陳 娟，尤征懿，朱前維

(江蘇省水文水資源勘測局無錫分局，江蘇 無錫 214023)

水資源公報是推進水資源統(tǒng)一規(guī)劃和強化水資源管理的一項重要的基礎(chǔ)性工作，是加強水資源管理和實行水資源優(yōu)化配置調(diào)度的重要依據(jù)，已成為政府宏觀決策的科學(xué)依據(jù)，成為展示水文服務(wù)水平的窗口。水資源公報的編制為水資源管理提供了有力的技術(shù)支撐，公報編制的精度直接影響了水資源規(guī)劃和管理工作，無錫市自1999年編制無錫市水資源公報以來，水量平衡誤差越來越大，因此開展水量平衡分析查找誤差原因，對提高水資源公報編制精度意義重大[1]。

1 區(qū)域概況

無錫市地處長江三角洲江湖間的走廊地帶，位于江蘇省東南部，滬寧鐵路中段，東臨蘇州，南瀕太湖，西接常州，北枕長江，有江陰長江大橋與靖江市相連。無錫地形以平原為主，全市總面積4 627 km2，其中水域面積為941 km2，總?cè)丝诩s655萬。無錫屬亞熱帶季風(fēng)海洋性氣候，常年主導(dǎo)風(fēng)為東南風(fēng)，四季變化分明，氣候溫和濕潤，雨量充沛，無霜期長，熱量豐富。全市多年年平均降水量約1 156 mm。降水量年內(nèi)分布不均，年際變化不均，空間分布存在差異，總體呈南多、北少態(tài)勢。地表徑流的年內(nèi)分配與降雨相對應(yīng)，春夏兩季多，冬季少。

2 進出水量及水量平衡計算

無錫市區(qū)地處太湖流域中部，長江、太湖是本市水資源的主要補給源，大運河橫貫市區(qū)，承接西部常州方向的來水；東部“引江濟太”工程由常熟水利樞紐通過望虞河將長江水引入太湖，部分水量通過與望虞河聯(lián)通的錫北運河、九里河、伯瀆港等大小河道進入市區(qū)；北部江陰市沿江口門均已建閘控制，未來規(guī)劃將通過新溝河等工程向無錫市區(qū)引水；南部通過梁溪河、直湖港、罵蠡港等河道與太湖交換水量；宜興地區(qū)接西部宜溧山區(qū)的來水后，通過南溪河、北溪河等河道排入太湖，太湖高水時則反向倒灌。無錫市進出水量計算主要是通過布設(shè)錫澄東西線巡測來控制無錫市出入境水量，錫澄西線位于在錫澄運河西側(cè)，控制上游常州方向進入錫澄地區(qū)的來水。錫澄東線(又名望虞河西線)沿望虞河的西側(cè)，控制錫澄地區(qū)向東排水量。東、西線之間，北部有沿江小閘巡測線控制長江進出錫澄地區(qū)的水量。南部有環(huán)太湖巡測線控制錫澄地區(qū)進出太湖的水量。

水量平衡計算公式為

ΔE=W入+W1+W2+R+V1-W出-W耗-V2

(1)

式中：ΔE為不平衡量，W入為無錫入境水量，W1為取長江水量，W2為取太湖水量，R為本地水資源量，W出為無錫出境水量，W耗為工農(nóng)業(yè)及生活生態(tài)取用水量實際消耗量，V1、V2為河槽年初、年末蓄量，均為億m3。

3 無錫市歷年進出水量變化情況

無錫市歷年進出水量統(tǒng)計見表1。

表1 無錫市歷年進出水量統(tǒng)計

(續(xù)表1)

2005—2016年無錫市進出水量變化見圖1。

圖1 無錫市歷年進出水量與降水量

從表1、圖1中可以看出，無錫市出入境水量差值逐年加大，除2008年入境水量大于出境水量外，其余年份出境水量均大于入境水量，不平衡量最小為0.1億m3，至2016年不平衡量最大已達21.0億m3。

4 進出水量不平衡量的影響因素

對無錫市近10年進出水量計算成果分析，不平衡量產(chǎn)生的主要原因為以下幾個方面。

4.1 地表徑流計算誤差

(1)下墊面變化對地表徑流的影響

下墊面變化對產(chǎn)流計算影響較大，隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，無錫市土地利用也發(fā)生了巨大的變化，城市耕地面積逐步減少，水田、旱地快速減少，不透水面積迅速增加。無錫市歷年耕地面積變化曲線見圖2。

圖2 無錫市歷年耕地面積變化曲線

根據(jù)圖2可知，無錫市2000—2006年，耕地面積大幅下降，2006—2014年耕地面積呈平緩趨勢，2014年至今耕地面積又迅速下降，土地利用情況、覆被情況也發(fā)生了較大的變化，隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，無錫農(nóng)作物耕種更多的已向種植經(jīng)濟作物轉(zhuǎn)變，蔬菜大棚大量使用。2000年以后，無錫房地產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅猛，建設(shè)用地猛增。

城市區(qū)域原有的植被綠地等可以對雨洪徑流量進行吸收、滲透，城市地表對雨洪徑流的自然下滲大大減弱，城市降雨大部分形成了地表徑流；硬化地面的急速增加，致使地表的粗糙率減小、徑流入滲量較少，降雨后地面匯流時間縮短[2]。土地利用和覆被變化改變了降雨下滲量及地面徑流匯流速度, 對產(chǎn)匯流特性產(chǎn)生了影響，導(dǎo)致實際徑流量遠大于計算值。

(2)水文代表站及計算參數(shù)的選擇對地表徑流量的影響

降雨站點及蒸發(fā)站的選定也直接影響了地表水資源量的計算成果，舊的地表水計算公式無法完全匹配下墊面發(fā)生巨大變化的狀況，應(yīng)研究新的形勢下降雨徑流關(guān)系和產(chǎn)流模式，制定符合實際情況的參數(shù)并選用合理的水文代表站點。

4.2 水利工程對徑流量的影響

2003年起無錫市為滿足防洪需求，率先開始實施運東片城市防洪工程建設(shè)，至2008年底城市防洪大包圍全面建成[3]，利用水利工程設(shè)施，在未降雨時提前降低了城區(qū)內(nèi)部河道水位，縮短了產(chǎn)流時間，增加了徑流系數(shù)，使得徑流量加大。沿湖沿江很多口門建有閘門控制，雖然無錫制定了控制閘門運行規(guī)定，但有時調(diào)水工程的運行沒有按規(guī)定進行，造成部分水量未被掌握，從而造成水量的不平衡。

4.3 進出水量巡測測量誤差

目前無錫錫澄東西巡測線段全年巡測約20次左右，基本按非汛期每月1次、汛期每月2～3次安排測次。由于巡測路線較長，沿巡測線水流條件不一致，基點站不能完全代表巡測線流量變化情況。錫澄東線北國大橋段臨近長江，受沿江閘門潮汐漲落自引長江水影響，基點站和巡測段總流量關(guān)系較為散亂。錫澄西線因受梅梁湖、大渲河泵站調(diào)水引流頂托影響嚴重，沙灘橋至新造橋之間的巡測段無合適的基點站。

環(huán)太湖巡測線浯溪橋段以浯溪橋為基點站，城東港橋段以城東港橋為基點站每天測量，利用基點站流量與巡測線段每次巡測的總流量推算該段的逐日流量，沿湖小閘段以吳塘門套閘至四河港閘16個口門單站實測流量計算總流量。另外有大港橋、直湖港閘等7個單站。

由于大部分河道流速受降雨影響較大，降雨初期就產(chǎn)流，降雨結(jié)束，流速就減小直至滯留，巡測時不可能每次都做到降雨就測流。

4.4 工農(nóng)業(yè)用水量統(tǒng)計不全

目前無錫市總用水量統(tǒng)計中農(nóng)業(yè)灌溉用水因不好直接計量，是根據(jù)無錫市典型農(nóng)業(yè)灌溉點實測面積用水?dāng)?shù)據(jù)推算而得，樣本代表性不夠，使得實際農(nóng)業(yè)灌溉用水與之有一定差異，工業(yè)用水統(tǒng)計不完全，對取水用戶的監(jiān)測還不夠完善，還有很多取水用戶沒有計量。

5 對策與措施

5.1 提高地表徑流計算精度

無錫城市化發(fā)展帶來的土地利用變化一定程度上影響了徑流計算，利用先進的遙感技術(shù)對遙感圖像進行解譯，獲知無錫市土地實際利用情況，以便及時調(diào)整地表水資源計算中各類土地面積，及時調(diào)整參數(shù)，可以建立徑流系數(shù)與下墊面情況的相關(guān)關(guān)系，提高地表徑流的計算精度。對雨量站點布設(shè)合理考慮行政區(qū)域邊界，以便提高對區(qū)縣水資源量的計算精度。

5.2 提高測量精度

全面掌握無錫市出入境水量是水量平衡計算及水資源合理配置的核心，建議合理布設(shè)巡測斷面，對目前采用的巡測基點站斷面能夠建立自動監(jiān)測系統(tǒng)，實現(xiàn)在線實時監(jiān)測，對其他巡測斷面應(yīng)該加大巡測頻次，推進現(xiàn)代化測流方式，引進先進的測流設(shè)備，如ADCP(聲學(xué)多普勒剖面流速儀)[4]，保證原始資料的精度，最大程度減少測量帶來的誤差。

5.3 合理調(diào)整水利工程調(diào)度方案

沿江沿湖大部分進出口門均已建立閘門控制，但閘門的啟閉狀態(tài)與規(guī)劃中的調(diào)度原則有所不同，建議水行政主管部門嚴格管控，制定合理的口門調(diào)度方案，并及時通知水文巡測部門，便于精準(zhǔn)監(jiān)測進出口門實際水量。

5.4 摸清工農(nóng)業(yè)取用水情況，加強用水總量統(tǒng)計工作

用水量統(tǒng)計工作是水資源管理的一項重要工作，改進用水總量統(tǒng)計方法和方式，強化取用水計量和監(jiān)控，建立健全水資源監(jiān)控制度，對用水戶加強取水監(jiān)測，嚴格執(zhí)行取水許可制度，層層部署開展取水集中監(jiān)督檢查工作，考核取用水戶年度取用水計劃執(zhí)行情況，開展用水審計試點工作，健全用水計量體系，實現(xiàn)在線監(jiān)測，全面掌握水資源的取、用、耗、排第一手資料，提高用水量統(tǒng)計的科學(xué)性、準(zhǔn)確性。

開展對歷年取用水資料復(fù)核工作，根據(jù)歷年用水量變化的趨勢及其人口變化資料，核定國內(nèi)萬元生產(chǎn)總值用水量及工業(yè)增加值用水量等用水指標(biāo)，復(fù)核用水量的合理性。對農(nóng)業(yè)用水量的統(tǒng)計，通過分析農(nóng)田灌溉用水量變化趨勢與實際灌溉面積變化的情況，以及畝均農(nóng)田灌溉用水量和降水量之間的關(guān)系來復(fù)核農(nóng)田灌溉用水量的合理性。探索農(nóng)業(yè)用水計量方式，加強農(nóng)業(yè)取水的監(jiān)督管理，增加和完善基礎(chǔ)用水資料。

5.5 完善用水消耗量的計算方法

目前，無錫市水資源公報中用水消耗量估算是利用耗水率來推算用水消耗量的，耗水率采用全省統(tǒng)一數(shù)據(jù)，建議對無錫市開展行業(yè)耗水率測算工作，為用水消耗量的估算提高精度。

6 結(jié) 語

通過對無錫市歷年來水量出水量資料，分析進出水量不平衡量產(chǎn)生的因素，并提出解決的對策和措施。結(jié)果表明，下墊面變化、巡測誤差、工農(nóng)業(yè)用水量統(tǒng)計、水利工程調(diào)度是直接影響出入境水量的不平衡量的主要因素。

提高無錫市出入境水量計算精度為無錫市水資源的科學(xué)開發(fā)、高效利用、合理配置提供了參考依據(jù)?？茖W(xué)制定總量控制方案，實施更嚴格的水資源管理，確保無錫市經(jīng)濟社會發(fā)展規(guī)劃以及城市總體規(guī)劃的編制、重大建設(shè)項目的布局與水資源現(xiàn)狀相匹配。