丹江各月來水量對商洛城市及工業生產影響分析

王智林

（陜西省商洛水文局，陜西 商洛 726000）

丹江水資源是商洛市城市生活的主要保障。商丹工業園區位于丹江盆地的商州至丹鳳核心區。打造工業園區離不開工業用水，用水也依靠丹江徑流補給。然而，丹江水量分配受大氣降水的影響，全年12個月差異很大。為了科學、合理發展工業，提高工業生產的效率。同時，按照十九大提出的加快建設生態文明體制改革、建設美麗中國的要求，保護商洛的母親河—丹江，必須確保丹江生態流量，維護丹江健康生命。只有這樣，才能確保建成美麗商洛。本文結合生態基流的需要對丹江的徑流進行科學分析，在充分利用水資源、合理安排生產方面提供科學依據。

1 基本情況

1.1 丹江概況

丹江，發源于秦嶺主脊——海拔1964.7m的鳳凰山東南側。經商州區的鐵爐子、黑龍口、麻街入二龍山水庫，經商洛城區、夜村入丹鳳縣的棣花、丹鳳縣城、竹林關進入商南縣的金絲峽、湘河，在白浪鎮的月亮灣入河南省。商洛市境內249.6 km。比降4.75‰，流域面積7478.3 km2。

主要支流有：板橋河、南秦河、會峪河、老君河、銀花河、武關河、清油河、縣河、冷水河。

1.2 水文站設立情況

丹江最早設立水文站為1951年6月，位于商州沙河子的柴灣，1958年6月1日撤銷。1957年4月設立丹鳳水文站。1959年5月設立程家坡水文站，1971年1月1日撤銷。1973年7月設立麻街水文站。

主要支流設立水文站情況：1959年1月在南秦河設立謝塬水文站，1974年4月1日撤銷；1974年7月在板橋河設立板橋水文站；1959年1月在武關河設立武關水文站；1971年7月在銀花河設立竹林關水文站。

1.3 水庫工程情況

（1）二龍山水庫

二龍山水庫位于商洛市城區西北部，丹江上游，距市中心4 km。水庫控制丹江上游流域面積965 km2。該水庫1973年12月建成。水庫大壩高63.7m。總庫容8100萬m3，正常高庫容5700萬m3，興利庫容3800萬m3。最大水面5610畝。平均水域面積3420畝。2001年4月對二龍山水庫進行淤積測量，淤積量1088萬m3，水庫現在總蓄水量為7012萬m3。

（2）南秦水庫

南秦水庫工程于1970年11月動工興建，1974年5月主體工程竣工。總庫容988萬m3，有效庫容408萬m3，死庫容90萬m3。是一座以防洪為主，兼顧灌溉、發電、養殖等綜合利用的小（1）型Ⅳ等水庫樞紐工程。2007年除險加固，除險加固后水庫特征為水庫總庫容984萬m3（含淤積庫容417萬m3）。

（3）王山溝水庫

王山溝水庫位于商州區張村鎮王山溝河上，壩址距商州區城東約20 km。2009年完成病險水庫除險加固。控制流域面積35.5 km2，總庫容 140.7 萬 m3，調節庫容 39.5 萬 m3。

（4）魚嶺水庫

魚嶺水庫位于丹鳳縣丹江左岸一級支流老君河魚嶺村，控制流域面積237.5 km2，總庫容1037.5萬m3，死庫容69.0萬m3。1974年12月建成。是一座以灌溉為主，兼顧發電、防洪、養殖等綜合利用的中型水利樞紐工程。2002年11月開始對魚嶺水庫進行除險加固，2006年3月完成主體工程。

（5）水庫可供水量

二龍山水庫、南秦水庫、王山溝水庫、魚嶺水庫以及將開工的桃莊水庫，年供水能力約為8973萬m3，折合流量2.8 m3/s。

1.4 濕地公園情況

丹江濕地公園有兩部分：丹江源國家濕地公園和丹江國家濕地公園。

陜西丹江源國家濕地公園位于商州區境內最長的河流丹江及其支流板橋河河谷地段，涉及麻街、城關、大趙峪、劉灣、楊峪河等7個鎮辦共27個行政村，總面積2010.38公頃，濕地面積624.05公頃，濕地率31.04%，是集河流、庫塘濕地為一體的綜合性濕地。

丹江國家濕地公園從商州區的陳塬街辦鳳山村到商南縣白浪鎮月亮灣村，包括丹江河道河灘泛洪區及河道兩岸1 km范圍內的人工濕地。隸屬于商洛市下轄的商州區丹鳳縣和商南縣。

2 丹鳳站徑流變化分析

本次分析以丹鳳水文站積累的資料為依據進行分析。

丹鳳水文站位于丹鳳縣龍駒寨辦事處西關社區，設立于1957年4月，控制流域面積2766 km2，占丹江總面積37.0%。至2016年，丹鳳站積累資料60年。根據丹鳳站1957～2016年資料，對各月徑流進行統計分析。

2.1 各月徑流量分配（見表1）

表1 各月徑流量分配情況

2.2 不同季節的徑流分配

春季3～5月占全年徑流量的16.9%，夏季6～8月占全年徑流量的34.1%，秋季9～11月占全年徑流量的39.6%，冬季12～次年2月占全年徑流量的9.4%。汛期5～10月徑流量占全年73.7%，非汛期11月至次年4月占26.3%。

2.3 各月不同保證率徑流量

各月不同保證率徑流量見表1和圖1～12。

表1 丹鳳站各月不同保證率徑流量

圖1 1月份徑流量頻率曲線

圖2 2月份徑流量頻率曲線

圖3 3月份徑流量頻率曲線

圖4 4月份徑流量頻率曲線

圖5 5月份徑流量頻率曲線

圖6 6月份徑流量頻率曲線

圖7 7月份徑流量頻率曲線

圖8 8月份徑流量頻率曲線

圖9 9月份徑流量頻率曲線

圖10 10月份徑流量頻率曲線

圖11 11月份徑流量頻率曲線

圖12 12月份徑流量頻率曲線

3 河道生態需水量

生態環境用水，是指為維持生態與環境功能和進行生態環境建設所需要的最小需水量。按照美化生態環境和修復生態環境的需要，分為河道內和河道外兩類生態環境用水。河道外生態環境用水分為美化城市景觀建設和其他生態環境建設用水。對于商洛城區來講，主要為綠化用水，城區的水景觀有橡膠壩蓄水工程，其水量可不予以考慮。

河道內生態水量的計算方法，有歷史水文資料法、水力學計算法、生態環境研究法、綜合法等四類。本文采用水文資料法。水文資料法又分為10年最枯月平均流量法、蒙大拿法、Texas和 NGPRP 法[1]。

3.1 10年一遇最枯月平均流量法

利用長系列水文資料，在各年中找出其月平均流量最小月份的流量值，然后利用這些最枯月平均流量進行頻率計算，以10年一遇的流量值作為河道內生態流量值。經對丹鳳站1957～2016年歷年月最小流量進行頻率計算，10年一遇流量5.34 m3/s。

圖13 歷年最小流量頻率曲線

3.2 蒙大拿法

蒙大拿法是美國常用的方法，采用年平均流量的10%為退化的或貧瘠的棲息地條件，年平均流量的20%提供保護水生棲息地條件[1]。

2011年頒布的SL525-2011《水利水電建設項目水資源論證導則》規定：河流生態環境需水量原則上不應小于多年平均流量的10%～20%確定。水資源年內豐枯變化較大，且實測最小流量小于工程控制斷面多年平均流量的10%的河流，可以工程控制斷面按實測最小流量作為最小生態需水量控制。丹鳳站多年平均流量的10%流量為1.54 m3/s，20%流量為3.08%。

3.3 Texas和NGPRP法

Texas法是將50%保證率下的月流量作為各月生態水量的計算基礎。表1中統計了50%保證率的月流量。

NGPRP法主要是將已有的系列水文資料劃分為干旱、濕潤和標準年狀態，以標準年年均90%保證率流量作為最小流量的基礎值。主要考慮河流水生物（尤其是魚類）棲息環境的生態水量計算的方法。保證率大于25%為豐水年，25%～75%為標準年，小于75%為枯水年。90%保證率流量為8.26 m3/s。

3.4 丹江生態流量的確定

河道生態水量是維持河流生態系統發育、演替和平衡所需的基本水量。它是自然界水循環的重要組成部分。河流是連接流域各生態單元的重要“廊道”，生態系統和保護對象的差異，既要考慮取水對總量的影響，更要考慮對敏感生態期和枯水時段水量配置的影響[1]。

商洛市為確保一江清水輸北京，加強丹江水質達標提升，限制設置排污口和污水排放，加強對水生物的保護，定期不定期在河道投放魚苗，確保魚類水生物繁殖、生長、洄游。同時，商洛積極發展旅游城市，水面景觀建設步伐加快，提升“秦嶺最美是商洛”的城市品牌形象。

經綜合判定，丹江生態流量丹鳳段不小于3.08 m3/s。

從表1可以看出，滿足生態流量的月份，1～3月50%保證率流量大于 3.08 m3/s。4～6月、11～12月 75%保證率流量大于 3.08 m3/s。7～10月不同保證率流量均大于3.08 m3/s。

4 用水量分析

4.1 城市生活用水量

商洛市提出“十三五”商洛市城區力爭到2020年，中心城市建成區面積達到80 km2，人口發展到80萬人。按照2016年商洛市水資源公報進行分析，人均用水流量3.3 m3/s。

4.2 工業用水量

商丹循環工業園區位于商丹盆地，依靠丹江水源。丹江的水量直接影響商丹循環工業園區目標的實現。商洛市提出到2020年，商丹循環工業園區工業總產值達到500億元，商丹園區核心區力爭建成國家級高新技術產業開發區。按照2016年商洛市水資源公報進行分析，萬元工業增加值用水流量約為4.0 m3/s。用水量合計7.3 m3/s。

4.3 供需平衡分析

各類水庫年供水能力約為8973萬m3，折合流量2.8 m3/s。

生活、生產需水流量為7.3 m3/s，水庫供水流量2.8 m3/s，相差4.5 m3/s的水量需要從河道取水補充。河道生態流量3.08 m3/s，兩者合計流量7.58 m3/s。

從多年平均流量分析，流量大于7.58 m3/s的月份有4～11月共8個月，其余1～3和12月共4個月流量小于7.58 m3/s。

從表1可以看出，1月、3月、12月20%保證率流量大于7.58 m3/s。4～6月、8～11月50%保證率流量大于7.58 m3/s。7月75%保證率流量大于7.58 m3/s。

5 結論及建議

5.1 結論

從以上分析得出結論，丹江多數月份的來水量不能滿足工業生產取水需求，工業生產用水量受到影響，企業的生產效益將無法得到保證。

發展商丹工業園區，實現到2020年生產總值突破500億元，必須保證和解決生產取水問題。4～11月份丹江流域雨量相對充沛，徑流補給量大，丹江處在平水及豐水期，河道水量資源充足，能滿足生產取水需求。而1～3月、12月份這4個月，處在枯水期，降雨量小，河道徑流主要靠高山地下徑流補給，生態流量都不能保證，從河道取水進行工業生產是要杜絕和禁止的。這時段的工業生產和城市生活用水，必須依靠蓄水水源來統籌解決。丹江中上游各類水庫年供水能力約為8973萬m3，折合流量2.8 m3/s，不能滿足城市生活用水需求。

5.2 建議

（1）繼續抓好蓄水水庫水源工程建設，攔蓄汛期洪水資源，切實解決商丹工業園區枯季生產用水不足問題。

（2）積極推行海綿城市和海綿企業建設，鼓勵企業攔蓄雨水資源，補充枯季用水量問題。

（3）積極鼓勵利用河灘低洼地大力發展水產養殖和水田種植，在發展水產經濟的同時，也為企業在枯季生產用水方面提供必要的水源。

（4）建立全市統一水庫蓄放水指揮機構，合理科學攔蓄和有計劃科學的調水、放水。

（5）建議市縣區政府在招商引資中，盡量引進節水企業和低耗水企業，降低用水壓力。