結(jié)合生態(tài)景觀用水需求的城區(qū)水資源配置
——以貴州省余慶縣為例

魏文杰，榮 燁

((貴州省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，貴陽(yáng) 550000)

余慶位于黔中腹地，遵義東南端，縣域面積1623.7km2，水資源總量7.8億m3。以余慶縣城為例，在摸清縣城現(xiàn)狀供水情況和周邊水資源的基礎(chǔ)上，結(jié)合有關(guān)城市、景觀規(guī)劃以及水生態(tài)文明建設(shè)[1]有關(guān)要求，對(duì)2030年城區(qū)河道內(nèi)外用水需求進(jìn)行合理預(yù)測(cè)，分析供需缺口，提出相應(yīng)的工程措施，旨在合理配置區(qū)域水資源，提高水資源利用效率，構(gòu)建完善的供水安全保障體系[1-2]。

1 現(xiàn)狀供水水源與存在問(wèn)題

通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，縣城現(xiàn)狀水源包括余慶河提水工程、新街河水庫(kù)，在建的魁龍水庫(kù)?，F(xiàn)狀水源工程總供水量382萬(wàn)m3；其中縣城現(xiàn)狀供水水廠1座，水廠設(shè)計(jì)規(guī)模1.13萬(wàn)m3/d，年供水量373萬(wàn)m3。現(xiàn)狀供水工程中，余慶河提水工程取水水源雖較為豐富，但水質(zhì)較差；新街河水庫(kù)庫(kù)容系數(shù)較小，水資源未能得到合理的開(kāi)發(fā)利用；現(xiàn)狀供水水廠高程較低，供水規(guī)模較小，也不能滿(mǎn)足縣城及工業(yè)園區(qū)發(fā)展對(duì)用水的需求。因此，縣城現(xiàn)狀水源工程及供水水廠規(guī)模無(wú)法滿(mǎn)足未來(lái)城區(qū)用水需求。

2 縣城周邊水源與功能調(diào)整

余慶河穿過(guò)余慶縣城，縣城周邊10km范圍內(nèi)有6條流域面積>10km2的河流，屬于水資源相對(duì)豐富的區(qū)域。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查及相關(guān)資料顯示，縣城周邊水庫(kù)工程包括團(tuán)結(jié)水庫(kù)、干川水庫(kù)、后壩水庫(kù)、石羊湖水庫(kù)、新街河水庫(kù)和巖長(zhǎng)河水庫(kù)。

1)團(tuán)結(jié)水庫(kù)位于余慶河上游，建成于20世紀(jì)80年代，主要任務(wù)為供水、防洪、灌溉、發(fā)電，集雨面積410km2，多年平均徑流量2.2億m3，為季調(diào)節(jié)水庫(kù)，總庫(kù)容1730萬(wàn)m3，興利庫(kù)容860萬(wàn)m3，設(shè)計(jì)供水量1200萬(wàn)m3，在壩的下方連接左右兩條干渠，對(duì)余慶河兩岸灌區(qū)進(jìn)行灌溉，由于部分灌溉用地被用于開(kāi)發(fā)建設(shè)，灌面由800hm2減至333hm2。

2)干川水庫(kù)主要任務(wù)為灌溉，壩址控制流域面積1km2，多年平均徑流量55.01萬(wàn)m3，為季調(diào)節(jié)水庫(kù)，總庫(kù)容11.6萬(wàn)m3，興利庫(kù)容9萬(wàn)m3。設(shè)計(jì)供水量23萬(wàn)m3，干川水庫(kù)下游原有灌面67hm2，目前已劃為開(kāi)發(fā)區(qū)建設(shè)用地，因此需對(duì)其灌溉任務(wù)進(jìn)行調(diào)整。

3)后壩水庫(kù)主要任務(wù)為灌溉，壩址控制流域面積0.61km2，多年平均徑流量30萬(wàn)m3，為年調(diào)節(jié)水庫(kù)，總庫(kù)容13.3萬(wàn)m3，興利庫(kù)容11萬(wàn)m3，設(shè)計(jì)供水量18萬(wàn)m3，供水灌面6.7hm2。

4)石羊湖水庫(kù)主要任務(wù)為灌溉，壩址控制流域面積1.05km2，多年平均徑流61萬(wàn)m3，為多年調(diào)節(jié)水庫(kù)，總庫(kù)容86.9萬(wàn)m3，興利庫(kù)容68.4萬(wàn)m3，設(shè)計(jì)供水量23萬(wàn)m3，供水灌面86.7hm2。

石羊湖、后壩水庫(kù)均位于西部新城建設(shè)范圍內(nèi)，由于用地性質(zhì)發(fā)生較大變化，已取消灌溉任務(wù)，作為城市景觀水體。

5)新街河水庫(kù)主要任務(wù)為供水，壩址控制流域面積30.2km2，多年平均徑流量1600萬(wàn)m3，為日調(diào)節(jié)水庫(kù)，總庫(kù)容25萬(wàn)m3，興利庫(kù)容17.1萬(wàn)m3，設(shè)計(jì)供水量172萬(wàn)m3，新街河水庫(kù)是目前縣城的主要供水水源，但壩體工程未全部完工，庫(kù)容系數(shù)較小，水資源能得到合理的開(kāi)發(fā)利用。

6)巖長(zhǎng)河水庫(kù)工程任務(wù)以農(nóng)灌為主，壩址控制流域面積20km2，多年平均徑流量1100萬(wàn)m3，為日調(diào)節(jié)水庫(kù)，總庫(kù)容18.16萬(wàn)m3，興利庫(kù)容12.96萬(wàn)m3，設(shè)計(jì)供水量48萬(wàn)m3，設(shè)計(jì)灌面100hm2。

3 需水預(yù)測(cè)

3.1 河道外需水預(yù)測(cè)

根據(jù)《城市給水工程規(guī)劃規(guī)范》人均綜合用水指標(biāo)結(jié)合現(xiàn)狀用水水平，綜合預(yù)測(cè)分析余慶縣2030年縣城人均綜合用水量為300L/(人·d)，配水管網(wǎng)及不可預(yù)見(jiàn)水量按10%計(jì)，水廠自用水按8%計(jì)，輸水損失按5%計(jì)，日變化系數(shù)根據(jù)人口綜合分析取1.5。

根據(jù)《余慶縣城市總體規(guī)劃(2013-2030)》，2030年余慶縣縣城人口達(dá)8.0萬(wàn)人。根據(jù)規(guī)劃人口及擬定的用水定額、日變化系數(shù)，計(jì)算得余慶縣縣城(含工業(yè)園區(qū))2030年河道外需水量為2294萬(wàn)m3/a，其中縣城生活用水811萬(wàn)m3/a，工業(yè)用水1154萬(wàn)m3/a，農(nóng)業(yè)用水329萬(wàn)m3/a。

3.2 河道內(nèi)需水預(yù)測(cè)

縣城河道內(nèi)需水主要是新增生態(tài)景觀用水，包括規(guī)劃新建的躍辰溪、觀光溪、花景溪、花色溪4條景觀河道需水，以及干川濕地、后壩公園、石羊湖公園等生態(tài)景觀水體需水。其中：規(guī)劃新建躍辰溪、觀光溪、花景溪、花色溪4條景觀河道，根據(jù)相關(guān)河道特性參數(shù)，按照曼寧公式進(jìn)行計(jì)算，河道生態(tài)景觀需水量分別為1200萬(wàn)m3、400萬(wàn)m3、540萬(wàn)m3、400萬(wàn)m3。最大補(bǔ)水流量分別可達(dá)0.38 m3/s、0.12 m3/s、0.17 m3/s、0.12 m3/s，不考慮閘門(mén)控制時(shí)水深分別可達(dá)0.41m、0.28m、0.31m、0.28m。

湖庫(kù)水體生態(tài)景觀需水量預(yù)測(cè)采用“功能法”進(jìn)行核算，功能法旨在維持系統(tǒng)正常的生態(tài)環(huán)境功能，以保障河湖健康。與天然湖泊不同，人工河湖濕地生態(tài)景觀環(huán)境需水量的組成主要有：人工水體存在需水量Ws、蒸散發(fā)需水量We、滲漏需水量Wg、下游河道需水量Wq等。

1)干川濕地

干川濕地規(guī)劃新建攔水壩，壩長(zhǎng)124m，壩高17m，正常蓄水位585m，對(duì)應(yīng)庫(kù)容31.2萬(wàn)m3，需水量按照“功能法”進(jìn)行計(jì)算：

Wa=max(Ws+We+Wg+Wq，3×Va)= 31.2+3.2+110=144.4萬(wàn)m3

干川濕地年生態(tài)景觀環(huán)境需水量按145萬(wàn)m3計(jì)。

2)后壩公園

后壩公園考慮水庫(kù)蒸發(fā)、滲漏等損失，以及水體水質(zhì)需求，生態(tài)景觀補(bǔ)水量42萬(wàn)m3。

3)石羊湖公園

石羊湖公園考慮水庫(kù)蒸發(fā)、滲漏等損失，以及水體水質(zhì)需求，生態(tài)景觀補(bǔ)水量60萬(wàn)m3。加上下游景觀河道花景溪生態(tài)景觀需水量為540萬(wàn)m3，則總補(bǔ)水量為600萬(wàn)m3。

4)皮劃艇激流回旋訓(xùn)練基地

規(guī)劃在團(tuán)結(jié)水庫(kù)下游的“龍落”附近建設(shè)皮劃艇激流回旋訓(xùn)練基地，賽道長(zhǎng)500m、寬10m。以團(tuán)結(jié)水庫(kù)作為水源，流量需求10m3/s，日運(yùn)行時(shí)間4-5h，年運(yùn)行天數(shù)約40-60d，主要集中在汛期雨量豐沛時(shí)期，年運(yùn)行需水量600-1000萬(wàn)m3。團(tuán)結(jié)水庫(kù)汛期(5-8月)平均流量12 m3/s，汛期棄水平均流量可達(dá)10m3/s，能夠滿(mǎn)足激流回旋訓(xùn)練基地用水需求。因?yàn)槭抢醚雌跅壦?，此部分用水量不占用縣城總體配置水量。

考慮扣除各生態(tài)景觀點(diǎn)的串聯(lián)重復(fù)用水量后，余慶縣城河道內(nèi)生態(tài)景觀用水總量為2447萬(wàn)m3。

4 規(guī)劃供水水源與優(yōu)化配置

由于規(guī)劃水平年2030年，河道內(nèi)生態(tài)景觀需水量大幅增加，綜合考慮各水利工程實(shí)際情況，對(duì)縣城水資源進(jìn)行優(yōu)化配置。具體措施如下：

1)團(tuán)結(jié)水庫(kù)建議取消發(fā)電任務(wù)，設(shè)計(jì)供水量為2771萬(wàn)m3/a，灌溉用水329萬(wàn)m3/a，向渠道景觀補(bǔ)水2000萬(wàn)m3/a，遠(yuǎn)期可向工業(yè)園區(qū)供水，同時(shí)利用水庫(kù)汛期棄水為皮劃艇激流回旋訓(xùn)練基地進(jìn)行補(bǔ)水。

2)建議干川水庫(kù)由灌溉轉(zhuǎn)為向水庫(kù)下游景觀濕地補(bǔ)水；

3)擴(kuò)建現(xiàn)狀供水水源新街河水庫(kù)。

因此，河道外用水方案調(diào)整為：生活用水方面，2030年由魁龍水庫(kù)和新街河水庫(kù)共同供給，用水量840萬(wàn)m3；工業(yè)用水方面，由團(tuán)結(jié)水庫(kù)和魁龍水庫(kù)共同解決并考慮一定的中水回用水量，用水量1227萬(wàn)m3；農(nóng)業(yè)用水方面，主要考團(tuán)結(jié)水庫(kù)供水，供水量329萬(wàn)m3。

河道內(nèi)用水方案調(diào)整為：縣城生態(tài)景觀用水是以團(tuán)結(jié)水庫(kù)作為最主要的供給水源，充分利用現(xiàn)有渠道作為補(bǔ)水通道，盡量利用重力自流對(duì)各景觀節(jié)點(diǎn)進(jìn)行補(bǔ)水。團(tuán)結(jié)水庫(kù)景觀補(bǔ)水量2000萬(wàn)m3，左、右干渠按3:1的比例分配?？埶畮?kù)、后壩水庫(kù)、干川水庫(kù)均有景觀供水任務(wù)。部分景觀節(jié)點(diǎn)在團(tuán)結(jié)水庫(kù)水量不能利用的情況下，則通過(guò)新建其他補(bǔ)水工程來(lái)滿(mǎn)足景觀用水需求，如巖長(zhǎng)河至干川連通工程等。

綜上所述，2030年余慶縣城水資源配置方案為：團(tuán)結(jié)水庫(kù)(2629萬(wàn)m3/a)+魁龍水庫(kù)(1080萬(wàn)m3/a)+新街河水庫(kù)擴(kuò)建(490萬(wàn)m3/a)+后壩水庫(kù)(12萬(wàn)m3/a)+干川水庫(kù)(20萬(wàn)m3/a)+巖長(zhǎng)河至干川連通工程(125萬(wàn)m3/a)+冷水河至下里連通工程(260萬(wàn)m3/a)+中水回用(227萬(wàn)m3/a)，總供水量4843萬(wàn)m3/a。其中河道外供水量為2396萬(wàn)m3/a，河道內(nèi)供水量為2447萬(wàn)m3/a。具體見(jiàn)表1。

表1 縣城主要水源配置方案表 萬(wàn)m3

5 結(jié) 論

通過(guò)對(duì)余慶縣城的水資源配置研究可以看出，隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的迅猛發(fā)展和水生態(tài)文明建設(shè)的不斷推進(jìn)，原有的工程將不再能夠滿(mǎn)足未來(lái)區(qū)域用水需求。因此可通過(guò)挖潛現(xiàn)有水資源、進(jìn)行水庫(kù)功能轉(zhuǎn)換、新建水利工程等措施來(lái)增加區(qū)域供水能力，以此協(xié)調(diào)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展與生態(tài)景觀用水之間的關(guān)系。