結合生態(tài)景觀用水需求的城區(qū)水資源配置
——以貴州省余慶縣為例

魏文杰，榮 燁

((貴州省水利水電勘測設計研究院，貴陽 550000)

余慶位于黔中腹地，遵義東南端，縣域面積1623.7km2，水資源總量7.8億m3。以余慶縣城為例，在摸清縣城現(xiàn)狀供水情況和周邊水資源的基礎上，結合有關城市、景觀規(guī)劃以及水生態(tài)文明建設[1]有關要求，對2030年城區(qū)河道內(nèi)外用水需求進行合理預測，分析供需缺口，提出相應的工程措施，旨在合理配置區(qū)域水資源，提高水資源利用效率，構建完善的供水安全保障體系[1-2]。

1 現(xiàn)狀供水水源與存在問題

通過現(xiàn)場調(diào)查，縣城現(xiàn)狀水源包括余慶河提水工程、新街河水庫，在建的魁龍水庫。現(xiàn)狀水源工程總供水量382萬m3；其中縣城現(xiàn)狀供水水廠1座，水廠設計規(guī)模1.13萬m3/d，年供水量373萬m3。現(xiàn)狀供水工程中，余慶河提水工程取水水源雖較為豐富，但水質(zhì)較差；新街河水庫庫容系數(shù)較小，水資源未能得到合理的開發(fā)利用；現(xiàn)狀供水水廠高程較低，供水規(guī)模較小，也不能滿足縣城及工業(yè)園區(qū)發(fā)展對用水的需求。因此，縣城現(xiàn)狀水源工程及供水水廠規(guī)模無法滿足未來城區(qū)用水需求。

2 縣城周邊水源與功能調(diào)整

余慶河穿過余慶縣城，縣城周邊10km范圍內(nèi)有6條流域面積>10km2的河流，屬于水資源相對豐富的區(qū)域。經(jīng)現(xiàn)場調(diào)查及相關資料顯示，縣城周邊水庫工程包括團結水庫、干川水庫、后壩水庫、石羊湖水庫、新街河水庫和巖長河水庫。

1)團結水庫位于余慶河上游，建成于20世紀80年代，主要任務為供水、防洪、灌溉、發(fā)電，集雨面積410km2，多年平均徑流量2.2億m3，為季調(diào)節(jié)水庫，總庫容1730萬m3，興利庫容860萬m3，設計供水量1200萬m3，在壩的下方連接左右兩條干渠，對余慶河兩岸灌區(qū)進行灌溉，由于部分灌溉用地被用于開發(fā)建設，灌面由800hm2減至333hm2。

2)干川水庫主要任務為灌溉，壩址控制流域面積1km2，多年平均徑流量55.01萬m3，為季調(diào)節(jié)水庫，總庫容11.6萬m3，興利庫容9萬m3。設計供水量23萬m3，干川水庫下游原有灌面67hm2，目前已劃為開發(fā)區(qū)建設用地，因此需對其灌溉任務進行調(diào)整。

3)后壩水庫主要任務為灌溉，壩址控制流域面積0.61km2，多年平均徑流量30萬m3，為年調(diào)節(jié)水庫，總庫容13.3萬m3，興利庫容11萬m3，設計供水量18萬m3，供水灌面6.7hm2。

4)石羊湖水庫主要任務為灌溉，壩址控制流域面積1.05km2，多年平均徑流61萬m3，為多年調(diào)節(jié)水庫，總庫容86.9萬m3，興利庫容68.4萬m3，設計供水量23萬m3，供水灌面86.7hm2。

石羊湖、后壩水庫均位于西部新城建設范圍內(nèi)，由于用地性質(zhì)發(fā)生較大變化，已取消灌溉任務，作為城市景觀水體。

5)新街河水庫主要任務為供水，壩址控制流域面積30.2km2，多年平均徑流量1600萬m3，為日調(diào)節(jié)水庫，總庫容25萬m3，興利庫容17.1萬m3，設計供水量172萬m3，新街河水庫是目前縣城的主要供水水源，但壩體工程未全部完工，庫容系數(shù)較小，水資源能得到合理的開發(fā)利用。

6)巖長河水庫工程任務以農(nóng)灌為主，壩址控制流域面積20km2，多年平均徑流量1100萬m3，為日調(diào)節(jié)水庫，總庫容18.16萬m3，興利庫容12.96萬m3，設計供水量48萬m3，設計灌面100hm2。

3 需水預測

3.1 河道外需水預測

根據(jù)《城市給水工程規(guī)劃規(guī)范》人均綜合用水指標結合現(xiàn)狀用水水平，綜合預測分析余慶縣2030年縣城人均綜合用水量為300L/(人·d)，配水管網(wǎng)及不可預見水量按10%計，水廠自用水按8%計，輸水損失按5%計，日變化系數(shù)根據(jù)人口綜合分析取1.5。

根據(jù)《余慶縣城市總體規(guī)劃(2013-2030)》，2030年余慶縣縣城人口達8.0萬人。根據(jù)規(guī)劃人口及擬定的用水定額、日變化系數(shù)，計算得余慶縣縣城(含工業(yè)園區(qū))2030年河道外需水量為2294萬m3/a，其中縣城生活用水811萬m3/a，工業(yè)用水1154萬m3/a，農(nóng)業(yè)用水329萬m3/a。

3.2 河道內(nèi)需水預測

縣城河道內(nèi)需水主要是新增生態(tài)景觀用水，包括規(guī)劃新建的躍辰溪、觀光溪、花景溪、花色溪4條景觀河道需水，以及干川濕地、后壩公園、石羊湖公園等生態(tài)景觀水體需水。其中：規(guī)劃新建躍辰溪、觀光溪、花景溪、花色溪4條景觀河道，根據(jù)相關河道特性參數(shù)，按照曼寧公式進行計算，河道生態(tài)景觀需水量分別為1200萬m3、400萬m3、540萬m3、400萬m3。最大補水流量分別可達0.38 m3/s、0.12 m3/s、0.17 m3/s、0.12 m3/s，不考慮閘門控制時水深分別可達0.41m、0.28m、0.31m、0.28m。

湖庫水體生態(tài)景觀需水量預測采用“功能法”進行核算，功能法旨在維持系統(tǒng)正常的生態(tài)環(huán)境功能，以保障河湖健康。與天然湖泊不同，人工河湖濕地生態(tài)景觀環(huán)境需水量的組成主要有：人工水體存在需水量Ws、蒸散發(fā)需水量We、滲漏需水量Wg、下游河道需水量Wq等。

1)干川濕地

干川濕地規(guī)劃新建攔水壩，壩長124m，壩高17m，正常蓄水位585m，對應庫容31.2萬m3，需水量按照“功能法”進行計算：

Wa=max(Ws+We+Wg+Wq，3×Va)= 31.2+3.2+110=144.4萬m3

干川濕地年生態(tài)景觀環(huán)境需水量按145萬m3計。

2)后壩公園

后壩公園考慮水庫蒸發(fā)、滲漏等損失，以及水體水質(zhì)需求，生態(tài)景觀補水量42萬m3。

3)石羊湖公園

石羊湖公園考慮水庫蒸發(fā)、滲漏等損失，以及水體水質(zhì)需求，生態(tài)景觀補水量60萬m3。加上下游景觀河道花景溪生態(tài)景觀需水量為540萬m3，則總補水量為600萬m3。

4)皮劃艇激流回旋訓練基地

規(guī)劃在團結水庫下游的“龍落”附近建設皮劃艇激流回旋訓練基地，賽道長500m、寬10m。以團結水庫作為水源，流量需求10m3/s，日運行時間4-5h，年運行天數(shù)約40-60d，主要集中在汛期雨量豐沛時期，年運行需水量600-1000萬m3。團結水庫汛期(5-8月)平均流量12 m3/s，汛期棄水平均流量可達10m3/s，能夠滿足激流回旋訓練基地用水需求。因為是利用汛期棄水，此部分用水量不占用縣城總體配置水量。

考慮扣除各生態(tài)景觀點的串聯(lián)重復用水量后，余慶縣城河道內(nèi)生態(tài)景觀用水總量為2447萬m3。

4 規(guī)劃供水水源與優(yōu)化配置

由于規(guī)劃水平年2030年，河道內(nèi)生態(tài)景觀需水量大幅增加，綜合考慮各水利工程實際情況，對縣城水資源進行優(yōu)化配置。具體措施如下：

1)團結水庫建議取消發(fā)電任務，設計供水量為2771萬m3/a，灌溉用水329萬m3/a，向渠道景觀補水2000萬m3/a，遠期可向工業(yè)園區(qū)供水，同時利用水庫汛期棄水為皮劃艇激流回旋訓練基地進行補水。

2)建議干川水庫由灌溉轉(zhuǎn)為向水庫下游景觀濕地補水；

3)擴建現(xiàn)狀供水水源新街河水庫。

因此，河道外用水方案調(diào)整為：生活用水方面，2030年由魁龍水庫和新街河水庫共同供給，用水量840萬m3；工業(yè)用水方面，由團結水庫和魁龍水庫共同解決并考慮一定的中水回用水量，用水量1227萬m3；農(nóng)業(yè)用水方面，主要考團結水庫供水，供水量329萬m3。

河道內(nèi)用水方案調(diào)整為：縣城生態(tài)景觀用水是以團結水庫作為最主要的供給水源，充分利用現(xiàn)有渠道作為補水通道，盡量利用重力自流對各景觀節(jié)點進行補水。團結水庫景觀補水量2000萬m3，左、右干渠按3:1的比例分配。魁龍水庫、后壩水庫、干川水庫均有景觀供水任務。部分景觀節(jié)點在團結水庫水量不能利用的情況下，則通過新建其他補水工程來滿足景觀用水需求，如巖長河至干川連通工程等。

綜上所述，2030年余慶縣城水資源配置方案為：團結水庫(2629萬m3/a)+魁龍水庫(1080萬m3/a)+新街河水庫擴建(490萬m3/a)+后壩水庫(12萬m3/a)+干川水庫(20萬m3/a)+巖長河至干川連通工程(125萬m3/a)+冷水河至下里連通工程(260萬m3/a)+中水回用(227萬m3/a)，總供水量4843萬m3/a。其中河道外供水量為2396萬m3/a，河道內(nèi)供水量為2447萬m3/a。具體見表1。

表1 縣城主要水源配置方案表 萬m3

5 結 論

通過對余慶縣城的水資源配置研究可以看出，隨著經(jīng)濟社會的迅猛發(fā)展和水生態(tài)文明建設的不斷推進，原有的工程將不再能夠滿足未來區(qū)域用水需求。因此可通過挖潛現(xiàn)有水資源、進行水庫功能轉(zhuǎn)換、新建水利工程等措施來增加區(qū)域供水能力，以此協(xié)調(diào)經(jīng)濟社會發(fā)展與生態(tài)景觀用水之間的關系。