牡丹江流域地表水資源可利用量研究

崔 官，姜哲石，李東日，千 剛，杜連梅

（吉林省水文水資源局延邊分局，吉林 延吉 133001）

1 地表水資源可利用量的估算

1.1.3確定生態(tài)用水量和棄水量的枯算方法

地表水可利用量＝總地表水量-生態(tài)用水量-棄水量

該方法不僅考慮到了生態(tài)用水量，同時(shí)也考慮到了在汛期難以利用必須棄掉的部分水量。它是以月最大流量和多年月平均流量的比值為基準(zhǔn)，采用不同的系數(shù)來(lái)確定其棄水量。這樣雖考慮到了水量在年內(nèi)分配不均所造成的難以利用那部分水量，但只考慮到多年平均的比值，過(guò)于籠統(tǒng)，會(huì)造成某些年洪水量很小而棄水量很大的情況。

對(duì)于地表水資源總量的計(jì)算，目前基本已有一定的方法可循，即對(duì)于某個(gè)地區(qū)、某個(gè)頻率，地表水資源總量是一定的。然而，對(duì)于地表水資源可利用量的估算，尚未形成統(tǒng)一的認(rèn)識(shí)。

1.1 地表水資源可利用量估算方法現(xiàn)狀

到目前為止，對(duì)地表水資源可利用量的估算方法一般有以下幾種∶

1.1.1劃分利用率的估算方法

1）利用率大于0.5，可利用量＝可供水量；

2）利用率小于0.2，可利用量＝工業(yè)生活用水量+灌溉用水量+其他用水量；

3）利用率在0.2～0.4之間，可利用量＝利用率×地表水總量×修正系數(shù)。

這種方法是將可利用量和利用率直接掛鉤。但對(duì)于一個(gè)地區(qū)，如果現(xiàn)狀利用率過(guò)高，有可能對(duì)地表水已經(jīng)開采過(guò)量，如果再以此來(lái)確定可利用量，得出的結(jié)果將會(huì)使環(huán)境進(jìn)一步惡化。

1.1.2分區(qū)域的估算方法

1）山丘區(qū)：可利用量＝總水量一棄水量；

2）平原區(qū)：可利用量＝總水量一各河段用水量。

該方法將一個(gè)區(qū)域分成兩部分來(lái)考慮，根據(jù)不同的地理特點(diǎn)分別計(jì)算，但在每個(gè)區(qū)域計(jì)算的時(shí)候有所忽略。即在山丘區(qū)忽略了生態(tài)用水量，在平原區(qū)忽略了汛期的棄水量，這樣的簡(jiǎn)單計(jì)算有可能使估算結(jié)果偏差較大。

1.2 考慮非汛期基流量和汛期棄水量的估算方法

吸收以上方法的可行之處，在此提出估算地表水資源可利用量的另一種方法。

地表水資源可利用量是從可持續(xù)發(fā)展的原則出發(fā)，在地表水資源總量中扣除維持河道內(nèi)生態(tài)環(huán)境用水和難以控制或不可利用的那部分水量后，剩余的人類可利用的最大水量。因此，在估算的時(shí)候，需要分別計(jì)算生態(tài)環(huán)境用水量和汛期棄水量。

保留河道內(nèi)生態(tài)徑流量，可避免因過(guò)量用水造成河流斷流及其它環(huán)境生態(tài)問(wèn)題。因此，在估算地表水資源可利用量時(shí)，必須將生態(tài)徑流量扣除。生態(tài)徑流量由兩部分組成：

1）汛期的沖沙沖污等生態(tài)徑流量。汛期棄水量是汛期難以利用的水量，其中一部分可作為生態(tài)用水，因此汛期生態(tài)徑流量由汛期棄水量提供，無(wú)需單獨(dú)計(jì)算。

2）非汛期保持河流基本功能所需的最小允許基流量Wj。

2 分析計(jì)算

現(xiàn)以牡丹江流域大山咀子水文站徑流資料來(lái)初步分析該估算方法。

牡丹江流域位于延邊朝鮮族自治州西北部，屬北緯的中緯度地帶。大山咀子水文站地處該流域，將該站1999-2008年水文實(shí)測(cè)資料經(jīng)過(guò)分析計(jì)算，得到各年的徑流量及基流量，見表1。其中4-9月份為汛期。

2.1 最小允許基流量Wj

參考國(guó)內(nèi)外經(jīng)驗(yàn)，采用0.6為利用系數(shù)，估算基流的可利用部分，即基流的40%作為河道內(nèi)最小允許基流量Wj。聯(lián)系實(shí)際情況，在大山咀子水文站采用近10年基流量平均值的40%作為最小允許基流量Wj，這部分流量是必須得到保證的，計(jì)算結(jié)果見表1。

表1 大山咀子水文站近10年徑流資料及最小允許基流量 億m3

2.2 汛期棄水量

由于每個(gè)汛期水量越大，難利用的水就越多，即汛期棄水量越大，因此具體的量可以采用不同的棄水系數(shù)來(lái)確定。對(duì)大山咀子水文站1969-2008年這40年的徑流資料進(jìn)行分析，提出以下幾種確定棄水系數(shù)的方法∶

1）以每年月最大流量與最小流量之比值為基準(zhǔn)，該比值與所占的累計(jì)比例見表2。從表2可見，在這40年中，各種比值的分布不均，比值大于70的較多，且經(jīng)過(guò)分析，該方法會(huì)出現(xiàn)某一年汛期流量不大而棄水量很大的情況。

2）以每年月最大流量與多年平均月最小流量之比為基準(zhǔn)，該比值與所占的累計(jì)比例見表2。較第1種方法，各種比值分配相對(duì)均勻，由于采用同一個(gè)基礎(chǔ)，結(jié)果是汛期流量大，棄水量也大，相對(duì)較符合實(shí)際。

3）以每年月最大流量與多年月平均流量之比值為基準(zhǔn)，該方法與第2種方法

相似，結(jié)果也相差不多。但從表2中可以看出，中間段的比值跳躍性相對(duì)有所減少，因此結(jié)果更趨于穩(wěn)定。

比較3種方法的結(jié)果，認(rèn)為采用第3種方法最為適宜。

通過(guò)分析當(dāng)?shù)囟嗄甑慕涤?、徑流資料及近幾年部分較大河流汛期的下泄水量，確定棄水系數(shù)見表3。

按照牡丹江流域大山咀子水文站的資料，近10年最大月與多年月平均流量的比值及棄水量見表4。

表2 各種流量比值及累計(jì)比例

表3 棄水系數(shù)

生態(tài)徑流量即為最小允許基流量與汛期棄水量之和，由此可推得牡丹江流域當(dāng)?shù)亟?0年平均地表徑流量為18.73億m3，地表水資源可利用量為9.30億m3，可利用率為0.50。

表4 最大月與年月平均流量比值及棄水量

3 結(jié)語(yǔ)

本文提供了計(jì)算地表水資源可利用率的一種新思路，該方法對(duì)每年徑流量和棄水量進(jìn)行了分析計(jì)算，不會(huì)出現(xiàn)個(gè)別偏離的現(xiàn)象。棄水量的多少直接受汛期水量的影響，符合汛期水量越多，難利用水量越多的實(shí)際情況。但棄水量的確定根據(jù)不同地區(qū)不同來(lái)水特點(diǎn)及經(jīng)濟(jì)技術(shù)條件等應(yīng)有不同的棄水系數(shù)，在計(jì)算的時(shí)候還需要具體情況具體分析。本方法所確定的地表水資源可利用率看似偏高，但考慮到牡丹江流域?qū)儆跂|部山區(qū)，有較大的調(diào)蓄能力，因此其結(jié)果是較為合理的。