大汶河水資源優(yōu)化調(diào)度

李鵬

(大河水庫管理處，山東泰安 271000)

大汶河水資源優(yōu)化調(diào)度

李鵬

(大河水庫管理處，山東泰安 271000)

隨著泰安市社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展及城市化進(jìn)程的加快，對(duì)水資源的需求量越來越高。水資源短缺和水質(zhì)污染已嚴(yán)重制約了社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活質(zhì)量的提高。因此，合理調(diào)度大汶河水資源對(duì)于流域水資源、生態(tài)環(huán)境與社會(huì)經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

供需水;預(yù)測(cè);平衡分析;優(yōu)化調(diào)度

1 大汶河水資源優(yōu)化調(diào)度的必要性

水是人類生存的生命線，是經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步的物質(zhì)基礎(chǔ)，是實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要保證。2008年泰安市大汶河流域水資源總量為13.68億m3，人均占有水資源量296m3，相當(dāng)于全國人均水平的1/8;畝均占有水資源量為352m3，為全國平均水平的1/6，按照聯(lián)合國劃分的人均占有水資源量標(biāo)準(zhǔn)，泰安市大汶河流域?qū)儆谒C(jī)地區(qū)［1］。因此，對(duì)大汶河水資源進(jìn)行優(yōu)化調(diào)度十分必要。

2 大汶河水資源利用中存在的主要問題

隨著經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的發(fā)展，流域內(nèi)水資源供需矛盾日益突出，已成為制約經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的“瓶頸”因素。流域內(nèi)水資源開發(fā)利用中存在的主要問題［2-4］表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:?有限的水資源不能得到合理有效的利用，尚未實(shí)現(xiàn)水資源的合理配置;?過量超采地下水，使生態(tài)環(huán)境狀況進(jìn)一步惡化;?水污染嚴(yán)重進(jìn)一步加劇了水資源的供需矛盾;?過境水量相對(duì)較少，大量引用客水難度較大;?礦坑排水的綜合利用程度低;?節(jié)水技術(shù)普及率低，水的浪費(fèi)比較嚴(yán)重;?供水水價(jià)偏低，水資源費(fèi)和污水處理費(fèi)尚不能全部征收到位。

3 現(xiàn)狀水資源量及可利用量分析

根據(jù)1956—2008年實(shí)測(cè)資料分析，大汶河流域多年平均年降水量為712.4mm，折合水量46億m3，保證率50%、75%、95%時(shí)年降水量分別為695mm、575mm、428mm。根據(jù)流域內(nèi)水資源綜合規(guī)劃調(diào)查評(píng)價(jià)成果，大汶河流域天然年徑流量為10.91億m3，保證率50%、75%、95%時(shí)年徑流量分別為9.33億m3、5.54億m3、2.20億m3。流域內(nèi)地下水資源總量為8.66億m3，扣除地表水、地下水重復(fù)計(jì)算量，流域內(nèi)水資源總量為13.68億m3。按照2008年大汶河流域內(nèi)人口462.7萬、耕地面積388.5萬畝計(jì)算，人均占有水資源量為296m3，畝均占有水資源量為352m3。地表水資源可利用量為3.34億m3，可利用率30.6%;地下水資源可開采量為7.4億m3，水資源可利用總量為13.68億m3，水資源可利用率為78.5%。

4 現(xiàn)狀供水、用水情況分析

4.1 流域供水量分析

2008年流域內(nèi)總供水量為9.59億m3。其中，地表水供水量為3.73億m3，占總供水量的38.9%;地下水開采利用量為5.73億m3，占總供水量的59.7%，污水處理回用量為0.16億m3。流域內(nèi)地下水供水量是地表水供水量的1.4倍。在地表水供水量中，蓄水工程占50.6%，引水工程占27.8%，提水工程占8.6%;引黃水占 13.0%。在地下水供水量中，淺層水占47.1%，深層水占51.7%，微咸水占1.2%。1999—2008年的10年間，流域內(nèi)的總供水量從11.61億m3減少至 9.59億 m3，供水量減少了 17.4%。其中2004—2008年供水量基本穩(wěn)定在9億m3左右(見圖1)。

圖1 供水總量發(fā)展趨勢(shì)

4.2 流域用水量分析

2008年流域內(nèi)總用水量為9.59億m3。在總用水量中農(nóng)田灌溉用水5.51億 m3，占全市總用水量的57.5%;林牧漁畜業(yè)用水1.68億m3，占全市總用水量的17.5%;工業(yè)用水0.90億m3，占全市總用水量的9.4%;城鎮(zhèn)公共用水0.24億m3，占全市總用水量的2.5%;居民生活用水1.26億m3，占全市總用水量的13.1%，其中農(nóng)村生活用水0.66億m3，占全市總用水量的6.8%，城鎮(zhèn)生活用水0.38億m3，占全市總用水量的4%，生態(tài)環(huán)境用水0.22億 m3，占總用水量的2.3%。按1999—2008年用水量統(tǒng)計(jì)資料分析，流域內(nèi)總用水量基本呈減少趨勢(shì)，從1999年的11.5億m3減少到2008年的9.59億m3。2004—2008年流域內(nèi)總用水量基本穩(wěn)定在9億m3左右(見圖2)。

圖2 用水總量發(fā)展趨勢(shì)

5 水資源需求和可供水量預(yù)測(cè)

5.1 水資源需求預(yù)測(cè)

現(xiàn)狀年農(nóng)田灌溉保證率50%，大汶河流域總需水量為111948萬m3，至2015年、2030年總需水量分別為121859萬m3、114342億m3;現(xiàn)狀年農(nóng)田灌溉保證率75%，大汶河流域總需水量為132108m3，至2015年、2030年總需水量分別為141080萬m3、130439萬m3。大汶河流域需水增長(zhǎng)的主要因素是經(jīng)濟(jì)的持續(xù)快速發(fā)展、城鎮(zhèn)化和工業(yè)化的穩(wěn)步推進(jìn)、人民生活水平和生活質(zhì)量的提高、生態(tài)環(huán)境的改善等。大汶河流域今后30年全社會(huì)總需水量呈緩慢增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，至2030年以后可趨近于零增長(zhǎng);其中，生活、工業(yè)及建筑業(yè)、第三產(chǎn)業(yè)、生態(tài)等各類需水量均有一定幅度的增加，增長(zhǎng)率逐步減小;農(nóng)業(yè)需水量保持穩(wěn)中有降的趨勢(shì)。泰安市大汶河流域需水量預(yù)測(cè)成果見表1。

表1 大 汶 河 流 域 需 水 量 預(yù) 測(cè) 成 果

5.2 可供水量預(yù)測(cè)

充分考慮技術(shù)經(jīng)濟(jì)因素、水質(zhì)狀況、對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響，以及開發(fā)不同水源的有利和不利條件，預(yù)測(cè)不同水資源開發(fā)利用模式下可能的供水量，并進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，擬定水資源開發(fā)利用方案。根據(jù)不同區(qū)域、不同水平年水資源可利用量、需水量及供水能力，分析計(jì)算可提供的水量。大汶河流域供水水源可分為地表水源、地下水源、非常規(guī)水源和外流域調(diào)水等，大汶河流域現(xiàn)狀年保證率50%、75%、95%可供水量分別為111280萬m3、97811萬m3、85889萬m3。全流域不同保證率可供水量成果見表2。

表2 大汶河流域現(xiàn)狀可供水量成果 單位:萬m3

6 水資源優(yōu)化配置

水資源配置在多次供需反饋并協(xié)調(diào)平衡的基礎(chǔ)上，進(jìn)行二次水資源供需分析。此次優(yōu)化配置利用建立的水資源合理配置情景共享系統(tǒng)模擬模型，以水資源系統(tǒng)供需平衡［5-7］為基本原則，考慮各種來水與需水的年際、年內(nèi)的變化，通過不同配置方案的調(diào)度，提供長(zhǎng)系列的供水、余水或缺水過程，客觀地分析系統(tǒng)內(nèi)各個(gè)單元、節(jié)點(diǎn)的供需情況，確定當(dāng)前狀況下區(qū)域最佳水資源合理配置方案。

在充分利用地表水、合理開采地下水、科學(xué)利用污廢水、多種水源統(tǒng)一調(diào)配、優(yōu)化配置的前提下，在現(xiàn)狀供水條件下以供定需，對(duì)流域內(nèi)不同水平年進(jìn)行供需平衡分析，見表3。在水資源二次供需平衡分析中，對(duì)節(jié)水量、新增可供水量和現(xiàn)狀水利工程可供水量進(jìn)行分析，在保證生態(tài)、環(huán)境用水的前提下，確定經(jīng)濟(jì)發(fā)展用水，以獲得水資源動(dòng)態(tài)平衡的合理結(jié)果，見表4。

表3 大汶河流域二次水資源供需平衡分析 單位:萬m3

續(xù)表

表4 大汶河流域二次水資源供需平衡分析 單位:萬m3

從表4可以看出，全市各不同水平年平水年有余水，二次水資源供需平衡分析后使水資源調(diào)配更加科學(xué)，減少了水資源缺乏量。2015年枯水年缺水20265萬m3，缺水率為14%，特枯水年缺水32869萬m3，缺水率為23%，2030年枯水年略有余水，特枯水年缺水9132萬m3，缺水率為7%，可基本滿足需水要求。

7 結(jié)語

水資源短缺始終是制約泰安市社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的長(zhǎng)期問題?？紤]技術(shù)經(jīng)濟(jì)因素對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響、不同水質(zhì)的用水要求和利用其他水源的可行性等，確定大汶河水資源配置方案，確定供水目標(biāo)、任務(wù)和要求，合理分配地表水和地下水，使水資源利用率大大提高，緩解了泰安市水資源嚴(yán)重緊缺的局面。

［1］郭坤榮.大汶河生態(tài)健康評(píng)價(jià)研究［D］.濟(jì)南:山東師范大學(xué)，2007.

［2］李平，高俊杰.大汶河水資源利用存在的問題及可持續(xù)利用對(duì)策［J］.農(nóng)業(yè)開發(fā)與裝備，2014(7):49.

［3］崔華，徐國東.淺談大汶河水資源污染治理與保護(hù)措施［J］.地下水，2002(2):89-91.

［4］左欣，康紹忠，梁學(xué)田.大汶河泰安段水質(zhì)評(píng)價(jià)與污染防治措施研究［J］.山東農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2005 (4):557-563.

［5］于偉東.海河流域水平衡與水資源可持續(xù)開發(fā)利用分析與建議［J］.水文，2008(3):79-82.

［6］張威.我國南方山區(qū)小流域水資源平衡與綜合利用及工程設(shè)計(jì)［D］.杭州:浙江大學(xué)，2014.

［7］左莎莎.流域生態(tài)環(huán)境需水與水資源可持續(xù)利用研究［D］.南昌:江西師范大學(xué)，2013.

Dawen River Water Resources Optimal Dispatching

LI Peng
(Dahe Reservoir Management Office，Tai’an271000，China)

Demand on water resources becomes increasingly higher with the rapid development of economy and society in Tai’an and the acceleration of urbanization process.Water resources shortage and water quality pollution have seriously hampered development of social economy and improvement of people’s life quality.Therefore，rationally dispatching Dawen River water resources has practical significance for coordinated development among basin water resources，ecological environment and social economy.

water supply and demand;forecasting;balance analysis;optimal dispatching

TV213.2

:A

:2096-0131(2015)01-0029-04