遼河水資源優(yōu)化配置對水生態(tài)影響分析

劉子軒

(遼寧省觀音閣水庫管理局有限責任公司，遼寧 本溪 117100)

遼河流域流經(jīng)四省，流域面積22.6萬km2，河長1390 km，在中下游入境遼寧省，遼河干流起點為福德店，于盤山縣境內匯流入海。遼河流域在省內由上至下貫穿8座城市，為區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展及居民生活提供了水資源保障。自建國以來就形成了高耗水高污染的工業(yè)布局，以滿足需水為導向的流域水資源配置存在著多處不足，如水資源優(yōu)化配置研究中，注重水資源的經(jīng)濟社會效益，忽視社會經(jīng)濟發(fā)展與水資源配置、水生態(tài)之間相互促進、相互制約的內在聯(lián)系；水資源配置方案與水資源、水生態(tài)之間很難相互協(xié)調；缺少對水資源配置結果的動態(tài)監(jiān)測與監(jiān)督；考慮水生態(tài)的效果較少。針對上述問題，開展遼河水資源優(yōu)化配置研究，分析其對水生態(tài)系統(tǒng)的影響。

1 經(jīng)濟社會發(fā)展及需水預測

1.1 計算方法

遼河流域的需水量包括國民經(jīng)濟需水量和生態(tài)環(huán)境需水量兩部分。其中，國民經(jīng)濟需水量包括生活、農業(yè)、工業(yè)，建筑業(yè)和服務業(yè)等5個方面需水量。生活需水量又分為城鎮(zhèn)和農村兩部分，農業(yè)需水量包括農田灌溉、牲畜用水和魚塘等用水。計算方法見表1。需水量的計算公式如下所示：

TLWt=WDt+WAt+WLt+WIt+WCt+WTt+WEt

(1)

式中：TLMt為第t年的需水總量，萬m3；WDt為第t年生活需水量，萬m3；WAt為第t年農業(yè)灌溉需水量，萬m3；WLt為第t年林牧漁需水量，萬m3；WIt為第t年工業(yè)需水量，萬m3；WCt為第t年建筑業(yè)需水量，萬m3；WTt為第t年第三產(chǎn)業(yè)需水量，萬m3。

表1 國民經(jīng)濟需水的基本種類

1.2 需水量預測

根據(jù)式(1)及國民經(jīng)濟指標，預測2025年和2030年遼河流域需水量。規(guī)劃2025年，50%、75%與90%頻率下需水總量分別為別為114.98億m3、123.13億m3、129.14億m3；規(guī)劃2030年，50%、75%與90%頻率下需水總量分別為117.73億m3、125.85億m3、131.81億m3。具體見表2、表3。

2 遼河流域水資源配置

2.1 水資源配置系統(tǒng)網(wǎng)絡圖

由于不同層次的水資源配置，計算單元劃分、河流系統(tǒng)簡化的差異很大，簡化的河流系統(tǒng)與遼河流域水功能區(qū)劃不一定相匹配。為了滿足不同層次水資源優(yōu)化配置和水質模擬的要求，適當調整現(xiàn)有的水功能區(qū)劃，給出遼河流域面向水功能區(qū)納污總量控制的水資源配置系統(tǒng)網(wǎng)絡圖，以滿足本次研究的需要。網(wǎng)絡圖見圖1。

表2 規(guī)劃2025年遼河流域需水量預測結果 單位：億m3

圖1 遼河流域水資源配置系統(tǒng)網(wǎng)絡圖

2.2 規(guī)劃年水資源供需分析

2.2.1 水量平衡分析

各規(guī)劃水平年通過實施大伙房輸水工程以及截污減排等措施，將有效地增大供水量，極大地緩解水資源緊張的態(tài)勢。不同水平年水量平衡結果見表4。從表4可知，規(guī)劃水平年雖然存在一定的水質型缺水，但是相比較基準年，水質型缺水量有了明顯下降，說明規(guī)劃水平年采取的截污減排措施適當，能夠在很大程度上減少水質型缺水，提高水功能區(qū)水質達標率。

表4 水資源供需平衡分析結果 單位：106 m3

2.2.2 耗水平衡分析結果

不同水平年不同國民經(jīng)濟用水部門耗水分析結果，見表5。從表5中可知，工業(yè)和農業(yè)耗水水平呈現(xiàn)增高的趨勢，農業(yè)耗水率和綜合耗水率之間的差距越來越大，說明城市用水比例在國民經(jīng)濟耗水總量中所占比例逐漸提高，反映了當?shù)亟?jīng)濟結構逐步呈現(xiàn)工業(yè)化趨勢。

表5 遼河流域耗水分析結果 單位：106 m3

3 水資源配置對河道內生態(tài)流量的影響分析

根據(jù)水資源配置結果，P=90%來水保證率條件下，河道內生態(tài)流量配置結果見表6。

表6 枯水年河道內生態(tài)流量配置結果 單位：m3/s

以表6為標準，P=90%來水條件下河道內實測流量，以及現(xiàn)狀年、2025年和2030年三個預測水平年河道內生態(tài)流量滿足情況見表7。從表7中可以看出，在P=90%來水條件下，現(xiàn)狀用水格局導致遼、渾、太三條河流生態(tài)流量滿足率均較低，遼河干流1年中有10個月生態(tài)流量不能得到滿足，生態(tài)流量滿足率僅為17%；而渾河、太子河生態(tài)流量滿足率也僅為50%。

表7 枯水年河道內生態(tài)流量滿足率 單位：%

由于省內河流主要為季節(jié)性河流，水資源量不足，經(jīng)過對區(qū)域、流域的水資源優(yōu)化配置，使得遼河流域生態(tài)流量滿足度得到進一步提升。遼河干流現(xiàn)狀、2025年及2030年三個水平年生態(tài)流量滿足率從現(xiàn)狀的17%分別提高到83%、25%和33%；渾河現(xiàn)狀、2025年及2030年三個水平年生態(tài)流量滿足率從現(xiàn)狀的50%全部提高到100%；太子河現(xiàn)狀、2025年及2030年三個水平年生態(tài)流量滿足率從現(xiàn)狀的50%分別提高到92%、100%和83%。

從這個結果可以看出，通過水資源配置能夠有效的提高生態(tài)流量的滿足率。但同時也可以看出，現(xiàn)行的水資源配置方案中沒有將生態(tài)流量作為約束條件，參與到水量平衡計算中，仍存在生產(chǎn)、生活用水擠占生態(tài)用水的現(xiàn)象。在遼河干流，即使進行了水資源配置，但由于國民經(jīng)濟發(fā)展導致生產(chǎn)、生活用水增加，使2025年和2030年兩個水平年生態(tài)流量滿足率仍不到50%。

4 結語

通過對遼河水資源優(yōu)化配置及其對水生態(tài)系統(tǒng)影響分析研究，計算結果能夠有效指導遼河流域水資源開發(fā)利用及河道生態(tài)基流的協(xié)調發(fā)展。本文計算已經(jīng)考慮了生產(chǎn)、生態(tài)、生活的供水優(yōu)先順序，以及以水定供、以供定需的水資源配置原則，由于流域水資源是一個動態(tài)過程，又因為水資源需求的不確定以及水資源管理的更新，遼河流域水資源配置結果僅能對一段時期起到一定的指導作用，對以后的時期或時段還需要重新進行水資源配置，才能更好地指導水資源開發(fā)以及河道生態(tài)用水的保障。