儀征市地表水資源評(píng)價(jià)與利用研究

一、水資源計(jì)算基礎(chǔ)資料分析

1.下墊面狀況

江蘇省儀征市下墊面按土地屬性分為城鎮(zhèn)建設(shè)用地、水域、水田與旱地；按地形屬性分為平原區(qū)和山丘區(qū)。城鎮(zhèn)村面積占比12.6%、水域面積占比7.1%、水田面積占比37.5%、平原旱地面積占比8.3%和丘陵旱地面積占比34.5%。

儀征市總面積為857km2，以江淮分水嶺為界，分屬長(zhǎng)江流域和淮河流域。儀六區(qū)面積占比79.5%，高寶湖區(qū)面積占比20.5%。

2.水資源計(jì)算單元

儀征市境內(nèi)地勢(shì)總體呈北高南低之勢(shì)，地貌多樣，南部為長(zhǎng)江沖積平原，北部、中部為緩崗丘陵區(qū)，見(jiàn)圖1。儀征市水資源計(jì)算分區(qū)共分為五塊，分別為：淮河流域丘陵區(qū)面積占比20.5%，低崗丘陵區(qū)面積占比41.9%，高崗丘陵區(qū)面積占比17.6%，沿江平原圩區(qū)面積占比16.1%，城區(qū)（含化纖）面積為占比3.9%，如圖2。

二、地表水資源調(diào)查評(píng)價(jià)

1.采用資料

降雨、蒸發(fā)資料系列為1956～2017年，共62年。地表水資源、地下水資源量計(jì)算序列與降雨、蒸發(fā)一致。

2.計(jì)算模型與參數(shù)

依照有關(guān)產(chǎn)匯流水文分析的工作方法，按產(chǎn)流特點(diǎn)將下墊面劃分為城鎮(zhèn)村硬化用地、水面、水田、旱地等類(lèi)型，根據(jù)不同下墊面的產(chǎn)流特點(diǎn)，分別建立產(chǎn)流模型，以日為計(jì)算時(shí)段，計(jì)算單元內(nèi)不同下墊面的產(chǎn)流量，從而得出各計(jì)算單元的地表水資源量。

水面產(chǎn)流量為日降雨量與水面蒸發(fā)折算系數(shù)和蒸發(fā)器蒸發(fā)量之積的差值，水面蒸發(fā)折算系數(shù)通過(guò)《江蘇省水文手冊(cè)》（江蘇省水文總站，1976年）查取。

城鎮(zhèn)村硬化用地產(chǎn)流量受日降雨量和降雨初期下墊面造成的降雨損失量I0的制約，當(dāng)日降雨量P≤I0時(shí)均不產(chǎn)流；當(dāng)連續(xù)日降雨量P＞I0時(shí)按場(chǎng)次降雨計(jì)算，每場(chǎng)降雨僅扣I0初損值，其余雨量均產(chǎn)流。

水田產(chǎn)流是以水稻不同生長(zhǎng)期的水稻田水深下限（H下）、水稻田適宜水深（H宜）、水稻田雨后最大允許水深（H大）為控制，按照水量平衡原理通過(guò)水量調(diào)節(jié)計(jì)算來(lái)確定的。在現(xiàn)有灌溉制度情況下，以現(xiàn)有水田水深為基礎(chǔ)，用降雨減去水田蒸發(fā)量（α2α1E601）及下滲量（I0），為負(fù)值時(shí)，消耗水田中水量，若水田水深（H）低于水稻水深下限時(shí)，則灌溉使水田水深達(dá)到水田適宜水深；為正值時(shí)，水田水深增加，當(dāng)水田水深超過(guò)水稻田雨后最大允許水深時(shí)的雨量為水田產(chǎn)流量。儀征市水稻生長(zhǎng)期可統(tǒng)一概化為6月1日～9月30日，儀征市水稻田灌溉制度屬于淺濕灌溉，由此確定全市水稻生長(zhǎng)期的計(jì)算參數(shù)，水田蒸發(fā)折算系數(shù)α2的取值主要依據(jù)江蘇省1970年初分析的實(shí)驗(yàn)資料成果確定。水田的穩(wěn)滲率統(tǒng)一為2mm/d，水田的滲漏量為水田生長(zhǎng)期內(nèi)有含水層的天數(shù)與穩(wěn)滲率的積，根據(jù)地下水資源量計(jì)算中歷年水稻灌溉水組成的分析成果，水稻生長(zhǎng)期灌溉水中降雨約占三分之一，因此認(rèn)為水田滲漏量的三分之一也是由降雨引起的，這部分水量應(yīng)作為回歸水量計(jì)入水田的產(chǎn)水量。儀六區(qū)、高寶湖區(qū)降雨引起水田滲漏量的全部還原為水田產(chǎn)水量。

旱地產(chǎn)流采用次降雨徑流相關(guān)法，用土壤前期影響雨量Pa作參數(shù)，建立次降雨P(guān)+Pa～R的相關(guān)關(guān)系，相關(guān)曲線采用不通過(guò)原點(diǎn)的雙曲線數(shù)學(xué)模型：

圖1 儀征市水資源分區(qū)及地形分區(qū)圖

圖2 儀征市水資源計(jì)算單元圖

曲線上方以45°線為漸近線。式中：Cp為相關(guān)曲線在（P+Pa）軸上交點(diǎn)的坐標(biāo)，（Ci+Cp）為相關(guān)線的漸近線在（P+Pa）軸上的截距，P為面平均次雨量，Pa為前期雨量，R為徑流深，均以mm計(jì)。土壤前期影響雨量 Pa，用 Pa（t+1） = K×（Pa（t）＋P（t）），當(dāng) Pa＞流域最大初損Imax時(shí)，取Pa=Imax。

儀征市降雨徑流關(guān)系模型參數(shù)取值，其引自《江蘇省暴雨洪水圖集》（江蘇省水文總站，1984年1月），同時(shí)結(jié)合江蘇省水資源公報(bào)和揚(yáng)州市水資源公報(bào)的參數(shù)取值。其模型計(jì)算參數(shù)選取見(jiàn)表1。

3.地表水資源量

儀六區(qū)地表水資源量為2.39億m3（81.6%），高寶湖區(qū)為0.54億m3（18.4%），儀征市總量為2.93億m3?；春恿饔蚯鹆陞^(qū)地表水資源量為0.54億m3（18.4%），低崗丘陵區(qū)地表水資源量為1.16億m3（39.6%），高崗丘陵區(qū)地表水資源量為0.49億m3（16.7%），沿江平原圩區(qū)地表水資源量為0.48億m3（16.4%），城區(qū)（含化纖）地表水資源量為0.26億m3（8.9%）。

儀征市地表徑流相對(duì)集中于6～9月（80.4%），其中7月份徑流量占比最大為32.11%。儀征市頻率為20%、50%、75%、90%的年徑流量分別為4.19 億 m3、2.56 億 m3、1.47 億 m3、0.21 億 m3。

4.徑流分析

（1）下墊面屬性對(duì)產(chǎn)流的影響

儀征市城鎮(zhèn)徑流系數(shù)為0.75，水面為0.10，水田為0.27，平原旱地為0.31，山區(qū)旱地為0.33，全市綜合徑流系數(shù)為0.34。各下墊面自然屬性中，城鎮(zhèn)面積均為不透水面積，降雨減去初損直接產(chǎn)水，城鎮(zhèn)徑流系數(shù)最大。對(duì)于水域，降雨減去蒸發(fā)得產(chǎn)流量，水面蒸發(fā)量比其他四種下墊面均大，因而水域徑流系數(shù)最小。各分區(qū)及下墊面類(lèi)別徑流系數(shù)見(jiàn)表2。

（2）地形對(duì)產(chǎn)流的影響

沿江平原圩區(qū)水資源分區(qū)屬于儀六區(qū)，地形屬于平原區(qū)。低崗丘陵區(qū)和高崗丘陵區(qū)水資源分區(qū)屬于儀六區(qū)，地形屬于山丘區(qū)。同一水資源分區(qū)下，山丘區(qū)城鎮(zhèn)和水田的徑流系數(shù)均略大于平原區(qū)。

（3）水資源分區(qū)對(duì)產(chǎn)流的影響

淮河流域丘陵區(qū)地形屬于山丘區(qū)，水資源分區(qū)屬于高寶湖區(qū)，而低崗丘陵區(qū)和高崗丘陵區(qū)地形屬于山丘區(qū)，水資源分區(qū)屬于儀六區(qū)。同一山丘區(qū)下，高寶湖區(qū)各下墊面類(lèi)別徑流系數(shù)略小于儀六區(qū)。

表1 模型計(jì)算參數(shù)選取表

表2 各分區(qū)及下墊面類(lèi)別徑流系數(shù)表

5.地表水資源可利用量

水資源可利用量為當(dāng)?shù)厮Y源扣除生態(tài)環(huán)境需水量和超過(guò)調(diào)蓄能力的棄水。儀征市主要蓄水工程包含水庫(kù)、塘壩，儀征市水庫(kù)工程數(shù)量為88座，總庫(kù)容為8484.2萬(wàn)m3，興利庫(kù)容3698.2萬(wàn)m3。儀征市塘壩工程總數(shù)量11525個(gè)，總?cè)莘e5049萬(wàn)m3。儀征市翻水站包括十二圩翻水站和土橋翻水站：十二圩翻水站裝機(jī)流量26m3/s；土橋翻水站原流量為14m3/s，新建15m3/s。儀征市泵站工程數(shù)量為229，總裝機(jī)流量304m3/s。

經(jīng)計(jì)算分析，儀征市多年平均地表水資源可利用量為1.11億m3/a，可利用率為38.1%。

三、地表水資源利用問(wèn)題與建議

地表水資源短缺分水量型缺水和水質(zhì)型缺水。儀征市北部丘陵區(qū)水庫(kù)塘壩較多，但農(nóng)業(yè)灌溉面積較大，在特殊時(shí)段區(qū)域內(nèi)水量無(wú)法滿足農(nóng)業(yè)灌溉需求。南部平原區(qū)水網(wǎng)發(fā)達(dá)，但城市河道水質(zhì)狀況較差，影響城市水環(huán)境要求。儀征市蓄、引、提、調(diào)工程未發(fā)揮原有效益，工業(yè)用水重復(fù)利用率較低，農(nóng)業(yè)灌溉用水模式粗放。水十條、節(jié)水型城市建設(shè)、生態(tài)文明城市建設(shè)以及海綿城市建設(shè)要求，對(duì)儀征市水資源開(kāi)發(fā)利用提出了新的目標(biāo)。

水資源是戰(zhàn)略性資源，實(shí)行最嚴(yán)格水資源管理制度是常態(tài)。水資源開(kāi)發(fā)量實(shí)行總量控制；水資源利用效率從工業(yè)、農(nóng)業(yè)、城鎮(zhèn)用水等各個(gè)方面提高。對(duì)水庫(kù)、塘壩、堰壩進(jìn)行清淤和改造，增加蓄水能力。增加跨流域調(diào)水線，調(diào)節(jié)區(qū)域水量豐枯，實(shí)現(xiàn)總體平衡。加強(qiáng)節(jié)水型載體建設(shè)，提高再生水利用量