東遼河水量調(diào)度的研究與分析

王曉妮，尹雄銳，賀石良

（水利部松遼水利委員會(huì)，吉林長(zhǎng)春 130021）

1 流域概況

東遼河發(fā)源于吉林省東遼縣宴平鄉(xiāng)安樂(lè)村小蔥頂山東南，全長(zhǎng)360 km，流域面積1.04萬(wàn)km2，流域多年平均水資源總量為12.83億m3。2016年流域總供水量為7.97億m3，其中地表水供水量3.16m3；地下水供水量4.81億m3，流域水資源總量開(kāi)發(fā)利用程度為62%。自上個(gè)世紀(jì)80年代以來(lái)，由于用水量不斷增加，地表水資源量嚴(yán)重不足，過(guò)度開(kāi)發(fā)使得東遼河干涸、斷流現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，流域用水矛盾突出。

2 開(kāi)展水量調(diào)度的必要性

東遼河流域有控制性骨干工程二龍山水庫(kù)，水庫(kù)任務(wù)是以防洪、灌溉為主，結(jié)合發(fā)電、養(yǎng)魚(yú)，水庫(kù)自1950年為梨樹(shù)、秦家屯、南崴子、雙山四大灌區(qū)供水，由于水庫(kù)無(wú)序調(diào)度，造成水庫(kù)蓄水減少，在保證城市用水的情況下，農(nóng)業(yè)可供水量減少，造成灌區(qū)實(shí)際灌溉面積較設(shè)計(jì)灌溉面積大幅度減少，大面積水田棄耕改旱田，存在用水矛盾，文中在借鑒上述水量調(diào)度成果的基礎(chǔ)上，開(kāi)展東遼河水量調(diào)度方案研究，制訂二龍山水庫(kù)調(diào)度規(guī)則，是十分必要的。

1）實(shí)現(xiàn)水資源統(tǒng)一管理，提高水資源利用效率的需要。東遼河流域涉及內(nèi)蒙古自治區(qū)、吉林省和遼寧省，水資源調(diào)度涉及上下游多省區(qū)、不同部門(mén)（行業(yè)），需要通過(guò)技術(shù)、行政、法律等多個(gè)層面進(jìn)行流域水資源的統(tǒng)一管理，東遼河流域水量分配方案水利部已批復(fù)，為保障流域水量分配方案的落實(shí)，亟需建立統(tǒng)一的調(diào)度管理體系，切實(shí)加強(qiáng)對(duì)流域水資源的管理，實(shí)現(xiàn)從單一目標(biāo)調(diào)度向多目標(biāo)調(diào)度轉(zhuǎn)變，促進(jìn)水資源的可持續(xù)利用、生態(tài)環(huán)境的良性循環(huán)和經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。

2）是保障流域內(nèi)生態(tài)環(huán)境用水，促進(jìn)水生態(tài)文明建設(shè)的需要。水量分配方案中選取二龍山水庫(kù)壩下和王奔站作為河道內(nèi)最小生態(tài)流量控制斷面，提出二龍山水庫(kù)壩下、王奔和流域出口3個(gè)控制斷面下泄水量指標(biāo)。開(kāi)展水量調(diào)度方案能夠保證最小生態(tài)環(huán)境流量和控制斷面下泄水量目標(biāo)實(shí)現(xiàn)，以維持河流自?xún)裟芰?，防止河道萎縮，維持河流水生生物繁衍生存，促進(jìn)水生態(tài)文明建設(shè)。

3 調(diào)度模型搭建

將流域水資源供用耗排系統(tǒng)進(jìn)行概化后，形成的多水源、多工程、多用戶(hù)的水資源配置系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，依據(jù)水源利用順序和用水戶(hù)優(yōu)先滿足順序，采取自上（游）而下（游）的計(jì)算方式，設(shè)置不同行業(yè)回歸水系數(shù)，進(jìn)行水資源長(zhǎng)系列的供需平衡分析計(jì)算，以滿足主要控制斷面下泄水量和最小生態(tài)流量為目標(biāo)，在滿足各計(jì)算單元用水需求的基礎(chǔ)上，確定二龍山水庫(kù)補(bǔ)償供水過(guò)程線，提出二龍山水庫(kù)的調(diào)度運(yùn)行方式，根據(jù)主要控制性工程的調(diào)度規(guī)則，進(jìn)行各水資源分區(qū)長(zhǎng)系列供需分析，確定主要控制斷面的下泄水量和各省區(qū)的分配水量滿足程度，如果需求得到滿足則制定的調(diào)度方案可行，技術(shù)路線見(jiàn)圖1。

圖1 水量調(diào)度技術(shù)路線圖

4 調(diào)度方案計(jì)算

東遼河流域多年平均水資源總量為12.83億m3，其中地表水資源量8.26億m3，地下水與地表水資源不重復(fù)計(jì)算量為4.57億m3。2020年多年平均地表水需水量6.04億m3，水庫(kù)入庫(kù)徑流量為天然徑流量扣除上游用水后的入庫(kù)水量過(guò)程，二龍山水庫(kù)2020年多年平均入庫(kù)量3.98億m3。

根據(jù)地表水需水量成果，在無(wú)二龍山水庫(kù)放流的情況下，進(jìn)行區(qū)間的供需平衡，將供需平衡后的各行業(yè)的缺水過(guò)程進(jìn)行累計(jì)，從而得出二龍山水庫(kù)規(guī)劃水平年的補(bǔ)償供水過(guò)程線。水量平衡的原則為先支流后干流，先上游后下游，先生活后生產(chǎn)。計(jì)算中考慮水田灌溉回歸和工業(yè)生活用水回歸?；貧w原則按上區(qū)回歸至下區(qū)并可以被下區(qū)利用；城鎮(zhèn)生活回歸水系數(shù)為0.8，工業(yè)回歸水系數(shù)為0.6，水田回歸水系數(shù)0.2。通過(guò)供需分析，推求二龍山水庫(kù)需要為下游補(bǔ)水量為2.36億m3。二龍山水庫(kù)在保障下游二龍山水庫(kù)斷面、王奔斷面生態(tài)下泄流量要求的前提下，以下游灌區(qū)農(nóng)業(yè)灌溉用水為主要供水目標(biāo)，經(jīng)長(zhǎng)系列調(diào)節(jié)計(jì)算，選取水庫(kù)調(diào)度運(yùn)行供水無(wú)破壞月份水位外包線，繪制水庫(kù)運(yùn)行調(diào)度圖，見(jiàn)圖2。

5 結(jié)論

針對(duì)構(gòu)建的水量調(diào)度模型，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)東遼河流域水資源的統(tǒng)一調(diào)度，主要研究結(jié)論如下：

1）隨著流域用水需求的增長(zhǎng)，省區(qū)間、各行業(yè)間用水矛盾日益突出，利用本模型，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)二龍山水庫(kù)的有效調(diào)度，從而滿足流域控制斷面最小生態(tài)下泄要求、最小下泄水量要求和各省區(qū)用水需求。

圖2 二龍山水庫(kù)調(diào)度圖

2）通過(guò)對(duì)流域水量進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)度，可以充分考慮各省區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)和生態(tài)環(huán)境狀況、水資源條件和供用水現(xiàn)狀、未來(lái)發(fā)展的供水能力和用水需求，按照公平公正的原則，妥善處理上下游、左右岸的用水需求，保障經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。

3）通過(guò)對(duì)流域水量統(tǒng)一調(diào)度，可以蓄豐補(bǔ)枯，當(dāng)遭遇特枯水年時(shí)，可以充分發(fā)揮水庫(kù)調(diào)蓄的作用，盡量減少干旱造成的損失。

總而言之，文中構(gòu)建的水量調(diào)度模型，可以為流域水資源統(tǒng)一調(diào)度管理提供一定的參考價(jià)值，同時(shí)也為流域其他地區(qū)的水資源調(diào)度提供一定的參考和借鑒。