某河道外水量分配方案分析

常 露，柳 瑩，韓 陽，沈 烽

(1.無錫市河湖治理和水資源管理中心，江蘇 無錫 214031；2.江蘇省水文水資源勘測(cè)局鎮(zhèn)江分局，江蘇 鎮(zhèn)江 212028；3.江蘇省灌溉總渠管理處，江蘇 淮安 223200；4.無錫市水利設(shè)計(jì)研究院有限公司，江蘇 無錫 214031)

開展跨行政區(qū)河湖水量分配工作，確立主要河湖水資源開發(fā)利用控制紅線，規(guī)范水資源開發(fā)行為，是貫徹落實(shí)最嚴(yán)格水資源管理制度的重要措施，是促進(jìn)水資源節(jié)約、維護(hù)河湖健康的重要抓手。

無錫工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)達(dá)，經(jīng)濟(jì)體量大，生活、生產(chǎn)和生態(tài)取用水需求總量大[1- 2]，部分地區(qū)用水總量接近控制紅線，部分河湖大量取水用水。洋溪河-雙河位于長(zhǎng)江中下游平原河網(wǎng)地區(qū)，橫跨無錫市梁溪區(qū)、惠山區(qū)、濱湖區(qū)，與江南運(yùn)河、新溝河(直湖港)相通，是江蘇省骨干河道名錄中的重要跨區(qū)域河道，具有供水、防洪排澇、水生態(tài)和航運(yùn)等多項(xiàng)功能。區(qū)域內(nèi)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)，人口稠密，用水量大，本地水資源量不足以滿足用水需求，須依靠過境水量補(bǔ)充，過境水量豐沛。為規(guī)范洋溪河-雙河區(qū)域用水秩序，合理配置區(qū)域水資源，保障區(qū)域生活、生產(chǎn)和生態(tài)安全，對(duì)洋溪河-雙河開展了水量分配，同時(shí)考慮洋溪河-雙河地處平原水網(wǎng)地區(qū)，河道交叉、相互連通，流向順逆不定[1]，且缺乏常年水文觀測(cè)資料，因此本文僅對(duì)洋溪河-雙河河道外用水進(jìn)行水量分配。

1 區(qū)域概況

洋溪河-雙河由雙河、洋溪河、張舍塘河組成，東起江南運(yùn)河，西至直湖港，為無錫市區(qū)主要的引排河道之一。河道全長(zhǎng)18.34km，河底高程0.0m左右，河面寬22～125m。其中，雙河段位于梁溪區(qū)山北街道境內(nèi)，長(zhǎng)2.84km，河口寬22～64m，河底高程0.0m；洋溪河段位于惠山區(qū)錢橋街道境內(nèi)，長(zhǎng)10.84km，河口寬22～125m，河底高程0.0m；張舍塘河段位于濱湖區(qū)胡埭鎮(zhèn)境內(nèi)，長(zhǎng)4.66km，河口寬24～45m，河底高程0.0m。示意圖如圖1所示。

圖1 雙河、洋溪河、張舍塘河示意圖

2 技術(shù)路線

本次水量分配方案以《無錫市水資源綜合規(guī)劃》為依據(jù)，并與無錫市下達(dá)各區(qū)的用水總量控制指標(biāo)方案相銜接。在分析近5年研究區(qū)域水資源及其開發(fā)利用狀況變化趨勢(shì)和未來(2020—2030年)供用水形勢(shì)新變化的基礎(chǔ)上，分析區(qū)域水資源綜合規(guī)劃水文系列代表性，進(jìn)行需水預(yù)測(cè)和水資源供需分析[3]；結(jié)合區(qū)域相關(guān)規(guī)劃工程前期進(jìn)展及可行性研究報(bào)告批復(fù)等情況，分析不同行政單元(跨區(qū)河道)[4]不同水平年區(qū)域規(guī)劃工況，提出洋溪河-雙河區(qū)域河道外水量分配方案，并分析水量分配方案的合理性[5- 7]。

3 河道外水量分配方案

3.1 河道外可分配水量分析

取水分為河道外取水和河道內(nèi)取水，河道外用水指通過提、蓄、引等不同方式而利用的河水，如工業(yè)、農(nóng)業(yè)用水和城市生活用水等，這部分水量離開了河道；河道內(nèi)用水指河道內(nèi)水資源的利用，如水利工程引調(diào)水、水運(yùn)、漁業(yè)、旅游、沖沙及生態(tài)環(huán)境用水，這部分水量未離開河湖，只是換了位置。因河道內(nèi)取水不在取水總量控制指標(biāo)里，本文重點(diǎn)論述對(duì)河道外取水水量進(jìn)行分配并分析河道外水量分配方案的合理性。洋溪河-雙河來水缺乏監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，且與其連通的京杭運(yùn)河、直湖港水量分配未完成，在不考慮周邊河道來水的情況下，根據(jù)洋溪河-雙河區(qū)域自身降雨產(chǎn)流，扣除排澇棄水，預(yù)留河道內(nèi)生態(tài)環(huán)境需水(河道內(nèi)生態(tài)需水量由生態(tài)水位控制，生態(tài)水位2.85m)，并考慮河道內(nèi)已分配水量后，得出在50%、75%、95%頻率來水情況下[8]，洋溪河-雙河河道外可分配水量分別為2357.96萬、1999.95萬、1544.41萬m3，見表1。棄水量根據(jù)水庫調(diào)度規(guī)則進(jìn)行確認(rèn)，超過河道排洪水位(3.9m)的當(dāng)做棄水量，將這一算法嵌入到產(chǎn)匯流模型中，棄水量由模型自動(dòng)計(jì)算得到。

表1 洋溪河-雙河河道外可分配水量計(jì)算 單位：萬m3

3.2 河道外需水預(yù)測(cè)

本次需水預(yù)測(cè)以無錫市2017年用水現(xiàn)狀為基礎(chǔ)，以經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展指標(biāo)為依據(jù)，分析兩個(gè)水平年(2020、2030年)的需水要求。需水預(yù)測(cè)分為生活、生產(chǎn)和生態(tài)環(huán)境3類[9]。洋溪河-雙河河道功能為工業(yè)、農(nóng)業(yè)用水區(qū)，不提供生活用水，區(qū)域生活用水由市自來水管網(wǎng)統(tǒng)一供應(yīng)，自來水廠取水量納入無錫市本級(jí)用水總量指標(biāo)，不計(jì)入各分區(qū)總量指標(biāo)，且自來水廠取水水源為區(qū)域外河道，因此生活用水不參與洋溪河-雙河水量分配，亦不作生活需水預(yù)測(cè)；生產(chǎn)包括農(nóng)業(yè)和工業(yè)兩部分，農(nóng)業(yè)需水量預(yù)測(cè)考慮農(nóng)業(yè)種植面積、用水定額(分為蔬菜用水定額和糧食用水定額)和灌溉水利用系數(shù)，工業(yè)需水量預(yù)測(cè)采用萬元增加值用水量預(yù)測(cè)法；生態(tài)環(huán)境需水按河道內(nèi)與河道外進(jìn)行劃分，河道內(nèi)需水從河道內(nèi)可分配水量中獲取，河道外生態(tài)環(huán)境需水量主要包括綠地澆灑和道路澆灑，根據(jù)近幾年實(shí)際取水量預(yù)測(cè)。河道外需水總量預(yù)測(cè)結(jié)果詳見表2。

表2 洋溪河-雙河供水范圍內(nèi)河道外需水總量預(yù)測(cè) 單位：萬m3

3.3 河道外水量分配方案

3.3.1基于地區(qū)需水要求的水量分配方案

洋溪河-雙河區(qū)域本地水資源可利用量能滿足用水需求，且有富余。根據(jù)河道外需水預(yù)測(cè)可知，區(qū)域內(nèi)需水量滿足用水效率和用水總量的要求。基于地區(qū)需水要求進(jìn)行水量分配的基本思路如下：根據(jù)梁溪區(qū)山北、惠山區(qū)錢橋、濱湖區(qū)胡埭三個(gè)街道各水平年(2020、2030年)的用水需求，采用洋溪河-雙河河道外可分配水量進(jìn)行分配(水量分配考慮預(yù)留河道內(nèi)生態(tài)環(huán)境需水量，扣除河道內(nèi)可分配水量)，不足部分水量引取周邊河網(wǎng)水量補(bǔ)充，以滿足用水需求。

3.3.2考慮現(xiàn)狀供水結(jié)構(gòu)的水量分配方案

根據(jù)現(xiàn)狀供水水源特點(diǎn)，從河道上游向下游依次滿足洋溪河-雙河區(qū)域各地區(qū)用水，不足部分由周邊河網(wǎng)補(bǔ)給。按洋溪河-雙河區(qū)域現(xiàn)有用水結(jié)構(gòu)，供水區(qū)主要用水戶有工業(yè)和農(nóng)業(yè)，不提供生活用水。從區(qū)域?qū)用婵矗I(yè)用水量占比較大，占總用水量的70%～80%；從地區(qū)看，錢橋街道用水量占比較大，山北街道和胡埭街道用水量占比較小。考慮梁溪河-雙河三個(gè)街道工業(yè)用水在總用水量中所占比重越來越大，水資源分配方案應(yīng)考慮工業(yè)用水的增長(zhǎng)。

3.3.3具體水量分配方案

基于地區(qū)需水要求和考慮現(xiàn)狀供水結(jié)構(gòu)兩方面因素得出2020、2030年洋溪河-雙河區(qū)域河道外水量分配方案，詳見表3。

表3 2020年和2030年洋溪河-雙河河道外水量分配方案 單位：萬m3

4 水量分配方案合理性分析

4.1 用水總量合理性分析

2030年無錫市用水總量控制指標(biāo)為40.54億m3。將洋溪河-雙河區(qū)域內(nèi)河道外需水預(yù)測(cè)結(jié)果與無錫市下達(dá)給各區(qū)的用水總量控制指標(biāo)作比較，結(jié)果見表4。因用水總量控制指標(biāo)按50%保證率確定，總需水量取50%保證率需水量。

表4 洋溪河-雙河各行政區(qū)河道外水量分配與用水控制總量比較

由表4可見，本次計(jì)算的河道外分配水量占所在區(qū)的比重均較低，可見河道外分配水量占水量控制指標(biāo)的比例均較低，因此2020、2030年的水量分配方案不會(huì)導(dǎo)致梁溪、惠山、濱湖三區(qū)超過用水總量控制指標(biāo)。本方案確定的洋溪河-雙河區(qū)域用水總量控制指標(biāo)在區(qū)域內(nèi)各行政區(qū)最嚴(yán)格水資源管理用水總量控制指標(biāo)框架內(nèi)，成果合理。

4.2 水資源開發(fā)利用程度分析

本次采用地表水資源開發(fā)利用率指標(biāo)分析評(píng)價(jià)河流水系水資源開發(fā)利用程度。地表水資源開發(fā)利用率指區(qū)域總用水量占地表水資源總量的百分比，反映水資源利用的程度與水平。根據(jù)《長(zhǎng)江流域水資源綜合規(guī)劃》，到2030年，長(zhǎng)江流域當(dāng)?shù)氐乇硭Y源開發(fā)利用程度控制目標(biāo)為地表水開發(fā)利用率39%。按照規(guī)劃水平年分配的水量，經(jīng)分析計(jì)算，預(yù)測(cè)洋溪河-雙河2020年與2030年不同保證率下的水資源開發(fā)利用率見表5。

表5 洋溪河-雙河區(qū)域預(yù)測(cè)年水資源開發(fā)利用率

無錫地處江南水網(wǎng)地區(qū)，北有長(zhǎng)江，南有太湖，水資源特點(diǎn)是地表徑流產(chǎn)水量大，蓄水能力低；地表徑流主要集中在汛期(5—9月)，年際、年內(nèi)變化大，水資源時(shí)空分布不均，影響地區(qū)供水；生活用水主要依靠區(qū)域外來水。由于經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)達(dá)，無錫市水資源開發(fā)利用程度較高，表5計(jì)算結(jié)果符合實(shí)際情況。按照本水量分配方案，到規(guī)劃2030年洋溪-雙河流域當(dāng)?shù)氐乇硭Y源開發(fā)利用程度總體能控制在合理范圍內(nèi)。

4.3 水資源利用水平分析

根據(jù)《長(zhǎng)江流域水資源綜合規(guī)劃》，長(zhǎng)江流域2030年水資源利用水平指標(biāo)見表6。由表6可見，由于經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展，各項(xiàng)工農(nóng)業(yè)節(jié)水措施實(shí)施后，洋溪河-雙河區(qū)域城鎮(zhèn)畝均灌溉用水量、單位工業(yè)GDP用水量均低于長(zhǎng)江流域指標(biāo)，2030年水資源開發(fā)利用指標(biāo)基本控制在長(zhǎng)江流域指標(biāo)范圍內(nèi)。

表6 長(zhǎng)江流域規(guī)劃2030年水資源利用指標(biāo)

5 結(jié)語

無錫市洋溪河-雙河河道外水量分配方案以《無錫市水資源綜合規(guī)劃》為依據(jù)，銜接梁溪(山北)、惠山(錢橋)、濱湖(胡埭)三地的用水總量控制指標(biāo)方案，在水資源及其開發(fā)利用現(xiàn)狀、變化趨勢(shì)和未來供用水形勢(shì)變化等基礎(chǔ)上[10]，提出不同水平年(50%、75%、95%)洋溪河-雙河區(qū)域河道外水量分配方案。2030年洋溪河-雙河區(qū)域50%、75%、95%條件下用水總量指標(biāo)分別為818.96萬、848.12萬、864.34萬m3，地表水資源開發(fā)利用程度最大為34.1%，開發(fā)利用程度未突破利用紅線。水量分配方案合理性分析結(jié)果表明，該分配方案是可行的，可作為研究區(qū)域水資源管理的技術(shù)依據(jù)。