永城市水資源可利用量分析

□王占峰（河南省商丘水文水資源勘測局）

在對水資源可利用量進行計算時，應遵循以下原則：維系水資源可持續(xù)利用的原則，統(tǒng)籌兼顧，優(yōu)先保證最小生態(tài)環(huán)境需水的原則，以流域水系為系統(tǒng)的原則以及因地制宜的原則。

1.可利用量計算

1.1 地表水可利用量計算

1.1.1 地表水可利用量計算方法

永城市屬于北方水資源緊缺地區(qū)，故采用倒算法。

倒算法是用多年平均水資源量減去不可以被利用水量和不可能被利用水量，求得多年平均地表水資源可利用量，計算式如下：

式中，不可以被利用水量指不允許利用的水量，它包括河道內(nèi)生態(tài)環(huán)境需水量和河道內(nèi)生產(chǎn)需水量。河道內(nèi)生態(tài)環(huán)境需水量主要包括維持河道基本功能的需水量、河湖泊濕地需水量、河口生態(tài)環(huán)境需水量等。

不可能被利用水量指受種種因素和條件的限制，無法被利用的水量。主要包括：超出工程最大調(diào)蓄能力和供水能力的洪水量；在可預見時期內(nèi)受工程經(jīng)濟技術條件影響不可能被利用的水量。汛期難于控制利用洪水量指在可預期的時期內(nèi)，不能被工程措施控制利用的汛期洪水量。

1.1.2 地表水可利用量計算

1.1.2.1 計算河流和控制代表站

主要河流的地表水可利用量是區(qū)域水資源可利用量評價的基礎，它是以河流控制站的可利用量計算為基本依據(jù)。本次評價的主要河流和控制代表站有：澮河(黃口站)、沱河(永城站)。

1.1.2.2 評價方法

地表水可利用量計算首先要考慮維持河道生態(tài)環(huán)境對水的需求。河道內(nèi)最小生態(tài)環(huán)境和其他用水，采用多年平均天然徑流百分數(shù)法計算。通過對永城市河流徑流特性分析并結合代表站典型年的分析計算，河道內(nèi)最小生態(tài)環(huán)境用水量按多年平均天然年徑流量的15%計算。

其次是考慮汛期不可能被利用的棄泄洪水量。永城市處于南北過渡地帶，根據(jù)市內(nèi)河流水文特性分析，確定汛期為6-9月，汛期不可能被利用的洪水量計算采用長系列天然徑流量資料，逐年計算汛期難于控制的下泄洪水量，由此計算多年平均汛期不可能被利用的洪水量。

1.1.3 地表水可利用量計算成果：

1.1.3.1 主要控制站可利用量計算成果

主要控制站多年平均徑流量減去河道生態(tài)環(huán)境需水量和多年平均下泄洪水量，求得主要控制站多年平均地表水可利用量。

控制站可利用量計算結果表明，澮河地表水可利用率為25.4%，沱河為55.9%。

1.1.3.2 分區(qū)地表水可利用量計算成果

分區(qū)地表水可利用量計算是在主要河流可利用量計算成果基礎上匯總求得。包河、王引河因沒有水文站，多年平均地表水可利用量，分別采用黃口站和永城站進行類比，澮河、沱河多年平均地表水可利用量分別采用黃口站、永城站資料面積比擬。

通過上述計算，全市多年平均地表水可利用量6672.4萬m3，占多年平均天然徑流量17756.2萬m3的37.8%。其中包河地表水可利用量為841.2萬m3，占共多年平均天然徑流量3398.2萬m3的24.8%；澮河地表水可利用量為1619.5萬m3，占其多年平均天然徑流量6618.8萬m3的24.5%；沱河地表水可利用量為2158.8萬m3，占其多年平均天然徑流量3942.7萬m3的54.8%；王引河地表水可利用量為2052.9萬m3，占其多年平均天然徑流量3796.5萬m3的54.1%。

1.2 地下水可開采量計算

1.2.1 地下水可利用量(可開采量)計算

平原區(qū)淺層地下水可利用量(可開采量)，一般可而且采用可開采系數(shù)法進行計算。

根據(jù)《河南省水資源研究》等分析資料,考慮可開采系數(shù)ρ值的確定條件，即地下水開發(fā)利用情況，可開采系數(shù)選取0.75。

1.2.2 平原區(qū)淺層地下水可開采量計算成果

確定計算區(qū)可開采系數(shù)ρ值后，用ρ值乘以計算區(qū)總補

給量就可求得計算區(qū)可利用量(可開采量)，計算式如下：

式中：Wdk-平原區(qū)淺層地下水可開采量；ρ-平原區(qū)淺層地下水可開采系數(shù)；Wdz-平原區(qū)淺層地下水總補給量。

與地下水資源量計算方法相似，可利用量計算要考慮不同礦化度分區(qū)，最后按礦化度M≤2g/L、M＞2g/L和總量進行水資源分區(qū)匯總。

經(jīng)過分析計算全市地下水可開采量為26022.9萬m3，其中礦化度M≤2g/L可開采量25583.3萬m3，礦化度M≤2g/L可開采量439.6萬m3，可開采模數(shù)為13.1萬m3/km2。按河流流域分區(qū)包河地下水可開采量為4072.8萬m3，可開采模數(shù)為11.8萬m3/km2；澮河地下水可開采量為8261.5萬m3，可開采模數(shù)為13.0萬m3/km2；沱河地下水可開采量為7159.8萬m3，可開采模數(shù)為13.5萬m3/km2；王引河地下水可開采量為6528.9萬m3，可開采模數(shù)為 13.5萬 m3/km2。

可利用總量計算

水資源可利用總量計算方法

地表水資源可利用量與淺層地下水資源可開采量之和再扣除兩者之間重復計算量即為水資源可利用總量。兩者之間重復計算量主要是平原區(qū)淺層地下水的渠系滲漏和田間入滲補給量的再利用部分。計算公式如下：

式中：W重復量－地下水可開采量計算與地表水可利用量計算的重復水量；ρ－可開采系數(shù)，是地下水可開采量與地下水總補給量的比值；W渠滲－渠灌渠系水入滲補給水量；W田滲－地表水灌溉田間水入滲補給水量。

1.2.3 水資源可利用總量計算成果

全市水資源可利用總量為32205.3萬m3，其中地下水與地表水重復計算可利用量為490.0萬m3。

2.可利用量分布特點

2.1 地表水可利用量分布特點

2.1.1 影響地表水可利用量的因素

2.1.1.1 流域降水量情況：影響地表水可利用量的降水情況，主要表現(xiàn)在降水量的大小和降水量年內(nèi)分配情況，降水量大小決定徑流量和可利用量的大小。年內(nèi)分配是否均勻也直接影響可利用量大小。

2.1.1.2 流域內(nèi)調(diào)蓄供水工程情況：流域調(diào)蓄主要起調(diào)節(jié)攔蓄作用，汛期或枯水期的地表徑流經(jīng)調(diào)蓄工程的攔蓄作用，再通過供水工程送至受水區(qū)使用，達到年內(nèi)年際甚至多年調(diào)節(jié)目的，以盡可能減少下泄水量，增加可利用量。

2.1.2 地表水資源可利用量分布

2.1.2.1 地表水可利用量分布情況：全市地表水可利用量為6672.4萬m3。其中：包河地表水可利用量為841.2萬m3;澮河為1619.5萬m3,沱河2158.8萬m3，王引河為2052.9萬m3，地表水可利用量分布從流域分析，最大是沱河2158.8萬m3，最小是包河 841.4萬 m3。

2.1.2.2 地表水可利用率分布特點：地表水可利用率的分布一般受地表水徑流條件、現(xiàn)狀水利工程布局和開發(fā)利用情況影響。河流分布為：沱河最大54.8%，王引河54.1%、包河24.8%，最小為澮河24.5%。

2.2 地下水可開采量分布特點

2.2.1 影響地下水可開采量的因素

根據(jù)地下水可開采量計算方法，地下水可開采量取決于總補給量和可開采系數(shù)的大小，而影響總補給量和可開采系數(shù)大小主要因素有降水量等補給源條件、包氣帶巖性和含水層水文地質條件、淺層地下水埋深和地下水開發(fā)利用水平等。

2.2.1.1 降水量補給條件：淺層地下水主要來源于大氣降水補給，降9水補給一般占總補給量的60%以上，所以在其它條件類似情況下，降水量大小決定總補給量多少。

2.2.1.2 包氣帶巖性和含水層水文地質條件：在降水量相同情況下，包氣帶巖性和含水層水文地質條件是總補給量多少的主要影響因素，包氣帶土壤和含水層巖性顆粒粗，補給量大，反之則小。另外含水層水文地質條件好，單井出水量大，易于開發(fā)利用，可開采量就大。

2.2.1.3 地下水埋深影響：在含水層等其它條件類似情況下，地下水埋深大小決定補給條件難易。經(jīng)過分析和有關試驗，隨著地下水埋深加大到一定程度,各種補給系數(shù)略有減少，總補給量也隨著減少，相應可開采量也減少。

2.2.1.4 地下水開發(fā)利用程度：淺層地下水總補給量確定后，若開發(fā)利用程度低，地下水資源量就大量消耗于潛水蒸發(fā)和河川基流，這樣可開采量就小，反之開發(fā)利用程度高，埋深大，消耗于潛水蒸發(fā)和基流量就小，可開采量就大。

2.2.2 地下水資源可開采量分布特點

地下水資源可開采量的分布采用分區(qū)可開采模數(shù)分布表示，全市可開采模數(shù)較大的區(qū)域主要分布在澮河兩岸?？砷_采模數(shù)較小的區(qū)域主要分布在包河兩岸。

3.可利用量計算成果合理性分析

3.1 地表水可利用量計算成果合理性分析

3.1.1 地表水可利用率分析

國際上通常認為，地表徑流量豐富地區(qū)，地表水可利用率一般不宜超過40%，徑流量缺乏地區(qū)一般不宜超過60%，否則會對生態(tài)環(huán)境造成破壞。永城市屬于水資源比較貧乏的區(qū)域，本次評價，全市地表水可利用率為37.6%。

3.1.2 可利用量計算成果分析

可利用量計算結果基本符合永城市河流基本狀況下。表1基本反映了永城市各流域地表水可利用量與開發(fā)利用現(xiàn)狀情況，由于2005年降水量偏多，各河流地表水實際利用率均小于多年平均可利用率，且呈現(xiàn)地表水利用率北部高于南部地區(qū)。

永城市地表水可利用量與現(xiàn)狀(2005年)開發(fā)利用量對比分析見表1所示。

可利用量計算存在以下幾點問題：一是生態(tài)環(huán)境用水量采用的比例，雖然是參照細則標準，但缺乏依據(jù)；二是永城市河流，由于受其它工程影響，河道變動復雜，使流域面積不固定，影響還原水量計算精度，因而也影響可利用量計算精度。

現(xiàn)狀水量分析表 (單位：萬m3)

3.1.3 可利用量計算合理性評述

以上對地表水可利用量、地下水可利用量、水資源可利用總量成果進行計算和分析，由于計算方法仍存在一些問題，地表水與地下水相互轉化關系復雜、區(qū)域各種條件千差萬別，加上受人類活動影響等多種因素，給計算帶來困難，直接影響計算成果精度。

地表水可利用量不同于目前規(guī)劃設計采用的可供水量，由于來水與需水的時空不一致，又受供水工程條件影響，計算的地表水可利用量一般大于地表水可供水量(無外調(diào)水源、無重復利用)，同樣計算的水資源可利用總量要大于其可供水量。