宋新建
(德州市水利局,山東 德州 253014)
德州市屬海河流域,現轄2區、2市、7縣和2個開發區,總面積10 356 km2,人口574萬。受季風氣候影響,境內降雨年際變化大,年內分配不均,多年平均降雨量554.8 mm。
豐水年平均年降水量可達900 mm以上,枯水年平均降水量小于400 mm,最大年降水量約為最小年的3倍。降水量年內分配不均,汛期(6~9月)多年平均降水量約占全年降水量的75%。汛期降雨集中,致使大量棄水下泄,造成季節性浪費,而其余季節降水量稀少,常常發生嚴重旱情。因此,科學開發利用雨洪資源,是破解德州市水資源嚴重短缺瓶頸最直接、最有效的途徑。
德州市雨洪資源潛力是指以滿足下游最基本用水(包括最基本的生活用水、生產用水和生態用水)為前提,根據發展水平和技術能力,可調控的雨洪資源總量分為理論潛力、可實現潛力、現實潛力和待開發潛力。
1)理論潛力。指入境水量與自產水量之和。
2)可實現潛力。指理論潛力與河道最小生態需水量之差。
3)現實潛力。指理論潛力與出境水量之差。
4)待開發潛力。指可實現潛力值與現實潛力之差。
1)自產水量估算。選取德州市境內雨量站1960—2017年的降雨資料,首先分別取徒駭河、馬頰河、德惠新河流域雨量站雨量的算術平均值作為流域的面雨量,乘以當年的徑流系數得到徑流深。然后,對各流域的逐年徑流深系列進行頻率分析計算,取頻率為50%、20%、10%、5%情況下的徑流深值,再乘以各流域面積便可以得到各個頻率年的徑流量,即:自產水量。德州市1960—2017年徒駭河、馬頰河、德惠新河流域徑流量分別為 1.09 億 m3、0.93 億 m3、0.89 億 m3。
2)入境、出境雨洪量估算。將德州市境內徒駭河、馬頰河、德惠新河流域看作一個整體,其凈出入境水量按邊境攔河閘出入境水量計算。因此,分別以南營、津期店閘作為徒駭河、馬頰河進入德州市的控制點,選取各站1985—2017年的實測資料來估算入境水量。因德惠新河發源于德州市,且上游洪溝河、趙王河來水較少,90%以上水源來自境內附近洼地積水匯集,故不考慮其入境水量。以宮家、大道王、大劉閘分別作為徒駭河、馬頰河、德惠新河的出境控制點,同樣,選取1985—2017年的實測資料來估算出境水量。
3)現實潛力估算。由于德州市境內河道縱橫交錯,河流間水量交換頻繁,如果將徒駭河、馬頰河和德惠新河流域分別考慮估算其現實潛力,則會出現各流域的部分年份水量不平衡的情況。因此,只考慮徒駭河、馬頰河、德惠新河3大流域整體的情況,將德州市境內逐年的理論潛力與當年的出境水量之差視為現實潛力,即當年己實現的雨洪水資源利用量。
4)最小生態需水量估算。選取各河道流域多年平均徑流量的15%計為各河系的最小生態需水量,其中多年平均徑流量是指1985—2017年各流域的自產水量與入境水量之和(即理論潛力)的多年平均值,經計算,徒駭河、馬頰河、德惠新河的最小生態需水量依次為0.3885億m3、0.237億m3、0.1335 億 m3。
5)各流域的年雨洪資源量估算。經估算,徒駭河、馬頰河、德惠新河流域不同頻率的年雨洪資源的理論潛力、可實現潛力,見表1。

表1 各流域不同頻率的年雨洪水資源量 億m3
6)洪水資源化潛德州市雨洪資源待開發潛力對增加水資源供給具有至關重要意義,故將徒駭河、馬頰河、德惠新河流域逐年的待開發潛力進行了頻率分析,通過該頻率分析可以給出各頻率年50%、20%、10%、5%下的待開發潛力值分別為 1.92 億 m3、4.97 億 m3、8.45 億 m3、10.65 億 m3。
可以看出徒駭河、馬頰河、德惠新河流域均有可實現潛力,且尚有較大待開發潛力,說明徒駭河、馬頰河、德惠新河流域不僅具有雨洪資源利用的水資源條件,而且雨洪資源待開發利用潛力巨大。
徒駭河、馬頰河、德惠新河3條骨干河道雖在同一雨區,但同時行洪的可能性較小,而局部發生暴雨的可能性極大,為實現河道之間調水、分洪創造了條件。目前,德州市不同流域間多數呈封閉狀態,缺少水系連通工程,骨干河道間雨洪資源不能優化配置和充分調控。因此,在流域間及流域內通過疏通河道、修建控制性建筑物等措施形成一個完整的水系調控網絡,由德州市防汛指揮機構統一指揮調度,各級防汛指揮機構按照雨洪調蓄規劃方案和權限逐級實施,以實現境內雨洪資源的統籌調度、利用。
徒駭河自1999年治理后至今已運行近20年,目前河道防洪水位抬高0.6~1.4 m,總淤積量近1 000萬m3。因此,加快實施徒駭河治理,既可提高流域防洪除澇能力、保障度汛安全,又能增加河道蓄水和調蓄能力。工程實施后,可增加河道蓄水約1 000萬m3,年可調蓄水量增加5 000余立方米,相當于一座中型水庫。
德州市現有中小型平原水庫17座,總庫容3.03億m3,水庫數量、庫容均難以滿足經濟社會發展對水資源的需求。因此,要加大項目爭取力度,盡快完成劉官屯水庫、南侯水庫等14座規劃水庫建設任務。
德州市徒駭河、馬頰河、德惠新河3條干流河道絕大部分攔河閘修建于20世紀六七十年代,至今已運行50余年。由于缺乏維修養護資金,水閘長期帶病運行,老化損壞嚴重,不僅影響了防洪排澇、抗旱調水等功能發揮,而且大大降低了雨洪資源調蓄能力。因此,要積極與上級主管單位溝通協調,加快項目立項進度,盡快下達投資計劃,分期分批實施除險加固工程項目,消除安全隱患,提高水閘興利效益。
德州市徒駭河、馬頰河、德惠新河3條干流河道主要支流篤馬河、躍豐河、趙牛新河、老趙牛河、葦河等入干流河道處均無控制性建筑物,這不僅大大增加了雨洪資源流域間互濟調配難度,而且流域內雨洪資源不能得到有效攔蓄,大量雨洪水自流入干流河道,造成了水資源浪費。為此,加大協調爭取力度,借勢骨干河道治理項目,逐步完成支流河道控制性建筑物建設,對提高雨洪資源調控能力、增大利用效率具有重要意義。