遼河干流水量分配探究

張路新

(遼寧省防汛抗旱保障中心，遼寧 沈陽 110003)

遼河流域發(fā)源自河北省光頭山，流域總面積為19.19萬km2，域內(nèi)有河北、內(nèi)蒙古、吉林、遼寧四省，其中，遼寧境內(nèi)流域總面積為3.78萬km2，河流全長554km，主要流經(jīng)沈陽、鞍山、撫順、錦州、阜新、盤錦、鐵嶺[1]。

遼河干流水資源時(shí)空分布不均，隨著當(dāng)今社會(huì)經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，域內(nèi)對(duì)水資源的需求不斷增大，行業(yè)間的用水競(jìng)爭(zhēng)愈加劇烈，用水的供需矛盾逐步凸顯[2]。因此，遼河干流水量分配方案的探究，是遼寧省實(shí)施最嚴(yán)格水資源管理制度的迫切需要，更是加強(qiáng)流域水資源管理[3]，規(guī)范流域用水秩序，合理配置域內(nèi)水資源，著力保障域內(nèi)各行業(yè)生活、生產(chǎn)和生態(tài)環(huán)境安全，實(shí)現(xiàn)域內(nèi)經(jīng)濟(jì)社會(huì)和諧、可持續(xù)發(fā)展的內(nèi)在要求，同時(shí)為遼河流域水資源的科學(xué)合理配置提供有益參考[4]。

1 遼河干流自然特征及研究方法

1.1 水文氣象特征

遼河干流地處中緯度，溫帶大陸性氣候特性明顯，寒冷期較長，東濕西干。季節(jié)溫度變化幅度大，四季寒暖，干濕分明[5]。域內(nèi)降水主要受西太平洋暖濕氣候與地形影響，多年平均降水量多在400～800mm之間，由東南向西北逐漸減少，其中，繞陽河、柳河地區(qū)降水量較少，清河、柴河、泛河地區(qū)降水較多；降水量年際變化較大，豐枯水年降水量比值一般在2.1～3.5倍之間，年內(nèi)降水分配差異顯著，大多發(fā)生在6—9月，約占全年降水總量的3/4[6]。

流域內(nèi)蒸發(fā)量由西向東逐步減少，多年平均蒸發(fā)量約在1100～2000mm之間(20mm口徑蒸發(fā)皿)，最大月蒸發(fā)量發(fā)生在5月居多。

流域內(nèi)氣溫分布一般呈現(xiàn)沿海高于內(nèi)陸、平原高于山區(qū)的總趨勢(shì)，月平均氣溫低于零度長達(dá)4、5個(gè)月之久，年平均氣溫為12～13℃之間，月最高氣溫發(fā)生在7月，最低氣溫一般發(fā)生在1月。

流域內(nèi)相對(duì)濕度山區(qū)高于平原，多年平均相對(duì)濕度由西向東逐步增加，8月相對(duì)濕度一般最大，4、5月為最小。

遼河干流封凍期約為11月下旬至12月初，解凍期約為3月中上旬，累年最大凍土深度為100～200cm。

1.2 研究方法

根據(jù)近年遼寧省水資源公報(bào)成果，對(duì)域內(nèi)水資源及其開發(fā)利用狀況變化趨勢(shì)進(jìn)行分析研究，提出2025、2030年流域需水預(yù)測(cè)方案；進(jìn)而分析流域河道內(nèi)生態(tài)用水需求，通過水資源配置成果確定域內(nèi)地表水可分配水量，得到遼河干流地表水可分配水量；在控制流域內(nèi)各市級(jí)行政區(qū)地下水合理開采量、保障河道內(nèi)基本生態(tài)環(huán)境用水的前提下，綜合考慮流域內(nèi)區(qū)域間用水關(guān)系，按照水量分配原則，合理確定域內(nèi)分配給各市行政區(qū)河道外可利用的地表水取用水量和地表水損耗量[4-7]；依據(jù)流域水平衡及其對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)化關(guān)系，得出流域內(nèi)主要控制斷面的下泄水量及下泄成果[8]；最終得到遼河干流水量分配方案，為科學(xué)合理配置域內(nèi)水資源、妥善協(xié)調(diào)處理用水矛盾、積極應(yīng)對(duì)遼河干流日益凸顯的用水緊張局勢(shì)，提供數(shù)據(jù)支撐。

2 遼河干流需水預(yù)測(cè)

2.1 遼河干流水資源開發(fā)利用趨勢(shì)分析

2.1.1供水量

為保證人民日益增長的生活、生產(chǎn)以及生態(tài)用水基本需求，流域供水工程建設(shè)投入逐年加大，供水能力及供水保障程度逐年提升[9]。遼河干流供水量已由2002年的30.38億m3增長到2016年的36.13億m3。從供水水源分析得出，新增供水量多以地表水為主要水源，相比之下，地下水供水量變化幅度較小，遼河干流供水情況見表1。

表1 遼河干流供水情況統(tǒng)計(jì)表 單位：億m3

2.1.2用水量

2002—2016年遼河干流用水量總體呈上升趨勢(shì)，由30.38億m3增至36.13億m3，增加18.93%，其中農(nóng)業(yè)用水占比最大，2016年農(nóng)業(yè)用水比例約占同年總用水量的81.2%，遼河干流用水情況見表2。

表2 遼河干流用水情況統(tǒng)計(jì)表 單位：億m3

2.1.3損耗量

2002—2016年遼河干流總損耗量基本呈上升趨勢(shì)，由19.29億m3增至27.23億m3，其中農(nóng)業(yè)損耗量占比最大，遼河干流損耗量見表3。

表3 遼河干流損耗量統(tǒng)計(jì)表 單位：億m3

2.2 需水預(yù)測(cè)成果

以《全國水資源綜合規(guī)劃(2010—2030年)》需水預(yù)測(cè)成果為基礎(chǔ)，結(jié)合近年來各業(yè)用水發(fā)展趨勢(shì)對(duì)綜合生活用水量、工業(yè)需水量、農(nóng)業(yè)需水量、生態(tài)環(huán)境需水量4指標(biāo)進(jìn)行分析修正[10]，并與社會(huì)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)成果進(jìn)行分析比較，以促進(jìn)水資源節(jié)約保護(hù)和合理設(shè)置為目標(biāo)，最終預(yù)測(cè)結(jié)果為2030年總需水量44.7億m3，其中，生活需水4.5億m3，工業(yè)需水2.3億m3，牲畜需水1.5億m3，農(nóng)業(yè)需水32.0億m3，生態(tài)環(huán)境需水4.4億m3。

3 遼河干流用水總量控制指標(biāo)

3.1 水資源配置

遼河干流目前有1處為調(diào)入水量工程，即大伙房水庫輸水工程，其多年平均引水量可達(dá)17.86億m3，預(yù)計(jì)2030年大伙房水庫向遼河干流盤錦市調(diào)水能力為1.61億m3；2030年省重點(diǎn)輸水工程實(shí)際供水總量為2.18億m3；鬧德海水庫阜新供水工程向阜新市區(qū)年供水量為0.34億m3；大凌河補(bǔ)給農(nóng)村生態(tài)需水為0.24億m3。

3.2 遼河干流用水總量控制指標(biāo)

本次制定用水總量控制指標(biāo)方案的水平年設(shè)置為2025、2030年，以水資源4級(jí)區(qū)套市級(jí)行政區(qū)為基本單元，考慮經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和水資源合理配置，得到遼河干流2025、2030年用水總量控制指標(biāo)分別為41.08億、41.12億m3。遼河干流用水總量控制指標(biāo)成果詳見表4。

表4 遼河干流用水總量控制指標(biāo)成果 單位：億m3

4 遼河干流水量分配方案

4.1 遼河干流可分配水量

根據(jù)《水量分配暫行辦法》和《遼寧省水量分配方案工作大綱》，以遼河干流域內(nèi)實(shí)際情況為前提，以地表水資源可利用量為控制指標(biāo)，提出地表水損耗份額及主要控制斷面下泄水量份額。

4.1.1河道內(nèi)基本生態(tài)環(huán)境需水量

本次遼河干流生態(tài)水量計(jì)算以福德店和遼中2個(gè)控制斷面為參考樣本。福德店斷面采用水量數(shù)據(jù)作為下泄生態(tài)水量基本要求。遼中斷面冰凍期(1—3月、12月)以斷面長系列的天然月平均流量為基礎(chǔ)支撐，選用Qp算法(p取90%)，即利用在90%保證率下的域內(nèi)最枯月平均流量計(jì)算控制斷面的基本生態(tài)需水量數(shù)額[11]；非冰凍期(4—11月)則選用Tennant法按域內(nèi)平均徑流量的10%計(jì)算河道內(nèi)生態(tài)需水量，最終計(jì)算分析可知遼河干流福德店斷面基本生態(tài)環(huán)境需水量為1.31億m3，遼中斷面基本生態(tài)環(huán)境需水量為3.21億m3。

4.1.2遼河干流地表水可分配水量確定

根據(jù)遼河干流水資源配置成果、用水總量控制指標(biāo)科學(xué)合理地確定域內(nèi)可分配的地表水水量[12]，最終可得遼河干流可分配的地表水情況如下：2025年多年平均情況下，域內(nèi)可分配的地表水量份額為14.04億m3；2030年可分配的域內(nèi)地表水量份額可達(dá)14.24億m3。按照遼中站天然來水量排頻，從而提出遼河干流多年平均、50%、75%、90%來水頻率情況下的水量分配方案，見表5—6。

表5 遼河干流地表水可分配水量統(tǒng)計(jì)表 單位：億m3

4.2 河道外水量分配方案

4.2.1地表水取用水量

2025年多年平均條件下，遼河干流地表水總分配水量為14.04億m3，域內(nèi)各市級(jí)行政區(qū)劃地表水可分配水量如下：沈陽市可分配水量1.44億m3，鞍山市可分配水量0.27億m3，撫順市可分配水量0.21億m3，錦州市可分配水量0.14億m3，阜新市可分配水量0.89億m3，盤錦市可分配水量5.84億m3，鐵嶺市可分配水量5.24億m3。由此可知，盤錦市可分配水量最多，占41.6%；錦州市最少，占1%。

表6 遼河干流地表水允許損耗水量統(tǒng)計(jì)表 單位：億m3

2030年多年平均條件下，遼河干流地表水總分配水量為14.24億m3，域內(nèi)各市級(jí)行政區(qū)劃地表水可分配水量如下：沈陽市可分配水量1.46億m3，鞍山市可分配水量0.28億m3，撫順市可分配水量0.21億m3，錦州市可分配水量0.14億m3，阜新市可分配水量0.86億m3，盤錦市可分配水量5.97億m3，鐵嶺市可分配水量5.31億m3。由此可知，盤錦市可分配水量最多，占41.7%；錦州市最少，占0.9%。

4.2.2地表水允許損耗量估算

按照規(guī)劃水平年分行業(yè)用水情況及相應(yīng)損耗比率估算可知，水平年遼河干流地表水可分配水量相對(duì)應(yīng)的地表水允許損耗量(不包括調(diào)入水量的損耗量)[12-13]。在2025年多年平均條件下，遼河干流地表水損耗量約為9.93億m3；2030年多年平均條件下，遼河干流地表水損耗量約為10.07億m3，見表7。

表7 遼河干流地表水允許損耗量 單位：億m3

4.3 水量核定及下泄水量控制方案

4.3.1水量核定

通過用戶取水及控制斷面監(jiān)測(cè)結(jié)合用水調(diào)查的方法進(jìn)行水量的核定。

4.3.2下泄水量控制方案

按照遼河干流河流水系及域內(nèi)行政區(qū)劃分布特點(diǎn)、水文站網(wǎng)分布特征、控制性工程分布情況以及域內(nèi)水資源管理、調(diào)度的相關(guān)要求，選擇省界斷面1個(gè)，即福德店斷面；市界斷面5個(gè)，分別是阜新-沈陽斷面、沈陽-鞍山斷面、鞍山-盤錦斷面、阜新-錦州-沈陽斷面、錦州-鞍山-盤錦斷面；水庫斷面6個(gè)，分別為南城子水庫、清河水庫、柴河水庫、榛子嶺水庫、石佛寺水庫、鬧得海水庫；河口斷面1個(gè)，共13個(gè)下泄水量控制斷面。通過對(duì)遼河干流各斷面天然來水量排頻，從而確定不同保證率下各斷面的下泄水量份額[13]，最終確定在多年平均條件下，2025、2030年各斷面下泄水量，見表8。

表8 遼河干流控制斷面下泄水量控制指標(biāo) 單位：億m3

5 結(jié)語

進(jìn)入新時(shí)代，遼寧積極踐行“節(jié)水優(yōu)先、空間均衡、系統(tǒng)治理、兩手發(fā)力”的新時(shí)代治水總思路，著力強(qiáng)化水治理、保障水安全，令最嚴(yán)格水資源管理制度落地生根[14]，以《水資源綜合規(guī)劃》為基礎(chǔ)，加強(qiáng)全省水資源宏觀調(diào)控，提出遼河干流水量分配方案，明晰流域內(nèi)各市級(jí)行政區(qū)域的取水總份額，滿足各行業(yè)用水合理需求，以實(shí)現(xiàn)遼寧水資源的可持續(xù)利用。該方案是支撐經(jīng)濟(jì)社會(huì)協(xié)調(diào)可持續(xù)發(fā)展的客觀需求，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義[15]。(本方案僅供參考)