開原市連續(xù)枯水年供水風(fēng)險(xiǎn)探析

(遼寧省阜新水文局， 遼寧 阜新 123000)

開原市位于遼寧省東北部, 節(jié)水增糧行動(dòng)包括慶云等八鎮(zhèn)論證區(qū)屬于遼河、亮子河、馬仲河、寇河、清河階地平原區(qū)，包含慶云、八寶、金溝子、業(yè)民、城東、三家子鎮(zhèn)(鄉(xiāng))及老城、興開街的沖洪積平原區(qū)，面積984.9 km2；論證區(qū)多年平均地下水資源量21 610萬(wàn) m3。2016年供水量為30 619萬(wàn) m3，其中地表水供水量為19 357萬(wàn) m3,用水量為30 619萬(wàn) m3。節(jié)水增糧項(xiàng)目實(shí)施后， 2016年開采量11 487萬(wàn) m3，開采量占地下水資源量的53.2%；經(jīng)預(yù)測(cè)2020規(guī)劃水平年開采量11 710萬(wàn) m3，開采量占地下水資源量的54.2%。

1 取水水源保證分析

1.1 分析思路與方法

考慮平原區(qū)地下水多年調(diào)節(jié)能力較強(qiáng)，不必進(jìn)行逐月調(diào)節(jié)計(jì)算，本論證通過(guò)最枯月的供水可靠性分析來(lái)確定典型年年內(nèi)供水可靠性。

1.2 典型年調(diào)節(jié)儲(chǔ)量計(jì)算

用典型年年初水位與多年最低水位間的地下水儲(chǔ)量作為當(dāng)年調(diào)節(jié)儲(chǔ)量。

計(jì)算公式：

W=μV

式中：W為調(diào)節(jié)儲(chǔ)量( m3)；μ為給水度；V為含水層容積(m3)。

本次采用論證區(qū)內(nèi)慶云(慶云堡鎮(zhèn)西順街)、賈家屯(八寶鎮(zhèn)古城堡村)、金溝子(金溝子鎮(zhèn)內(nèi))、三家子(三家子鄉(xiāng)三家子村)、業(yè)民(業(yè)民鎮(zhèn)業(yè)民村)、開原(老城鎮(zhèn)老城街)、后馬市堡(城東鎮(zhèn)后馬市堡村)、友誼(八寶鎮(zhèn)友誼村)8處地下水觀測(cè)站1980～2016觀測(cè)資料，計(jì)算慶云等八鎮(zhèn)論證區(qū)各時(shí)期的地下水調(diào)節(jié)儲(chǔ)量。

潛水變幅帶給水度μ值，根據(jù)區(qū)域水文地質(zhì)報(bào)告數(shù)值變化不大，按照遼寧省第二次水資源評(píng)價(jià)“平原區(qū)潛水含水層水位變幅帶松散巖土給水度取值表”，結(jié)合本區(qū)域水文地質(zhì)報(bào)告鉆孔試驗(yàn)資料，慶云等八鎮(zhèn)論證區(qū)取綜合值0.10。

經(jīng)計(jì)算，論證區(qū)域2016年地下水年初水位與多年最低水位間的地下水位差值為2.18 m，潛水變幅帶給水度μ值仍取區(qū)域綜合值0.10，本論證單元平原區(qū)面積674.1 km2，則當(dāng)年調(diào)節(jié)儲(chǔ)量計(jì)算值為：

W調(diào)節(jié)=μV=0.10×3.21×674.1=21 639萬(wàn) m3。

1.3 典型年取水水源保證情況分析

1.3.1 典型年年內(nèi)取水水源保證分析

表1 典型年取水水源保證情況分析表 萬(wàn)m3

計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表1，當(dāng)年地下水補(bǔ)給量即可保證規(guī)劃水平年的供水需求。

表2 典型年5月份地下水補(bǔ)給計(jì)算表 萬(wàn)m3

1.3.2 典型年5月份取水水源保證分析

典型年4月末調(diào)節(jié)儲(chǔ)量計(jì)算：

2016年地下水4月末水位與多年最低水位間的地下水位差值為2.67 m，則4月末調(diào)節(jié)儲(chǔ)量：

W調(diào)節(jié)=μV=0.10×2.67×674.1=17 998萬(wàn) m3。

典型年5月份地下水補(bǔ)給量計(jì)算，計(jì)算結(jié)果更表2。

2020年開采量年內(nèi)分配：工業(yè)及居民生活月需水量按年平均分配；農(nóng)業(yè)灌溉需水量按照遼寧省水資源評(píng)價(jià)《水量調(diào)查技術(shù)規(guī)定》中部地區(qū)灌溉水用水量年內(nèi)分配表進(jìn)行月分配(其中，畜禽需水量按年平均分配)。2020年工業(yè)及農(nóng)業(yè)需水量月分配見(jiàn)表3、表4。

根據(jù)表5計(jì)算結(jié)果，典型年當(dāng)月地下水補(bǔ)給量即可保證規(guī)劃水平年5月份供水需求，無(wú)需動(dòng)用4月末調(diào)節(jié)儲(chǔ)量。

2 連續(xù)枯水年供水風(fēng)險(xiǎn)分析

2.1 分析思路與方法

對(duì)論證單元連續(xù)枯水年的地下水補(bǔ)給量、初始地下水儲(chǔ)存量和規(guī)劃水平年開采量進(jìn)行對(duì)比分析，確定連續(xù)枯水情況下規(guī)劃水平年的供水風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)，進(jìn)行連續(xù)枯水年最枯月的供水風(fēng)險(xiǎn)分析。

表3 2020年工業(yè)及居民生活需水量月分配表 萬(wàn)m3

表4 2020年農(nóng)業(yè)(含林牧漁畜)需水量月分配表 萬(wàn)m3

表5 典型年5月取水水源保證情況分析表

2.2 連續(xù)枯水年當(dāng)年調(diào)節(jié)儲(chǔ)量計(jì)算

用連續(xù)枯水年各年年初水位與多年最低水位間的地下水儲(chǔ)量作為各年當(dāng)年調(diào)節(jié)儲(chǔ)量。

經(jīng)計(jì)算，論證區(qū)域2013～2016年地下水年初水位與多年最低水位間的地下水位差值分別為3.53 m、3.24 m、2.62 m、2.18 m，潛水變幅帶給水度μ值仍取區(qū)域綜合值0.10，則當(dāng)年調(diào)節(jié)儲(chǔ)量分別為：

W調(diào)節(jié)2013=μV=0.10×3.53×674.1=23 796萬(wàn) m3；

W調(diào)節(jié)2014=μV=0.10×3.24×674.1=21 841萬(wàn) m3；

W調(diào)節(jié)2015=μV=0.10×2.62×674.1=17 661萬(wàn) m3；

W調(diào)節(jié)2016=μV=0.10×2.18×674.1=14 695萬(wàn) m3。

2.3 連續(xù)枯水年取水水源保證情況分析

2.3.1 連續(xù)枯水年年內(nèi)取水水源保證分析

表6 連續(xù)枯水年取水水源保證情況分析表

見(jiàn)表6,經(jīng)分析計(jì)算，連續(xù)枯水各年當(dāng)年地下水補(bǔ)給量即可保證規(guī)劃水平年的供水需求。

2.3.2 連續(xù)枯水年5月份取水水源保證分析

用連續(xù)枯水年各年4月末水位與多年最低水位間的地下水儲(chǔ)量作為各年4月末儲(chǔ)量。

經(jīng)計(jì)算，論證區(qū)域2013—2016年地下水4月末水位與多年最低水位間的地下水位差值分別為3.16 m、3.04 m、2.21 m、1.99 m，潛水變幅帶給水度μ值仍取區(qū)域綜合值0.10，則各年4月末儲(chǔ)量分別為：

W調(diào)節(jié)2013=μV=0.10×3.16×674.1=21 302萬(wàn) m3；

W調(diào)節(jié)2014=μV=0.10×3.04×674.1=20 493萬(wàn) m3；

W調(diào)節(jié)2015=μV=0.10×2.21×674.1=14 898萬(wàn) m3；

W調(diào)節(jié)2016=μV=0.10×1.99×674.1=13 415萬(wàn) m3。

經(jīng)分析計(jì)算，2013、2014年當(dāng)月地下水補(bǔ)給量即可保證規(guī)劃水平年5月份供水需求，無(wú)需動(dòng)用4月末調(diào)節(jié)儲(chǔ)量； 5月開采條件下2015、2016年分別通過(guò)動(dòng)用

地下水儲(chǔ)量3.0萬(wàn) m3和36.0萬(wàn) m3可滿足規(guī)劃水平年供水需求，分別占4月末調(diào)節(jié)儲(chǔ)量的0.02%和0.3%；2020年5月開采條件下2016年通過(guò)動(dòng)用地下水儲(chǔ)量31萬(wàn) m3即可滿足規(guī)劃水平年供水需求，占4月末調(diào)節(jié)儲(chǔ)量的0.2%。

3 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)連續(xù)枯水年的供水風(fēng)險(xiǎn)分析，在2013至2002年連續(xù)枯水年條件下，同樣可以保證規(guī)劃水平年2016、2020年的供水需求。慶云等八鎮(zhèn)論證單元2016、2020規(guī)劃水平年開采量分別占多年平均地下水補(bǔ)給量56.5%和57.5%，占地下水可開采量的75.9%和77.4%，僅連續(xù)枯水年5月份需動(dòng)用地下水儲(chǔ)存量的0.02%～0.3%；中固鎮(zhèn)論證單元2016、2020規(guī)劃水平年開采量分別占多年平均地下水補(bǔ)給量60.8%和61.0%，雖典型年和連續(xù)枯水年需分別動(dòng)用地下水儲(chǔ)存量的0.1%～1.0%和0.1%～7.1%，但在豐水年和平水年可以得到回補(bǔ)。

[1]郭旭寧,胡鐵松,曾祥,等.基于調(diào)度規(guī)則的水庫(kù)群供水能力與風(fēng)險(xiǎn)分析[J].水利學(xué)報(bào). 2013 (06).

[2]戴長(zhǎng)雷,于安民,趙云朋,等.大慶市城市供水風(fēng)險(xiǎn)及應(yīng)急對(duì)策分析[J].黑龍江水專學(xué)報(bào). 2008(03).

[3]王穎,馬莉媛,郁堯,等.關(guān)于水資源風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)數(shù)學(xué)模型的討論[J].南水北調(diào)與水利科技. 2010(02).

[4]劉中培,遲寶明,戴長(zhǎng)雷.長(zhǎng)春市城市供水風(fēng)險(xiǎn)分析及對(duì)策研究[J].水土保持研究. 2007 (06).

[5]舒強(qiáng),陳曉宏,丁疆華.東江流域供水風(fēng)險(xiǎn)分析[J].中國(guó)給水排水. 2004 (02).