張育德 李 婕 叢 娜

水資源供需分析全面統(tǒng)籌區(qū)域河道外用水總量紅線、河道內(nèi)生態(tài)用水紅線指標(biāo)。分析水資源系統(tǒng)中供、用、耗、排環(huán)節(jié)中所涉及的要素和相互關(guān)系，建立滿足配置目標(biāo)的項目區(qū)流域水資源優(yōu)化配置模型；最后由配置模型計算出不同方案下的水資源供需情勢。經(jīng)過研究分析，到2030年，分析范圍內(nèi)6個分區(qū)存在缺水。通過魚梁江流域、甕安河水系進行水源選擇，同時綜合考慮水源條件、建設(shè)條件等方面后，推薦鳳山水庫、卡龍橋水庫等多處水源工程，共同解決區(qū)內(nèi)缺水問題。

1 研究范圍及水平年

貴州省黔南布依族苗族自治州位于貴州省中南部，東部與黔東南州接壤，西部與安順市、黔西南州相接，北部、西北部是省會貴陽市和遵義市；南部為廣西的河池、百色地區(qū)。研究區(qū)域黔南州北部，包括甕安縣烏江以南區(qū)域、福泉市全部以及魚梁江所涉及的黔東南州麻江縣，規(guī)劃區(qū)面積為3 862 km2，其中甕安縣烏江以南面積1 556 km2，福泉市1 704 km2，麻江縣 602 km2。

規(guī)劃基準(zhǔn)年：2012年，規(guī)劃近期水平年：2020年，規(guī)劃遠期水平年：2030年。城鄉(xiāng)生活、工業(yè)供水保證率為95%，灌溉供水保證率為80%。

2 水資源調(diào)查評價

2.1 降水

規(guī)劃區(qū)屬長江一級區(qū)，烏江、洞庭湖水系兩個二級區(qū)，烏江思南以上、沅江浦市鎮(zhèn)以上兩個三級區(qū)，清水河干流、鴨池河構(gòu)皮灘干流、余慶河-石阡河、舞陽河、施洞以上5個四級區(qū)。本次在四級區(qū)基礎(chǔ)上，兼顧行政區(qū)劃的完整性將規(guī)劃區(qū)劃分為16個水資源分區(qū)，總面積3 862 km2。

收集規(guī)劃區(qū)的7個雨量站、2個氣象站自建站以來至2012年的逐月降水資料，及規(guī)劃區(qū)外圍11個雨量站、1個水文站逐月降水資料，共計21個站點。建立雨量站年降水量相關(guān)關(guān)系，利用相關(guān)關(guān)系對缺測站年降水量進行插補計算。

經(jīng)插補延長，得到20個雨量站點1956—2012年共計57年降水量系列，并通過泰森多邊形法計算整個規(guī)劃區(qū)歷年降水量。從規(guī)劃區(qū)來看，降水量南高北低，中部為低值區(qū)。受季風(fēng)氣候影響，降水量年內(nèi)分配不均，降水量主要集中在汛期4—9月，占全年的75%，其中5—7月占46%。

2.2 水資源量

規(guī)劃區(qū)及周邊分布的水文站有灣水、福泉、余慶水文站。

本規(guī)劃1956—2012年天然徑流系列，以灣水水文站為依據(jù)站，考慮各分區(qū)面雨量及徑流系數(shù)的差異，計算各水資源分區(qū)歷年逐月徑流量，即：

式中 W分區(qū)——水資源分區(qū)年徑流量，萬m3；

W依據(jù)站——依據(jù)站年徑流量，萬m3；

F分區(qū)、F依據(jù)站——水資源分區(qū)與依據(jù)站面積，km2；

P分區(qū)、P依據(jù)站——水資源分區(qū)與依據(jù)站面雨量，mm；

α分區(qū)、α依據(jù)站——水資源分區(qū)與依據(jù)站徑流系數(shù)，根據(jù)《貴州省1956—2000徑流系數(shù)等值線圖》讀取。

經(jīng)計算，各水資源分區(qū)1956—2012年多年平均徑流深在430（杜仲河福泉市）～640 mm（魚梁江麻江縣）之間，規(guī)劃區(qū)平均徑流深530 mm，徑流量20.5億m3。

規(guī)劃區(qū)主要巖層為碳酸鹽類巖，巖溶現(xiàn)象十分發(fā)育，含水層的儲水空間以溶蝕裂隙、孔隙、管道及基巖裂隙、孔隙為主。河床潛流量所占比重甚微，地下水基本上經(jīng)主河道流出，即河川基流量為地下水資源量，地下水資源量是地表水資源量的一部分，這部分重復(fù)計算量與河川基流量相同。

規(guī)劃區(qū)基流模數(shù)參考灣水水文站確定，規(guī)劃區(qū)基流量為6.81億m3，即規(guī)劃區(qū)地下水資源量為6.81億m3。河川基流量可視為地表水與地下水資源量之間的重復(fù)計算量，因此，水資源總量即為地表水資源量，規(guī)劃區(qū)1956—2012年水資源總量為20.5億m3。

3 需水預(yù)測

以現(xiàn)狀為基礎(chǔ)，依托規(guī)劃區(qū)豐富的自然資源和區(qū)位優(yōu)勢，按照國家、貴州省和黔南州對該地區(qū)的功能定位，以中央政府、貴州省政府、黔南州政府已制定的發(fā)展戰(zhàn)略為指導(dǎo)，以十二五規(guī)劃、城鎮(zhèn)總體規(guī)劃、工業(yè)發(fā)展規(guī)劃等為依據(jù)，預(yù)測規(guī)劃水平年規(guī)劃區(qū)社會經(jīng)濟指標(biāo)。

經(jīng)濟社會需水量包括城鄉(xiāng)生活、工業(yè)、建筑業(yè)、第三產(chǎn)業(yè)、農(nóng)林牧漁和生態(tài)需水量。按照建設(shè)節(jié)水型社會的要求，需水預(yù)測考慮各用水對象的節(jié)水潛力，按節(jié)水情形進行預(yù)測。生活需水量采用人均日用水定額法預(yù)測，工業(yè)、建筑業(yè)、第三產(chǎn)業(yè)、農(nóng)林牧漁業(yè)和生態(tài)需水量采用定額法預(yù)測。

福泉市福泉火電廠屬于高耗水工業(yè)，該電廠于2013年建成投產(chǎn)，電站裝機容量為120萬kW（2×60萬kW），設(shè)計年利用小時數(shù)6 000 h，設(shè)計年發(fā)電量72億 kW·h，耗水指標(biāo)夏季為0.566 m3/（s·GW），冬季為0.483 m3/（s·GW），每年檢修30 d，電廠從高車水庫取水，年需水量為0.19億m3。在工業(yè)產(chǎn)值預(yù)測和用水定額預(yù)測中均不含福泉電廠，在工業(yè)總需水量中包括福泉火電廠需水量。

4 供需分析

4.1 供水原則

保障生活用水，合理安排工業(yè)、農(nóng)業(yè)用水。國民經(jīng)濟供水順序為：生活、工業(yè)和農(nóng)業(yè)。

在水資源供需分析中，充分發(fā)揮現(xiàn)有和規(guī)劃水利工程的作用，盡量保持現(xiàn)有水利工程的調(diào)度運行方式、維持現(xiàn)有工程的任務(wù)與規(guī)模。對于擠占農(nóng)業(yè)用水的水庫，考慮規(guī)劃水平年還原其原設(shè)計供水任務(wù)。企業(yè)自備水源維持其現(xiàn)有供水對象。盡量體現(xiàn)“高水高用”、“優(yōu)水優(yōu)用”、“適當(dāng)利用再生水”的原則。地表水、地下水、再生水統(tǒng)籌考慮。

4.2 供需分析計算方法

供需分析以月為計算單位，采用長系列時歷法進行供水調(diào)節(jié)計算。

規(guī)劃區(qū)分甕安河流域和魚梁江流域分別調(diào)算，各分區(qū)按照河流水系進行先上游后下游的順序進行調(diào)節(jié)。下游分區(qū)的來水量考慮上游分區(qū)的出境水量和本區(qū)的水資源量，各行業(yè)用水考慮一定的回歸量回歸至所在分區(qū)的地表水。

規(guī)劃區(qū)內(nèi)現(xiàn)狀和規(guī)劃的中型水庫、?。?）型水庫，根據(jù)其月入庫徑流資料和向某供水對象的最大供水能力以及用水戶的需水要求進行長系列調(diào)算，得出其多年平均供水量。

引、提水工程供水量為取水河段的徑流量，引、提水工程的能力以及用戶需水量的最小值。

4.3 供需分析結(jié)果

2020年規(guī)劃區(qū)內(nèi)多年平均需水量為5.40億m3，供水量為4.08億m3，缺水量為1.33億m3。缺水量較大的分區(qū)主要在甕安河干流、浪波河、魚梁江衛(wèi)阻河以上。這些缺水的分區(qū)均包含規(guī)劃的工業(yè)園區(qū)，其中甕安縣工業(yè)園區(qū)基本位于甕安河干流，福泉市工業(yè)園區(qū)較集中的牛場鎮(zhèn)、福泉市金山區(qū)，馬場坪區(qū)分別位于浪波河、魚梁江衛(wèi)阻河—洗布河、魚梁江衛(wèi)阻河以上3個分區(qū)。

2030年規(guī)劃區(qū)內(nèi)多年平均需水量為6.26億m3，供水量為4.34億m3，缺水量為1.91億m3。2030年缺水較大的分區(qū)與2020年相一致，主要缺水行業(yè)仍為工業(yè)。缺水的主要原因是規(guī)劃水平年工業(yè)發(fā)展較快，現(xiàn)有和規(guī)劃水源工程供水能力不能滿足其分區(qū)的用水需求。規(guī)劃區(qū)水資源量較豐富，缺少調(diào)節(jié)性能好的大中型水利工程，缺水類型為工程性缺水，需要興建其它水源工程來滿足其需水增長。2020年和2030年的供需平衡結(jié)果見表1。

表1 規(guī)劃水平年供需情況表（多年平均） 萬m3

5 水資源配置

5.1 水源位置

根據(jù)供水對象缺水量、位置、高程及對水質(zhì)的要求，考慮各水資源分區(qū)的河流水文情勢和水資源開發(fā)利用條件，規(guī)劃區(qū)可進一步進行水資源開發(fā)利用的河流主要包括甕安縣的甕安河、龍?zhí)梁雍蜑踅?gòu)皮灘水庫），福泉市的魚梁江楊家墩壩址以上河段和浪波河。

5.2 配置原則

根據(jù)規(guī)劃區(qū)水資源供需分析結(jié)果，水資源配置以規(guī)劃區(qū)內(nèi)可能的水源點可引水量和供水區(qū)的缺水量為基礎(chǔ)，通過建立輸水、調(diào)蓄和配水工程，考慮水源點和供水區(qū)的水質(zhì)、位置、高程等關(guān)系，對區(qū)域之間、用水目標(biāo)之間進行水量的合理調(diào)配，達到水量平衡，提出分水質(zhì)的不同配置方案及工程措施，通過綜合分析和評價各個水資源配置方案的差異，提出水資源合理配置的推薦方案。

按照本地現(xiàn)有水源優(yōu)先供灌溉及灌區(qū)用水的原則，在灌溉保證率基本滿足的情況下，重點研究中心城鎮(zhèn)和工業(yè)園區(qū)新增用水的水資源配置方案，水資源配置遵循高水高用，水源優(yōu)質(zhì)優(yōu)用，就近供水的原則。

5.3 配置方案比選

5.3.1 甕安縣配置方案

烏江其他小支流分區(qū)缺水對象江界河鎮(zhèn)缺水量由大巖水庫供水解決。甕安河干流及甕安縣城附近杜仲河、白水河等河流的水質(zhì)較差，不能滿足生活用水水質(zhì)要求，而甕安縣城附近其他河流水量較小，不能滿足生活供水水量要求，甕安縣城生活供水可考慮由烏江提水，或福泉市鳳山水庫供水解決。甕安縣甕安工業(yè)園供水水源可考慮雙獅水庫或烏江提水。

根據(jù)甕安縣城生活和甕安工業(yè)園對水質(zhì)的要求不同，甕安縣水資源配置共擬定了以下三個方案：烏江提水（方案1）、雙獅水庫和烏江聯(lián)合供水（方案2）、雙獅水庫和鳳山水庫聯(lián)合供水（方案3）。

與方案1和方案2相比，方案3雖然投資最大，費用現(xiàn)值相對略高，但運行成本水價最低，且鳳山水庫水質(zhì)較好，不需要與構(gòu)皮灘水電站業(yè)主協(xié)商，且可以避免烏江遇到突發(fā)水質(zhì)問題時造成的供水風(fēng)險，因此，甕安縣水資源配置方案推薦方案3——雙獅水庫和鳳山水庫聯(lián)合供水方案。

5.3.2 福泉市配置方案

福泉市供水水源包括卡龍橋水庫、鳳山水庫黑塘橋壩址和楊家墩壩址?？垬蛩畮炀嚯x雙龍工業(yè)園受水點4.3 km，水庫死水位比雙龍受水點高程低128 m。鳳山水庫（黑塘橋壩址）距離馬場坪工業(yè)園受水點4.8 km，水庫死水位比馬場坪受水點高程低2 m；水庫距離龍昌工業(yè)園受水點17.2 km，水庫死水位比龍昌受水點高程低182 m。鳳山水庫（楊家墩壩址）距離馬場坪工業(yè)園受水點9.3 km，水庫死水位比馬場坪受水點高程低165 m；距離龍昌工業(yè)園受水點19.6 km，水庫死水位比龍昌受水點高程低290 m；距離雙龍工業(yè)園受水點31.0 km，水庫死水位比雙龍受水點高程低400 m。

根據(jù)甕安縣水資源配置方案，甕安縣城生活缺水需要由福泉市供水解決。

鳳山水庫（楊家墩壩址）單獨供水（方案1）、鳳山水庫（楊家墩壩址）和卡龍橋水庫聯(lián)合供水（方案2）、鳳山水庫（黑塘橋壩址）和卡龍橋水庫聯(lián)合供水（方案3）共3個方案。

通過方案比選，從工程投資、年運行費、成本水價、水質(zhì)等方面看，方案3明顯優(yōu)于方案1和方案2，本階段福泉市供水方案推薦方案3，即鳳山水庫（黑塘橋壩址）和卡龍橋水庫聯(lián)合供水方案。

5.3.3 推薦配置方案

根據(jù)甕安縣和福泉市水資源配置方案比選結(jié)果，本次規(guī)劃水庫工程為雙獅水庫、大巖水庫、卡龍橋水庫和鳳山水庫（黑塘橋壩址），規(guī)劃區(qū)推薦配置方案為：甕安縣甕安河干流分區(qū)生活缺水由福泉市鳳山水庫供水解決，工業(yè)缺水通過新建雙獅水庫供水解決，烏江其他小支流城鎮(zhèn)生活缺水通過新建大巖水庫供水解決；福泉市浪波河分區(qū)城鎮(zhèn)生活和工業(yè)缺水通過新建卡龍橋水庫供水解決，魚梁江衛(wèi)阻河以上分區(qū)和魚梁江衛(wèi)阻河—洗布河分區(qū)城鎮(zhèn)生活和工業(yè)缺水通過新建鳳山水庫（黑塘橋壩址）供水解決。

規(guī)劃實施后，規(guī)劃區(qū)水源供水能力能夠滿足2030年的用水需求。規(guī)劃區(qū)2030年多年平均需水量6.26億m3，多年平均年供水量6.20億m3，多年平均年缺水量409萬m3，生活、工業(yè)和環(huán)境供水保證率可以達到95%，農(nóng)業(yè)灌溉保證率可以達到80%。