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，是貫徹落實最嚴格水資源管理制度的重要措施，是促進水資源節(jié)約、維護河湖健康的重要抓手。

無錫工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)達，經(jīng)濟體量大，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)和航運等多項功能。區(qū)域內(nèi)社會經(jīng)濟發(fā)達，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，對洋溪河-雙河開展了水量分配，同時考慮洋溪河-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資料，因此本文僅對洋溪河-雙河河道外用水進行水量分配。

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)利用狀況變化趨勢和未來(2020—2030年)供用水形勢新變化的基礎(chǔ)上，分析區(qū)域水資源綜合規(guī)劃水文系列代表性，進行需水預(yù)測和水資源供需分析[3]；結(jié)合區(qū)域相關(guān)規(guī)劃工程前期進展及可行性研究報告批復(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、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，本文重點論述對河道外取水水量進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)測數(shù)據(jù)，且與其連通的京杭運河、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)則進行確認，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，棄水量由模型自動計算得到。

表1 洋溪河-雙河河道外可分配水量計算 單位：萬m3

3.2 河道外需水預(yù)測

本次需水預(yù)測以無錫市2017年用水現(xiàn)狀為基礎(chǔ)，以經(jīng)濟社會發(fā)展指標(biāo)為依據(jù)，分析兩個水平年(2020、2030年)的需水要求。需水預(yù)測分為生活、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用水總量指標(biāo)，不計入各分區(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；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)測采用萬元增加值用水量預(yù)測法；生態(tài)環(huán)境需水按河道內(nèi)與河道外進行劃分，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)近幾年實際取水量預(yù)測。河道外需水總量預(yù)測結(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 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)測可知，區(qū)域內(nèi)需水量滿足用水效率和用水總量的要求?；诘貐^(qū)需水要求進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，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?，工業(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?？紤]梁溪河-雙河三個街道工業(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。

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)測結(jié)果與無錫市下達給各區(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)分析評價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)《長江流域水資源綜合規(guī)劃》，到2030年，長江流域當(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)分析計算，預(yù)測洋溪河-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)，北有長江，南有太湖，水資源特點是地表徑流產(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)濟社會發(fā)達，無錫市水資源開發(fā)利用程度較高，表5計算結(jié)果符合實際情況。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)《長江流域水資源綜合規(guī)劃》，長江流域2030年水資源利用水平指標(biāo)見表6。由表6可見，由于經(jīng)濟社會發(fā)展，各項工農(nóng)業(yè)節(jié)水措施實施后，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)基本控制在長江流域指標(biāo)范圍內(nèi)。

表6 長江流域規(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、變化趨勢和未來供用水形勢變化等基礎(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)。