汾河流域生態(tài)修復(fù)水資源優(yōu)化配置淺析

張敏

（山西省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，山西 太原 030024）

汾河流域生態(tài)修復(fù)水資源優(yōu)化配置淺析

張敏

（山西省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，山西 太原 030024）

介紹了汾河流域概況，根據(jù)1980—2013年汾河流域枯水系列結(jié)果顯示，流域內(nèi)水資源短缺，地下水超采嚴(yán)重，工農(nóng)業(yè)擠占生態(tài)用水問(wèn)題突出。在社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展指標(biāo)預(yù)測(cè)、需水預(yù)測(cè)以及供水量預(yù)測(cè)的基礎(chǔ)上，采用優(yōu)先使用外調(diào)水、加大使用非常規(guī)水、控制使用地下水、合理使用地表水的原則進(jìn)行水資源的優(yōu)化配置。

地表水；地下水；外調(diào)水；水資源優(yōu)化配置；汾河流域

1 流域概況

汾河流域位于山西省中南部，全長(zhǎng)約710 km，流域面積39 471 km2，占全省國(guó)土總面積的1/4。流域東控太行西接呂梁山，從東西兩山分水嶺到河谷盆地，地貌形態(tài)依次為石質(zhì)山地、土石山地、黃土丘陵及盆地平川，其中黃土丘陵區(qū)面積占比為26%、盆地平川區(qū)面積占比為25.8%。

汾河流域?yàn)槿≌巍⒔?jīng)濟(jì)、文化中心，省會(huì)太原位于汾河流域中游地區(qū)。流域涉及9市51縣（市、區(qū)），主要包括忻州、太原、晉中、呂梁、臨汾、運(yùn)城6市45縣（市、區(qū)）。2012年流域總?cè)丝? 390萬(wàn)人，其中城鎮(zhèn)人口792萬(wàn)人，城鎮(zhèn)化率57%；流域GDP總量5 213億元，占全省的43%；流域總耕地面積116.67萬(wàn)hm2，有效灌溉面積47.8萬(wàn)hm2，糧食產(chǎn)量502萬(wàn)t。

2 水資源量

汾河流域1956—2013年系列水資源總量31.9億m3，本次規(guī)劃采用1980—2013年枯水系列水資源總量28.6億m3。

3 水資源開(kāi)發(fā)利用現(xiàn)狀及存在問(wèn)題

3.1 水資源開(kāi)發(fā)利用現(xiàn)狀

2012年，汾河流域各類供水工程總供水量為28.97億m3，其中地表水12.84億m3（本地地表水9.4億m3，外調(diào)水3.4億m3），地下水14.44億m3，礦坑水0.60億m3，污水處理回用1.10億m3。流域內(nèi)人均用水量208 m3，萬(wàn)元GDP用水量55 m3，農(nóng)田灌溉單位面積平均用水量234 m3，城鎮(zhèn)生活人均用水量102 L/d，農(nóng)村生活人均用水量49 L/d。流域總耗水量21.59億m3，綜合耗水率74.4%，與全省耗水水平相當(dāng)，低于黃河流域85%的耗水率。

3.2 存在問(wèn)題

一是地下水嚴(yán)重超采，水位大幅下降，巖溶泉域地下水位下降使流域內(nèi)的山泉大面積消失，晉祠泉、蘭村泉和古堆泉均已斷流，洪山泉接近斷流。二是地表徑流量不斷減少，汾河中下游河道斷流，斷流主要發(fā)生在蘭村以下的中下游河段，以中游河段斷流發(fā)生最為頻繁。三是盆地平川區(qū)水域面積不斷萎縮。

4 社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和需水預(yù)測(cè)

規(guī)劃基準(zhǔn)年為2012年，近期水平年為2020年，遠(yuǎn)期水平年為2030年。

4.1 社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展指標(biāo)預(yù)測(cè)

2020年汾河流域內(nèi)總?cè)丝谶_(dá)到1 439萬(wàn)人，城鎮(zhèn)人口898萬(wàn)人，城鎮(zhèn)化率62.4%；工業(yè)增加值4 136億元；建筑業(yè)施工面積3 673萬(wàn)m2，增加值為1 059億元；三產(chǎn)從業(yè)人口205萬(wàn)人，三產(chǎn)增加值3 882億元；城市道路廣場(chǎng)面積7 001萬(wàn)m2，城市河湖水域面積6 013萬(wàn)m2。

2030年汾河流域內(nèi)總?cè)丝谶_(dá)到1 482萬(wàn)人，城鎮(zhèn)人口982萬(wàn)人，城鎮(zhèn)化率66.2%；工業(yè)增加值6 938億元；建筑業(yè)施工面積3 565萬(wàn)m2，增加值為629億元；三產(chǎn)從業(yè)人口223萬(wàn)人，三產(chǎn)增加值7 485億元；城市道路廣場(chǎng)面積7 573萬(wàn)m2，城市河湖水域面積6 518萬(wàn)m2。

2030年，農(nóng)業(yè)灌溉面積維持現(xiàn)狀的47.8萬(wàn)hm2，其中河灌區(qū)面積34.5萬(wàn)hm2，井灌區(qū)面積13.3萬(wàn)hm2，大力發(fā)展高效節(jié)水面積，高效節(jié)水面積達(dá)到95%。流域內(nèi)畜牧業(yè)維持現(xiàn)狀規(guī)模不改變。

4.2 需水量預(yù)測(cè)

工業(yè)需水采用彈性系數(shù)法預(yù)測(cè)，建筑業(yè)需水采用單位建筑面積用水指標(biāo)法預(yù)測(cè)，三產(chǎn)需水采用從業(yè)人員人均用水指標(biāo)法預(yù)測(cè)，生態(tài)環(huán)境和農(nóng)業(yè)灌溉需水采用定額法預(yù)測(cè)。

2020年50%保證率下，井灌區(qū)毛用水定額為2 250 m3/hm2、河灌區(qū)毛用水定額為3 345 m3/hm2；75%保證率下，井灌區(qū)毛用水定額為2 925 m3/hm2、河灌區(qū)毛用水定額為4 545 m3/hm2。

2030年50%保證率下，井灌區(qū)毛用水定額為2 100 m3/hm2、河灌區(qū)毛用水定額為3 090 m3/hm2；75%保證率下，井灌區(qū)毛用水定額為2 730 m3/hm2、河灌區(qū)毛用水定額4 020 m3/hm2。

2020年汾河流域50%年份總需水量30.43億m3，城鎮(zhèn)生活3.53億m3、農(nóng)村生活1.30億m3、農(nóng)業(yè)灌溉15.07億m3、工業(yè)6.52億m3、建筑業(yè)0.35億m3、三產(chǎn)1.44億m3，河道外生態(tài)1.49億m3，河道外濕地補(bǔ)水0.73億m3；75%年份總需水量34.95億m3，城鎮(zhèn)生活3.53億m3、農(nóng)村生活1.30億m3、農(nóng)業(yè)灌溉19.59億m3、工業(yè)生產(chǎn)6.52億m3，建筑業(yè)0.35億m3、三產(chǎn)1.44億m3、河道外生態(tài)1.49億m3、河道外濕地補(bǔ)水0.73億m3。

2030年汾河流域50%年份總需水量31.16億m3，城鎮(zhèn)生活4.12億m3、農(nóng)村生活1.42億m3、農(nóng)業(yè)灌溉13.45億m3、工業(yè)生產(chǎn)7.84億m3、建筑業(yè)0.37億m3、三產(chǎn)1.56億m3、河道外生態(tài)1.67億m3、河道外濕地補(bǔ)水0.73億m3；75%年份總需水量35.19億m3，城鎮(zhèn)生活4.12億m3、農(nóng)村生活1.42億m3、農(nóng)業(yè)灌溉17.48億m3、工業(yè)生產(chǎn)7.84億m3、建筑業(yè)0.37億m3、三產(chǎn)1.56億m3、河道外生態(tài)1.67億m3、河道外濕地補(bǔ)水0.73億m3。

5 供水量預(yù)測(cè)

5.1 當(dāng)?shù)氐乇硭┧A(yù)測(cè)

汾河流域內(nèi)現(xiàn)有的大中型水利工程大多興建于20世紀(jì)80年代以前，隨著地表徑流量的萎縮及大型蓄水工程泥沙淤積的影響，直接采用其設(shè)計(jì)供水能力作為現(xiàn)有地表水工程的供水能力與實(shí)際情況不符。根據(jù)2002—2012年《山西省水利統(tǒng)計(jì)年鑒》成果中的逐年本地地表水工程實(shí)際供水量，選取近10年最大供水量作為現(xiàn)狀當(dāng)?shù)氐乇硭こ痰墓┧芰?。同時(shí)對(duì)流域內(nèi)降水進(jìn)行頻率分析，選擇平水年和偏枯年份，分析典型年份現(xiàn)有地表水工程的可供水量。

汾河流域現(xiàn)有地表水工程50%年份可供水量為9.37億m3，其中蓄水工程2.00億m3，引水工程4.46億m3，提水工程2.90億m3。

此外，2012—2015年期間，汾河流域內(nèi)新建成供水水源工程4處，尚未發(fā)揮供水效益，分別為松塔水電站、柏葉口水庫(kù)、石膏山水庫(kù)和五馬水庫(kù)，設(shè)計(jì)供水能力0.88億m3，預(yù)計(jì)在2020年可發(fā)揮工程效益。2015年以后流域內(nèi)規(guī)劃新建更新小型水庫(kù)工程30座，多年平均可新增供水能力0.68億m3。到2030年，汾河流域50%年份當(dāng)?shù)氐乇硭晒┧繛?0.96億m3。

5.2 外調(diào)水工程可供水量

外調(diào)水可供水量為汾河流域內(nèi)供水的重要組成部分，到2030年，汾河流域形成“五水濟(jì)汾”的良好局面，五大水利工程包括萬(wàn)家寨引黃南干線工程、中部引黃工程、禹門口提水工程、引沁入汾和川引水輸水工程、西范東擴(kuò)工程。其中萬(wàn)家寨引黃南干線工程、禹門口提水工程、引沁入汾和川引水輸水工程已建設(shè)完成并發(fā)揮作用，中部引黃工程及西范東擴(kuò)工程為在建工程，預(yù)計(jì)2020年建成并發(fā)揮作用?！拔逅疂?jì)汾”工程可向汾河流域供水14.40億m3。

5.3 地下水可供水量

地下水可供水量為可開(kāi)采量12.61億m3。

5.4 中水可供水量

現(xiàn)狀年汾河流域再生水回用量為1.03億m3，隨著加強(qiáng)污染防治措施的落實(shí)，加大廢污水處理和回用力度，預(yù)計(jì)至2030年回用量達(dá)到2.44億m3。

預(yù)計(jì)到2030水平年50%年份可供水量為40.43億m3，其中地表水10.96億m3、地下水12.61億m3、外調(diào)水14.40億m3、中水2.46億m3；75%年份可供水量為37.41億m3，其中地表水7.94億m3、外調(diào)水14.40億m3、地下水12.61億m3、中水2.46億m3。

6 供需平衡分析

基準(zhǔn)年在扣除地下水超采量的前提下，缺水較大，缺水區(qū)域覆蓋全流域。因此，需在流域內(nèi)繼續(xù)加大外調(diào)水量，同時(shí)推進(jìn)節(jié)水改造工程，來(lái)滿足規(guī)劃水平年的需水量。2030年50%年份供水量大于需水量，可滿足流域內(nèi)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)水資源的需求；75%年份流域內(nèi)局部地區(qū)處于缺水狀態(tài)，缺水量達(dá)到1.35億m3，缺水對(duì)象主要為農(nóng)業(yè)。

7 水資源優(yōu)化配置

鑒于汾河流域內(nèi)水資源短缺、地下水超采嚴(yán)重、工農(nóng)業(yè)擠占生態(tài)用水問(wèn)題突出的實(shí)際情況，把“五水濟(jì)汾”工程作為主要的地下水置換水源和補(bǔ)充河道內(nèi)生態(tài)水量的主要措施。采用優(yōu)先使用外調(diào)水、加大使用非常規(guī)水、控制使用地下水、合理使用地表水的原則，按照“保障生活用水、穩(wěn)定農(nóng)業(yè)用水、提高工業(yè)用水、統(tǒng)籌生態(tài)用水”的水資源配置思路，通過(guò)實(shí)施“五水濟(jì)汾”和縣域供水工程，增加中水回用，充分使用地表水，用足用好外調(diào)水，嚴(yán)格控制地下水，滿足全流域經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和生態(tài)修復(fù)用水需求。

2020年（P=50%）汾河流域水資源配置成果為：本地地表水7.82億m3、地下水9.31億m3、其他水2.13億m3、外調(diào)水11.17億m3，總配置水量30.43億m3。2030年（P=50%）汾河流域水資源配置成果為：本地地表水7.55億m3、地下水8.83億m3、其他水2.45億m3、外調(diào)水12.33億m3，總配置水量31.16億m3。

本次汾河流域水資源配置，河道外生態(tài)需水量基本由中水滿足，地下水配置量8.83億m3，與山西省關(guān)井壓采規(guī)劃地下水目標(biāo)開(kāi)采量9.31億m3基本吻合，生活需水的75%由地下水滿足，工業(yè)用水的60%由外調(diào)水滿足。

TV213.9

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1004-7042（2017）01-0024-02

張敏（1980-），女，2006年畢業(yè)于太原理工大學(xué)水文學(xué)與水資源專業(yè)，工程師。

2016-11-03；

2016-12-15