長系列灌溉制度制定，計(jì)算出全灌區(qū)的歷年逐月灌溉用水量系列。根據(jù)上級湖工業(yè)用水現(xiàn)狀和工業(yè)發(fā)展規(guī)劃，計(jì)算現(xiàn)狀和規(guī)劃水平年的工業(yè)用水量及月分配。由此可得出上級湖用水量系列和月分配。

2.3 上級湖湖面蒸發(fā)量和降雨量

依據(jù)二級壩水文站水面蒸發(fā)觀測成果，經(jīng)整理換算得歷年逐月湖面蒸發(fā)成果。利用上級湖南陽站、二級壩站和梁濟(jì)運(yùn)河后營站三站平均逐日降雨量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)整理，得歷年逐月上級湖面降雨量系列。

2.4 調(diào)節(jié)計(jì)算成果

調(diào)節(jié)計(jì)算初始條件為死水位33m，約束條件33.0m≤h≤34.2m（死水位至興利水位），利用來水、用水和湖面蒸發(fā)、降雨長系列資料進(jìn)行逐月水量平衡計(jì)算，上級湖水資源利用量計(jì)算成果為：在保證率為50%、75%、95%情況下，現(xiàn)狀年分別為8.53億m3、8億m3、7.16億m3；2020年分別為8.91億m3、8.29億m3、7.16億m3。

表2 2020年水平年需水量平衡預(yù)測成果表億m3

3 水量分配方案的制定

按照可持續(xù)利用和協(xié)調(diào)發(fā)展，合理利用，以供定需，尊重濱湖洼地改造長期形成的“建站灌排、改種水稻”的種植模式，保留近湖的魚臺、任城區(qū)水稻種植面積，公平公正與適度兼顧效率的原則，進(jìn)行水量分配。

3.1 主要技術(shù)路線

首先確定水量分配方案的目標(biāo)，然后在體現(xiàn)合理用水原則下，核實(shí)現(xiàn)狀用水，在節(jié)約用水的前提下預(yù)測用水需求；在維護(hù)湖泊健康生態(tài)、維護(hù)代際公平下，界定可供分配的水量；采用多種分水方法編制水量分配方案，最終采用綜合分析方法確定最優(yōu)分配方案。

3.2 水量分配方法

1）水資源配置法。水資源配置以水資源供需分析為手段，在現(xiàn)狀供需分析和對各種合理抑制需求、有效增加供水、積極保護(hù)生態(tài)環(huán)境的可能措施進(jìn)行組合及分析的基礎(chǔ)上，對各種可行的水資源配置方案進(jìn)行生成、評價(jià)和比選，提出推薦方案。水資源供需分析計(jì)算采用長系列月調(diào)節(jié)計(jì)算方法，以反應(yīng)流域或區(qū)域的水資源供需的特點(diǎn)和規(guī)律。在多次供需反饋并協(xié)調(diào)平衡的基礎(chǔ)上，進(jìn)行三次水資源供需分析。通過對灌區(qū)內(nèi)區(qū)域之間、用水目標(biāo)之間、用水部門之間進(jìn)行水量和水環(huán)境容量的合理調(diào)配，實(shí)現(xiàn)水資源的開發(fā)利用、高效利用，提高水資源的承載能力，緩解水資源的供需矛盾，支持社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。

2）用水定額預(yù)測法。以現(xiàn)狀用水為基礎(chǔ)，微觀用水定額為控制，通過預(yù)測分析用水規(guī)模及用水定額變化趨勢得各用水區(qū)用水量分配比例。通過對農(nóng)業(yè)灌溉用水、林牧漁業(yè)用水、工業(yè)用水定額進(jìn)行分析研究，同時(shí)對多年用水基礎(chǔ)資料進(jìn)行核算。

3）分類權(quán)重法。在水量分配時(shí)，對不同類別的用水（生活、農(nóng)業(yè)、林牧漁業(yè)、工業(yè)）分別賦予不同的權(quán)重和優(yōu)先序，得出各用水區(qū)水量分配的權(quán)重，體現(xiàn)了用水公平的原則。

3.3 水量分配方案

通過不同的分水方法的計(jì)算，形成不同的分水方案，并對各方案進(jìn)行評價(jià)分析，推薦可行性最大的最終技術(shù)推薦方案，見表3。

由表3可知，供水區(qū)內(nèi)任城區(qū)和魚臺縣占有較大份額，已超過上級湖供水量的1/2，任城區(qū)系濟(jì)寧市的中心城區(qū)，人口過百萬，工業(yè)集中，灌區(qū)占全區(qū)面積較多，且沿湖分布，水稻種植面積也較多，魚臺縣幾乎全縣耕地均在濱湖灌區(qū)以內(nèi)，水稻種植面積占第一位，故上述方案的分配比較符合實(shí)際。

表3 南四湖上級湖水量分配推薦方案億m3

4 結(jié)語

通過對大量的數(shù)據(jù)處理，并對水量分配方案從定性到定量進(jìn)行科學(xué)分析，確定了上級湖分水方案，以實(shí)現(xiàn)水資源的優(yōu)化配置，促進(jìn)濱湖各縣（市、區(qū)）節(jié)約用水，提高水的利用效率和效益。經(jīng)水量分配確定的行政區(qū)域水量份額是實(shí)施用水總量控制和定額管理相結(jié)合制度的基礎(chǔ)，各用水區(qū)可依據(jù)分水方案和年度預(yù)測來水量以及用水需求，結(jié)合水工程運(yùn)行情況，制定年度用水調(diào)度計(jì)劃，確定用水時(shí)段和用水量，以實(shí)施年度總量控制和水量統(tǒng)調(diào)度，更好地搞好水資源綜合管理工作。

（責(zé)任編輯趙其芬）

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1009-6159（2017）-01-0051-02

2016-04-26

郭偉（1972—），女，工程師