六安市水資源綜合管理的路徑研究

余 芳

（霍山縣水務局，安徽 霍山 237000）

1 六安市水資源概況

1.1 六安市的水功能主要劃區

六安市位于安徽省西部，東與合肥市相連，南接安慶市，總面積17976 km2。六安市水功能區劃在六安市主要河流、湖庫共劃分162 個一級水功能區，其中，34 個保護區，3 個緩沖區，保留區6 個，119 個開發利用區。

二級功能區在119 個開發利用區中進行，共劃分126 個二級功能區，包括河流63 個，湖庫63 個。在63 個河流二級功能區中，劃分了飲用水源區5 個（其中以主導功能單獨劃分了4 個）農業用水區52 個、工業用水區4 個、景觀娛樂用水區1 個、過渡區1 個。以主導功能+第二功能命名的有12 個。在63 個湖庫二級功能區中，劃分了飲用水源區1 個、農業用水區62 個。全市河流農業用水區占河流開發利用區總長的90.1%，湖庫農業用水區占湖庫開發利用區面積的的99.1%。

六安市區域內的河流可以劃分為兩個流域，也就是淮河流域以及長江流域。全市平均河網密度0.14 km/km2。現在，六安市年平均可供水量為31.09 億m3，50%、80%、95%保證率的可供水量分別為29.10 億m3、35.69 億m3和34.67 億m3。河道外缺水為1.23 億m3。中等干旱年份（80%保證率）需水總量為38.35 億m3，可供水量為35.69 億m3，河道外缺水為2.66 億m3。特殊干旱年份（95%保證率）需水總量為47.72 億m3，可供水量為34.67 億m3，河道外缺水為13.05 億m3。

1.2 水資源預測

按照強化節水模式，進一步挖潛對現有設施挖潛配套和適度開發新水源、合理調配水資源、保障生態環境用水的基礎上，未來缺水率將有所減少。

預測至2025 年多年平均河道外需水總量為33.42 億m3，可供水量32.47 億m3，缺水量為0.95 億m3，中等干旱年份（80%保證率）缺水量為2.06 億m3，特殊干旱年份（95%保證率）缺水量為10.37 億m3，缺水率為21.45%。

至2030 年中等干旱年份（80%保證率）缺水量為1.20 億m3，特殊干旱年份（95%保證率）缺水量為7.62 億m3，缺水率為15.59%。

至2035年中等干旱年份（80%保證率）可實現供需平衡，特殊干旱年份（95%保證率）缺水量為5.12 億m3，缺水率為10.51%。

1.3 淮河水量

2020年淮河區總配置水量為28.21 億m3，其中地表水供水量為27.08 億m3，地下水供水量為0.56億m3，其他水源供水量為0.57 億m3；城鎮用水量為7.19億m3，農村用水為21.02 億m3；生活、生產、河道外生態用水量分別為3.17 億m3、24.54 億m3和0.50 億m3。

2030年淮河區總配置水量為29.09 億m3，其中地表水供水量為27.55 億m3，地下水供水量為0.57 億m3，其他水源供水量為0.97 億m3；城鎮用水量為8.48 億m3，農村用水為20.61 億m3；生活、生產、河道外生態用水量分別為3.92億m3、24.59 億m3和0.58 億m3。

2 引江濟淮工程的收益

引江濟淮工程是一項以城市、工業供水為主，兼有農業灌溉補水、生態環境改善和發展航運等綜合效益的大型跨流域調水工程。工程以長江為水源，注入巢湖調蓄后經派河翻越江淮分水嶺入瓦埠湖，再送入淮河干流蚌埠閘上。供水范圍主要為安徽省沿淮淮北地區和線路途經地區，受水區內的重要城市有合肥市、巢湖市、蚌埠市、淮南市、阜陽市、宿州市、淮北市、亳州市等市。

引江濟淮工程建成后，六安市作為引江濟淮工程重要受水區之一，2020 年可向六安市多年平均補水1.04 億m3，2030年可向六安市多年平均補水量為1.37 億m3，工程建成后，可為六安市提供安全可靠的補充水源，改善和發展淠河尾部約面積130 萬畝灌溉面積。此外，還可相機增加淮河生態用水，改善重點水域水環境（見表1）。

表1 新建灌區基本情況表

3 引江濟淮多水源優化配置模型

水資源的開發利用，不僅關乎當地的供水系統和飲水系統，甚至對于當地的行業發展、區域發展和本省內的經濟發展都產生著重大的影響。因此，水源的優化配置需要基于利用最大化的配置模型，根據現代化的數據測算方法和模型，來得出合理的結果，讓有限的水量能夠在當地實現配置最大化。

3.1 減災防洪的主要目標

通過對當地水庫水量的控制，對防洪水位大改變和出庫水量的監控，來保障下游的用水安全。

式中：L（j，t）表示j水庫在t時間的水位高低；F（m，t）為j水庫在t時間下的的水量流出大小。

3.2 保證水量供給的效率

水資源利用目標按照區域實際需求，優先保證城市用水，滿足農業供水保證率，以缺水量最小為目標，盡可能解決各用戶單元的水資源短缺問題。

式中：S代表缺水情況量；D（i，t）代表在t時市場i的水源需求量；WS（i，t）表示在t時市場i的水源供給量，單位為萬m3；（t）表示在t時段市場i的水源不足判別系數，如果D （i，t）-WS （i，t）時，則表示不缺水，（t）為0；反之，則說明（t）的數值為1。

3.3 數據計算過程

供應需求的分析，是基于模型的核心內容進行數據的測算。數據測算的結果可以直接反映出本地區水資源系統的質量，以及水源供應量能否達到當地經濟發展水平的要求。因此，本次的模型構建采用水資源優化配置的模型，基于大型的分解協調系統技術，在最優模型下找出最優的解決目標，并基于此目標進行該地區水資源的優化配置。

根據實際情況由于安徽省中部地區的配置基于水量的平衡目標，可以根據當地的情況建立水資源開采-水廠處理-用戶使用（WWU）的拓撲模型（見圖1）。在拓撲模型的基礎上建立約束的條件和最終的配置目標。根據用戶的使用量和極大值極小值的測算來確定當地水資源的優化調配，直接測算出水資源系統多目標要求，再進行求解多目標優化問題，并為水資源開發的宏觀決策做出參考。

圖1 水源-水廠系統拓撲結構

第一，根據當地供水管道、供水渠道、河道的自然地理關系，測算出可能互補的結構和數據參數。基于對各個河道流量季節變化以及水庫的供水能力可能產生的斷流情況、取水口的流量估測等基礎數據，來處理拓撲結構和水源調度的關系，在數據分析的基礎上設置水資源供應的決策模型。

第二，根據模型測算出的用水關系和拓撲結構。以當地水廠的出水量和水源處理能力為前提，分別測算出每個水廠的最大供應量和當地水源的最大供應量，并對二者之間的差異進行實時的檢測和對比。如果供水量比較充足時可以根據水廠的供水能力一次地將優質水源配送到下游的用戶家。那么其中產生的額外供水量則分別調配到蓄水工程中或者各地的水庫中。

如果根據測算結果發現水源不足或是不足以滿足市場的需求，則按照優先次序將水源配送給下游客戶。再根據測算模型的數據差額，從水庫中調配富余的水量，以就近原則為基礎輸送給下游比較缺水的用戶，來實現水源配置的效率目標和質量目標。

如果配置地表水之后尾部灌區雙水源區域依舊缺水，則考慮從下游瓦埠湖來取水，從而確保農業用水的需求得到滿足。

如果區域水源在滿足市場需求后仍有富余的狀態，則根據輸水管道的布局和當地水庫的遠近，依次地將富余的水量分配給當地的儲備系統中，來滿足基本的儲蓄用水和應急用水等。還有充裕的水量則可以增補到調蓄湖中，滿足生態布局的要求。

3.4 測算結果

規劃2030年安徽省中部地區50%、80%保證率下供水量分別為28.59 億m3和35.35 億m3，可以為合肥市新增1.98億m3和1.70 億m3的淠水，用于城市供水。

在一般年份中，基于50%的保證率下，可以確定中部地區的供水量比較充足，基于此情況可以，優先利用本地區的自有水，如上游的引江水和上游的淠河水和引江水。針對上流水資源的開采，后續再繼續利用下游的湖泊水資源進行配置。經過測算估計結果顯示，到2030 年安徽省中部地區的地表水量約為9.1 億m3，引江濟淮的工程供水量可以達到3.17億m3，淠河的供應量可以達到16.26 億m3（見表2、表3）。

表2 2030年安徽省中部水資源的供水配置 單位：萬m3

表3 2040年安徽省中部水資源的供水配置 單位：萬m3

綜合以上中部地區的水資源配置結構的改變，可以針對潛在效益比較高的工程進行優先配置，如潛南干渠和新修明渠等。針對效益比較高的工程進行優先調配可以優先緩解當地的水資源缺乏的問題。在基于引江濟淮工程的潛在效應，可以綜合發揮出多項目工程的收益，有力保證當地水資源的調配，最終實現水資源供應保障和質量的最大化。

4 六安市水資源管理的措施

研究發現安徽省中部地區的供給結構還是出現以下問題：首先為了實施水資源的配置，不惜犧牲農業的用水資源，而供應其他行業的用水，這導致了農業資源的一定程度上的破壞。安徽省作為中部地區的農業大省，如何確保全省的糧食生產區有足夠的供水也是水資源配置的重要依據之一。因此，在實施水資源配置的結構問題上，需要確保農業資源與其他行業的資源水資源并行，以最終實現水資源利用的最大化。針對如何平衡農業水資源以及其他行業水資源的配置，本文提出了以下三方面的建議：

第一，基于本次水資源配置的主要目標和方案，通過上游水源與淮河水源的引江濟淮工程，在實地調研的基礎上完全發揮出該項目的經濟效益。通過對當地水質的過程式監控和抽查式監控等多種手段，來保證該水資源調配工程的質量保障和流量保障。通過對水資源的有效調度和調配，能夠實現工程效益的最大化和水資源開發利用的最大化，從而實現該地域的整體管理水平和發展水平。

第二，本地區的優質水資源挖掘和保護十分重要。各個地域之間發展的水平差異，會導致對水資源的需求量不同。因此，可以根據地區發展程度來適配優質水資源供應量。

第三，由于地理環境和氣候的影響，安徽省地區會出現旱澇災害的影響。因此，針對旱澇年份應該準備應急管理措施，加強對大型水資源項目管理的擴建和利用。如巢湖調蓄工程，瓦蚌湖調蓄工程等。其次，可以適當加大對地下水資源的開采和利用，適度地引入中下層的優質水資源作為特殊年份的應急水資源。儲備緊急管理和特供儲備，能夠為安徽省地區在特殊年份提供穩定的水資源，保障地區的發展。

5 結語

本文的水資源調配方案在實施以后，有可能出現負面的影響如淠河尾部灌區灌溉用水水質將有所下降。水質的下降和流量減少可能對灌區內的水體質量產生更為不利的影響。因此，針對水資源配置中決定性的位置，如渠道取水口要加強針對性管理。檢驗對水量斷層和中下游的水體水質控制作出動態檢測。其次，針對區域內的水資源調配和改造，現有的水資源網絡和方案可能會受到一定影響，原有的供水量和水質都會受到不同程度的改變，因此，針對新方案的實施，要對水資源的管網布局工藝進行優化，并作出水源價格的調整。