丹江各月來水量對商洛城市及工業(yè)生產影響分析

王智林

（陜西省商洛水文局，陜西 商洛 726000）

丹江水資源是商洛市城市生活的主要保障。商丹工業(yè)園區(qū)位于丹江盆地的商州至丹鳳核心區(qū)。打造工業(yè)園區(qū)離不開工業(yè)用水，用水也依靠丹江徑流補給。然而，丹江水量分配受大氣降水的影響，全年12個月差異很大。為了科學、合理發(fā)展工業(yè)，提高工業(yè)生產的效率。同時，按照十九大提出的加快建設生態(tài)文明體制改革、建設美麗中國的要求，保護商洛的母親河—丹江，必須確保丹江生態(tài)流量，維護丹江健康生命。只有這樣，才能確保建成美麗商洛。本文結合生態(tài)基流的需要對丹江的徑流進行科學分析，在充分利用水資源、合理安排生產方面提供科學依據(jù)。

1 基本情況

1.1 丹江概況

丹江，發(fā)源于秦嶺主脊——海拔1964.7m的鳳凰山東南側。經商州區(qū)的鐵爐子、黑龍口、麻街入二龍山水庫，經商洛城區(qū)、夜村入丹鳳縣的棣花、丹鳳縣城、竹林關進入商南縣的金絲峽、湘河，在白浪鎮(zhèn)的月亮灣入河南省。商洛市境內249.6 km。比降4.75‰，流域面積7478.3 km2。

主要支流有：板橋河、南秦河、會峪河、老君河、銀花河、武關河、清油河、縣河、冷水河。

1.2 水文站設立情況

丹江最早設立水文站為1951年6月，位于商州沙河子的柴灣，1958年6月1日撤銷。1957年4月設立丹鳳水文站。1959年5月設立程家坡水文站，1971年1月1日撤銷。1973年7月設立麻街水文站。

主要支流設立水文站情況：1959年1月在南秦河設立謝塬水文站，1974年4月1日撤銷；1974年7月在板橋河設立板橋水文站；1959年1月在武關河設立武關水文站；1971年7月在銀花河設立竹林關水文站。

1.3 水庫工程情況

（1）二龍山水庫

二龍山水庫位于商洛市城區(qū)西北部，丹江上游，距市中心4 km。水庫控制丹江上游流域面積965 km2。該水庫1973年12月建成。水庫大壩高63.7m。總庫容8100萬m3，正常高庫容5700萬m3，興利庫容3800萬m3。最大水面5610畝。平均水域面積3420畝。2001年4月對二龍山水庫進行淤積測量，淤積量1088萬m3，水庫現(xiàn)在總蓄水量為7012萬m3。

（2）南秦水庫

南秦水庫工程于1970年11月動工興建，1974年5月主體工程竣工。總庫容988萬m3，有效庫容408萬m3，死庫容90萬m3。是一座以防洪為主，兼顧灌溉、發(fā)電、養(yǎng)殖等綜合利用的小（1）型Ⅳ等水庫樞紐工程。2007年除險加固，除險加固后水庫特征為水庫總庫容984萬m3（含淤積庫容417萬m3）。

（3）王山溝水庫

王山溝水庫位于商州區(qū)張村鎮(zhèn)王山溝河上，壩址距商州區(qū)城東約20 km。2009年完成病險水庫除險加固。控制流域面積35.5 km2，總庫容 140.7 萬 m3，調節(jié)庫容 39.5 萬 m3。

（4）魚嶺水庫

魚嶺水庫位于丹鳳縣丹江左岸一級支流老君河魚嶺村，控制流域面積237.5 km2，總庫容1037.5萬m3，死庫容69.0萬m3。1974年12月建成。是一座以灌溉為主，兼顧發(fā)電、防洪、養(yǎng)殖等綜合利用的中型水利樞紐工程。2002年11月開始對魚嶺水庫進行除險加固，2006年3月完成主體工程。

（5）水庫可供水量

二龍山水庫、南秦水庫、王山溝水庫、魚嶺水庫以及將開工的桃莊水庫，年供水能力約為8973萬m3，折合流量2.8 m3/s。

1.4 濕地公園情況

丹江濕地公園有兩部分：丹江源國家濕地公園和丹江國家濕地公園。

陜西丹江源國家濕地公園位于商州區(qū)境內最長的河流丹江及其支流板橋河河谷地段，涉及麻街、城關、大趙峪、劉灣、楊峪河等7個鎮(zhèn)辦共27個行政村，總面積2010.38公頃，濕地面積624.05公頃，濕地率31.04%，是集河流、庫塘濕地為一體的綜合性濕地。

丹江國家濕地公園從商州區(qū)的陳塬街辦鳳山村到商南縣白浪鎮(zhèn)月亮灣村，包括丹江河道河灘泛洪區(qū)及河道兩岸1 km范圍內的人工濕地。隸屬于商洛市下轄的商州區(qū)丹鳳縣和商南縣。

2 丹鳳站徑流變化分析

本次分析以丹鳳水文站積累的資料為依據(jù)進行分析。

丹鳳水文站位于丹鳳縣龍駒寨辦事處西關社區(qū)，設立于1957年4月，控制流域面積2766 km2，占丹江總面積37.0%。至2016年，丹鳳站積累資料60年。根據(jù)丹鳳站1957～2016年資料，對各月徑流進行統(tǒng)計分析。

2.1 各月徑流量分配（見表1）

表1 各月徑流量分配情況

2.2 不同季節(jié)的徑流分配

春季3～5月占全年徑流量的16.9%，夏季6～8月占全年徑流量的34.1%，秋季9～11月占全年徑流量的39.6%，冬季12～次年2月占全年徑流量的9.4%。汛期5～10月徑流量占全年73.7%，非汛期11月至次年4月占26.3%。

2.3 各月不同保證率徑流量

各月不同保證率徑流量見表1和圖1～12。

表1 丹鳳站各月不同保證率徑流量

圖1 1月份徑流量頻率曲線

圖2 2月份徑流量頻率曲線

圖3 3月份徑流量頻率曲線

圖4 4月份徑流量頻率曲線

圖5 5月份徑流量頻率曲線

圖6 6月份徑流量頻率曲線

圖7 7月份徑流量頻率曲線

圖8 8月份徑流量頻率曲線

圖9 9月份徑流量頻率曲線

圖10 10月份徑流量頻率曲線

圖11 11月份徑流量頻率曲線

圖12 12月份徑流量頻率曲線

3 河道生態(tài)需水量

生態(tài)環(huán)境用水，是指為維持生態(tài)與環(huán)境功能和進行生態(tài)環(huán)境建設所需要的最小需水量。按照美化生態(tài)環(huán)境和修復生態(tài)環(huán)境的需要，分為河道內和河道外兩類生態(tài)環(huán)境用水。河道外生態(tài)環(huán)境用水分為美化城市景觀建設和其他生態(tài)環(huán)境建設用水。對于商洛城區(qū)來講，主要為綠化用水，城區(qū)的水景觀有橡膠壩蓄水工程，其水量可不予以考慮。

河道內生態(tài)水量的計算方法，有歷史水文資料法、水力學計算法、生態(tài)環(huán)境研究法、綜合法等四類。本文采用水文資料法。水文資料法又分為10年最枯月平均流量法、蒙大拿法、Texas和 NGPRP 法[1]。

3.1 10年一遇最枯月平均流量法

利用長系列水文資料，在各年中找出其月平均流量最小月份的流量值，然后利用這些最枯月平均流量進行頻率計算，以10年一遇的流量值作為河道內生態(tài)流量值。經對丹鳳站1957～2016年歷年月最小流量進行頻率計算，10年一遇流量5.34 m3/s。

圖13 歷年最小流量頻率曲線

3.2 蒙大拿法

蒙大拿法是美國常用的方法，采用年平均流量的10%為退化的或貧瘠的棲息地條件，年平均流量的20%提供保護水生棲息地條件[1]。

2011年頒布的SL525-2011《水利水電建設項目水資源論證導則》規(guī)定：河流生態(tài)環(huán)境需水量原則上不應小于多年平均流量的10%～20%確定。水資源年內豐枯變化較大，且實測最小流量小于工程控制斷面多年平均流量的10%的河流，可以工程控制斷面按實測最小流量作為最小生態(tài)需水量控制。丹鳳站多年平均流量的10%流量為1.54 m3/s，20%流量為3.08%。

3.3 Texas和NGPRP法

Texas法是將50%保證率下的月流量作為各月生態(tài)水量的計算基礎。表1中統(tǒng)計了50%保證率的月流量。

NGPRP法主要是將已有的系列水文資料劃分為干旱、濕潤和標準年狀態(tài)，以標準年年均90%保證率流量作為最小流量的基礎值。主要考慮河流水生物（尤其是魚類）棲息環(huán)境的生態(tài)水量計算的方法。保證率大于25%為豐水年，25%～75%為標準年，小于75%為枯水年。90%保證率流量為8.26 m3/s。

3.4 丹江生態(tài)流量的確定

河道生態(tài)水量是維持河流生態(tài)系統(tǒng)發(fā)育、演替和平衡所需的基本水量。它是自然界水循環(huán)的重要組成部分。河流是連接流域各生態(tài)單元的重要“廊道”，生態(tài)系統(tǒng)和保護對象的差異，既要考慮取水對總量的影響，更要考慮對敏感生態(tài)期和枯水時段水量配置的影響[1]。

商洛市為確保一江清水輸北京，加強丹江水質達標提升，限制設置排污口和污水排放，加強對水生物的保護，定期不定期在河道投放魚苗，確保魚類水生物繁殖、生長、洄游。同時，商洛積極發(fā)展旅游城市，水面景觀建設步伐加快，提升“秦嶺最美是商洛”的城市品牌形象。

經綜合判定，丹江生態(tài)流量丹鳳段不小于3.08 m3/s。

從表1可以看出，滿足生態(tài)流量的月份，1～3月50%保證率流量大于 3.08 m3/s。4～6月、11～12月 75%保證率流量大于 3.08 m3/s。7～10月不同保證率流量均大于3.08 m3/s。

4 用水量分析

4.1 城市生活用水量

商洛市提出“十三五”商洛市城區(qū)力爭到2020年，中心城市建成區(qū)面積達到80 km2，人口發(fā)展到80萬人。按照2016年商洛市水資源公報進行分析，人均用水流量3.3 m3/s。

4.2 工業(yè)用水量

商丹循環(huán)工業(yè)園區(qū)位于商丹盆地，依靠丹江水源。丹江的水量直接影響商丹循環(huán)工業(yè)園區(qū)目標的實現(xiàn)。商洛市提出到2020年，商丹循環(huán)工業(yè)園區(qū)工業(yè)總產值達到500億元，商丹園區(qū)核心區(qū)力爭建成國家級高新技術產業(yè)開發(fā)區(qū)。按照2016年商洛市水資源公報進行分析，萬元工業(yè)增加值用水流量約為4.0 m3/s。用水量合計7.3 m3/s。

4.3 供需平衡分析

各類水庫年供水能力約為8973萬m3，折合流量2.8 m3/s。

生活、生產需水流量為7.3 m3/s，水庫供水流量2.8 m3/s，相差4.5 m3/s的水量需要從河道取水補充。河道生態(tài)流量3.08 m3/s，兩者合計流量7.58 m3/s。

從多年平均流量分析，流量大于7.58 m3/s的月份有4～11月共8個月，其余1～3和12月共4個月流量小于7.58 m3/s。

從表1可以看出，1月、3月、12月20%保證率流量大于7.58 m3/s。4～6月、8～11月50%保證率流量大于7.58 m3/s。7月75%保證率流量大于7.58 m3/s。

5 結論及建議

5.1 結論

從以上分析得出結論，丹江多數(shù)月份的來水量不能滿足工業(yè)生產取水需求，工業(yè)生產用水量受到影響，企業(yè)的生產效益將無法得到保證。

發(fā)展商丹工業(yè)園區(qū)，實現(xiàn)到2020年生產總值突破500億元，必須保證和解決生產取水問題。4～11月份丹江流域雨量相對充沛，徑流補給量大，丹江處在平水及豐水期，河道水量資源充足，能滿足生產取水需求。而1～3月、12月份這4個月，處在枯水期，降雨量小，河道徑流主要靠高山地下徑流補給，生態(tài)流量都不能保證，從河道取水進行工業(yè)生產是要杜絕和禁止的。這時段的工業(yè)生產和城市生活用水，必須依靠蓄水水源來統(tǒng)籌解決。丹江中上游各類水庫年供水能力約為8973萬m3，折合流量2.8 m3/s，不能滿足城市生活用水需求。

5.2 建議

（1）繼續(xù)抓好蓄水水庫水源工程建設，攔蓄汛期洪水資源，切實解決商丹工業(yè)園區(qū)枯季生產用水不足問題。

（2）積極推行海綿城市和海綿企業(yè)建設，鼓勵企業(yè)攔蓄雨水資源，補充枯季用水量問題。

（3）積極鼓勵利用河灘低洼地大力發(fā)展水產養(yǎng)殖和水田種植，在發(fā)展水產經濟的同時，也為企業(yè)在枯季生產用水方面提供必要的水源。

（4）建立全市統(tǒng)一水庫蓄放水指揮機構，合理科學攔蓄和有計劃科學的調水、放水。

（5）建議市縣區(qū)政府在招商引資中，盡量引進節(jié)水企業(yè)和低耗水企業(yè)，降低用水壓力。