牤牛河人工湖工程項目區(qū)水資源論證分析

劉英超

（遼寧省喀左縣水利局，遼寧 喀左 122300）

0 前言

牤牛河人工湖工程項目區(qū)位于喀左縣公營子鎮(zhèn)，牤牛河中下游。工程計劃修建2座橡膠壩、1座攔砂壩，河床設(shè)計采用土工膜防滲。工程完工后將形成200 m寬1180 m長的水面景觀及沿河綠色長廊，為當(dāng)?shù)厝嗣袢罕娞峁┝己玫男蓍e娛樂旅游場所，極大地提高了城市的整體品位。同時能提升區(qū)域地下水位，增加人工湖沿岸空氣濕度，提高周邊土壤植被含水量，改善流域水環(huán)境，使生態(tài)環(huán)境得到改善。形成區(qū)域水資源新的供需動態(tài)平衡，促進當(dāng)?shù)厮Y源的可持續(xù)開發(fā)利用。

工程地處遼西干旱缺水地區(qū)，多年平均降雨量457 mm，多年平均蒸發(fā)量1093.9 mm，水資源極其有限，項目區(qū)上游工礦企業(yè)眾多，用水量大，為了促進水資源優(yōu)化配置，研判工程是否具有可行性，竣工后能否達到預(yù)期效益，必須對項目區(qū)水資源利用情況進行論證[1]。

1 項目區(qū)取用水量計算

根據(jù)項目區(qū)自然地理、社會經(jīng)濟、氣候特征和水文條件等，并結(jié)合現(xiàn)場調(diào)查和收集的資料，根據(jù)分析范圍的實際供水量、各行業(yè)實際用水量和需水量資料，進行現(xiàn)狀水平年供需平衡分析[1]。

牤牛河流域內(nèi)僅有一個水文站即葉柏壽水文站，葉柏壽水文站位于項目區(qū)上游，有1956年～2011年完整的水文測驗整編資料。該站為省級重要水文站，二類精度站。實測水文資料完整、準確、可靠。論證分析所采用水文基礎(chǔ)要素均來自葉柏壽水文站，采用實測徑流資料做參考分析。

1.1 項目區(qū)來水量計算

項目區(qū)多年平均降雨量457 mm，多年平均蒸發(fā)量1093.9 mm，多年平均來水量為5668萬m（3其中建平片區(qū)3822萬m3，喀左片區(qū)1845萬m3）。根據(jù)葉柏壽水文站多年平均來水量計算出項目區(qū)多年平均來水量月分配見表1。

表1 項目區(qū)多年平均來水量月分配表

從項目區(qū)多年平均來水量月分配表中可以看出，項目區(qū)全年來水總量為5668萬m3（其中建平片區(qū)3823萬m3，喀左片區(qū)1845萬m3），各月徑流量變化較大，來水量主要集中在3月、4月、6月～9月，其中7月、8月來水量最大，分別占全年來水量的27.97%和20.26%。

1.2 項目區(qū)用水量計算

項目區(qū)內(nèi)行業(yè)用水主要包括人畜飲水、農(nóng)業(yè)用水、工商業(yè)用水三部分。人畜飲水、工商業(yè)用水時間為全年，農(nóng)業(yè)用水時間為5個月（4月～8月份）。根據(jù)查閱《朝陽市大凌河流域水資源綜合管理規(guī)劃》并運用《西藏乃東縣結(jié)巴水庫工程水資源論證》[2]《臨沂市訪河灌區(qū)花園橡膠壩改建工程水資源論證》[3]《基于凹水河水庫工程水資源論證的需水預(yù)測分析》[4]中的蓄水預(yù)測方法，計算忙牛河流域建平片區(qū)、喀左片區(qū)用水量。

1.2.1 建平片區(qū)用水量

根據(jù)建平片區(qū)人畜飲水為375.8萬m3，農(nóng)業(yè)用水388.8萬m3，工商業(yè)用水2232萬m3。建平縣規(guī)劃建設(shè)人工湖，計劃用水300萬m3，用水時間為豐水月的3月、6月～9月。建平片區(qū)總用水量為3296.6萬m3。建平片區(qū)各用水行業(yè)用水月份及月用水量見表2。

表2 建平片區(qū)用水量計算表

1.2.2 喀左片區(qū)用水量

喀左片區(qū)人畜飲水為144.3萬m3，農(nóng)業(yè)用水582.3萬m3，工商業(yè)用水453.2萬m3，喀左片區(qū)總用水量1179.8萬m3。喀左片區(qū)各用水行業(yè)用水月份及月用水量見表3。

表3 喀左片區(qū)用水量計算表

1.2.3 人工湖用水量

牤牛河項目區(qū)人工湖用水量計算主要包括人工湖蓄水量、水面蒸發(fā)、河床含水層三部分。

a.根據(jù)《喀左縣第二牤牛河公營子城區(qū)段綜合治理工程項目建議書》，人工湖水面長1180 m，寬200 m，水深2 m。通過計算人工湖蓄水量為47萬m3。

b.根據(jù)葉柏壽水文站多年平均蒸發(fā)量與多年平均降雨量計算出人工湖水面多年平均凈蒸發(fā)量15萬m3。人工湖水面各月多年平均蒸發(fā)水量見表4。

表4 項目區(qū)多年平均凈蒸發(fā)水量月分配表

c.因沒有試驗數(shù)據(jù)，保守認為河床含水層面積與人工湖水面面積相同，河床含水層空隙率按建平縣人工湖規(guī)劃成果0.4計算，實地調(diào)查地下水埋深為7 m～10 m，按10 m計算。河床含水層計算用水為94.4萬m3。

d.人工湖用水量=人工湖蓄水量+水面蒸發(fā)水量+河床含水層水量=156.4萬m3

表5 牤牛河項目區(qū)人工湖工程用水量計算表

2 項目區(qū)人工湖蓄水可行性分析

人工湖蓄水可行性，采用項目區(qū)全年、逐月凈來水量兩種方法來進行分析。

2.1 項目區(qū)全年凈來水量分析法

項目區(qū)多年平均來水量為5668萬m3，其中建平片區(qū)3822萬 m3，喀左片區(qū)1845萬m3。

項目區(qū)年用水量4476.4萬m3，其中建平片區(qū)年用水量3296.6萬m3（包括建平人工湖計劃用水量為300萬m3），喀左片區(qū)年用水量1179.8萬m3。

喀左縣牤牛河項目區(qū)人工湖用水量為156.4萬m3。

項目區(qū)多年平均來水量-項目區(qū)用水量=項目區(qū)凈來水量=1191.6萬m3＞156.4萬m3

通過上述計算可看出，項目區(qū)凈來水量遠大于項目區(qū)人工湖用水量。故用全年凈來水量分析，項目區(qū)多年平均來水量能滿足項目區(qū)人工湖用水需要。

2.2 項目區(qū)逐月凈來水量分析法

為了更直觀了解項目區(qū)多年平均凈來水量在時間分配上能否滿足項目區(qū)人工湖用水需要，將項目區(qū)多年平均凈來水量逐月計算，結(jié)果繪制成表格。項目區(qū)多年平均凈來水量計算結(jié)果見表6。

表6 項目區(qū)多年平均凈來水量計算表

2.3 項目區(qū)全年蓄水情況分析

通過全年凈來水量分析法可知，全年凈來水量為1191.6萬m3，能夠滿足牤牛河人工湖工程全年156.4萬m3用水需求。通過逐月凈來水量分析法可知，項目區(qū)人工湖1月、2月無來水，3月凈來水量69.7萬m3，4月、5月無來水，6月凈來水量59.9萬m3，7月凈來水量1064.2萬m3、8月凈來水量627.0萬m3均大于項目區(qū)人工湖用水量，人工湖可蓄滿，9月凈來水量75.2萬m3，10月～12月無來水。項目區(qū)人工湖全年僅6月～9月基本可蓄水，其中7月～9月可蓄滿，3月有少量水，其它月份無水。

3 結(jié)論

1）用全年凈來水量分析，項目區(qū)多年平均來水量能滿足項目區(qū)人工湖用水需要。但通過項目區(qū)多年平均凈來水量逐月計算，項目區(qū)人工湖全年僅6月～9月可蓄水，其中7月～9月可蓄滿。3月有少量水，其它月份無水。河道汛期每年有86%的水白白流掉，非汛期卻無水。造成上述主要原因，是項目區(qū)多年平均凈來水量在時間分配上不均勻。

2）為達到工程預(yù)期效果，需對忙牛河人工湖工程上游進行綜合治理，如提高項目區(qū)流域面積內(nèi)的植被覆蓋率以增加項目區(qū)涵養(yǎng)水資源能力；建設(shè)梯級水閘、橡膠壩等攔洪蓄水工程，綜合調(diào)配水資源，解決非汛期工程無蓄水問題。

2）隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展水資源需求量與日俱增，水資源尤為寶貴，需進行優(yōu)化配置與可持續(xù)利用，干旱缺水地區(qū)水利工程規(guī)劃過程中運用全年凈來水量分析及逐月凈來水量分析等方法進行水資源分析論證，是確保工程竣工后達到預(yù)期效果的有力保障。