沐石河流域水量分配方案研究

王 潔，孫 依

（吉林省水利水電勘測設計研究院，吉林 長春 130021）

1 概況

沐石河流域現(xiàn)狀水資源開發(fā)利用程度為45%，隨著東北老工業(yè)基地振興戰(zhàn)略和國家糧食安全戰(zhàn)略的實施，未來對水資源的需求將越來越大。水資源開發(fā)利用程度的加劇，給河流生態(tài)健康、水資源可持續(xù)利用帶來了重大挑戰(zhàn)。為促進流域水資源的可持續(xù)利用，協(xié)調(diào)治理開發(fā)與保護的關系，保障河道內(nèi)生態(tài)環(huán)境用水，保證流域內(nèi)各行業(yè)用水合理發(fā)展，亟需開展水量分配方案研究工作，明確各縣級行政區(qū)用水權益，落實用水總量、控制節(jié)點最小生態(tài)環(huán)境需水量等指標。

沐石河是第二松花江下游左岸一級支流，發(fā)源于九臺區(qū)沐石河鎮(zhèn)老嶺山脈毛家?guī)X北麓，于德惠市松花江鎮(zhèn)后口子屯匯入第二松花江，流域面積1 464 km2，河道長度113.4 km，河道平均比降0.06%，干、支流流經(jīng)長春市九臺區(qū)及德惠市。沐石河流域地勢南高北低，流域年平均降水量比較充沛，水資源較豐富。河源高程約350 m，河口高程約150 m，流域內(nèi)最高山頂高程522 m。沐石河在九臺區(qū)城子街鎮(zhèn)以上為低山丘陵區(qū)，水流較急，河岸被沖成陡坎，岸高1.5～2.0 m，河底質(zhì)為細沙。城子街鎮(zhèn)至德惠市五臺鄉(xiāng)對龍山屯，河谷逐漸開闊，兩岸為起伏較緩的丘陵，河道彎曲，沖淤嚴重，河槽深2.0～5.0 m，河床底質(zhì)為細沙。對龍山以下，河槽寬100.0～200.0 m，河谷兩岸漸與寬闊的松花江干流沖積平原合一，多沼澤地，河床底質(zhì)為泥沙或淤泥。

2 水資源及開發(fā)利用現(xiàn)狀

2.1 水資源量

沐石河流域多年平均水資源總量為20 340萬m3，其中地表水資源量11 504萬m3、地下水資源量11 863萬m3、重復計算量3 026 萬m3。地下水可開采量為 8 002 萬 m3。

2.2 地表水資源可利用量

地表水資源可利用量是指可供河道外消耗利用的最大地表水資源量。經(jīng)復核，沐石河流域現(xiàn)狀取水口取水能力為4 296 萬m3，占地表水資源量的37%，已接近40%上限。因此，此次地表水可利用量成果按照現(xiàn)有取水口取水能力控制確定為 4 296 萬 m3。

2.3 水資源開發(fā)利用現(xiàn)狀

2019 年沐石河流域總供水量為11 126 萬m3，其中：地表水供水量5 473 萬m3、地下水供水量為5 653 萬 m3。流域總用水量 11 126 萬 m3，生活、一產(chǎn)、二產(chǎn)和三產(chǎn)用水分別為830，9 325，930，41萬m3。

沐石河流域以農(nóng)業(yè)用水為主，占總用水量的84%。流域總耗水量6 112萬m3，其中生活781萬m3、生產(chǎn)5 332 萬m3，無生態(tài)耗水量。水資源總開發(fā)利用率為45%，其中地表水開發(fā)利用率30%，地下水開發(fā)利用率48%。

3 需水預測

3.1 經(jīng)濟指標預測

流域內(nèi)現(xiàn)狀城鎮(zhèn)化程度較低，在6%左右，近年來隨著城鎮(zhèn)發(fā)展的區(qū)域差異性，流域內(nèi)農(nóng)村人口向城鎮(zhèn)聚集，導致流域內(nèi)城鎮(zhèn)人口增加。經(jīng)預測，2025 年總?cè)丝跒?1.66 萬人，其中城鎮(zhèn)人口1.88 萬人，農(nóng)村人口 29.78 萬人；2030 年總?cè)丝跒?1.66 萬人，其中城鎮(zhèn)人口4.75 萬人，農(nóng)村人口26.91 萬人。

根據(jù)流域內(nèi)現(xiàn)有農(nóng)業(yè)、工業(yè)、建筑業(yè)、第三產(chǎn)業(yè)基礎，結合各地區(qū)國民經(jīng)濟“十四五”發(fā)展規(guī)劃，預測2025 年國內(nèi)生產(chǎn)總值為70.38 億元，2030 年國內(nèi)生產(chǎn)總值為90.40 億元。

根據(jù)流域內(nèi)各地區(qū)“十四五”水安全保障規(guī)劃及相關灌區(qū)發(fā)展規(guī)劃，預測2025 年農(nóng)田灌溉面積0.96 萬 hm2，2030 年農(nóng)田灌溉面積 0.94 萬 hm2，林果地灌溉面積及魚塘補水面積維持現(xiàn)狀不變。

流域內(nèi)牲畜數(shù)量按照年增長率2%～3%預測，2025 年牲畜數(shù)量36.01 萬頭，其中大牲畜13.90 萬頭，小牲畜22.11萬頭；2030年牲畜數(shù)量40.98萬頭，其中大牲畜15.35 萬頭，小牲畜25.63 萬頭。

3.2 用水定額

居民生活用水定額預測參照DB 27/T 389-2019《吉林省地方用水定額標準》進行。2025 年居民生活需水定額城鎮(zhèn)為115 L/（d·人）、農(nóng)村為75 L/（d·人），2030 年居民生活需水定額城鎮(zhèn)為120 L/（d·人）、農(nóng)村為80 L/（d·人）。

工業(yè)、建筑業(yè)及第三產(chǎn)業(yè)需水定額以萬元增加值計。根據(jù)各地區(qū)現(xiàn)狀用水水平，結合產(chǎn)業(yè)結構及“十四五”水安全保障規(guī)劃節(jié)水目標，確定用水定額。

隨著流域水田節(jié)水改造工程的實施，水田灌溉需水定額有所降低，水澆地、菜田灌溉定額不變。根據(jù)各地區(qū)“十四五”水安全保障規(guī)劃、DB 27/T 389-2019 及各地區(qū)灌區(qū)具體情況，預測規(guī)劃水平年灌溉定額。

根據(jù)DB 27/T389-2019預測牲畜用水定額，規(guī)劃水平年大牲畜50 L/（d·頭），小牲畜25 L/（d·頭）。

3.3 需水預測成果

經(jīng)預測，2025 年流域需水總量 11 609 萬 m3，其中生活913萬m3，一產(chǎn)9 411萬m3，二產(chǎn)1 227萬m3，三產(chǎn) 58 萬 m3；2030 年流域需水總量 12 281 萬 m3，其中生活994萬m3，一產(chǎn)9 650萬m3，二產(chǎn)1 560萬m3，三產(chǎn) 77 萬 m3。

4 流域用水總量控制指標

沐石河流域無特殊生態(tài)環(huán)境需水要求，根據(jù)《吉林省水資源綜合規(guī)劃報告》《吉林省水中長期供求規(guī)劃》《吉林省用水總量控制指標擬定報告》《長春市水資源綜合規(guī)劃》相關成果，統(tǒng)籌協(xié)調(diào)區(qū)域間利益關系和未來發(fā)展需求，確定沐石河流域2025 年用水總量控制指標為11 609 萬m3，其中本流域地表水資源量控制指標為3 929 萬m3，外流域調(diào)入地表水資源量控制指標為3 280 萬m3，地下水資源量控制指標為4 400 萬m3；2030 年用水總量控制指標為12 281 萬m3，其中本流域地表水資源量控制指標為4 296 萬m3，外流域調(diào)入地表水資源量控制指標為4 445 萬m3，地下水資源量控制指標為3 540 萬 m3。

5 水量分配方案

5.1 可分配水量

5.1.1 河道內(nèi)需水保障情況

此次河道內(nèi)生態(tài)環(huán)境需水主要計算成果是最小生態(tài)環(huán)境需水量，最小生態(tài)環(huán)境需水量指能夠保證水體的基本功能，維持水體生態(tài)情況不持續(xù)惡化所需要的水量。

控制斷面選取原則主要有：具有很好的代表性，可以較好地反映區(qū)域水文、水資源情況；盡量利用現(xiàn)有的監(jiān)測斷面，以便取得相應資料；盡量考慮交通方便，提高監(jiān)測時效性；結合河流與縣（市、區(qū)）界、水資源分區(qū)具體情況設施控制斷面；流域出口設置控制斷面。經(jīng)分析選取浮家橋水文站、沐石河河口斷面為控制性斷面。

沐石河流域浮家橋水文站及河口斷面生態(tài)流量的確定，采用Tennant 法計算斷面的最小生態(tài)需水量。汛期取斷面多年平均徑流量的20%，非汛期取斷面多年平均徑流量的10%。沐石河流域干流無控制性水利工程，河口處生態(tài)流量下泄要求與浮家橋水文站斷面取同一下泄流量，即斷面最小生態(tài)水量為678 萬m3。

5.1.2 地下水源配置情況

地下水按照屬地原則參與配置，但不參與水量分配。根據(jù)《第二松花江流域水量分配方案》《吉林省水資源綜合規(guī)劃報告》《吉林省水中長期供求規(guī)劃》《吉林省用水總量控制指標擬定報告》《長春市水資源調(diào)查評價》中對全省及第二松花江流域地下水配置量相關要求，并結合流域各縣（市、區(qū)）現(xiàn)狀供水結構，確定本次水量分配方案：沐石河流域2025 年配置地下水4 400 萬m3，2030年配置地下水3 540 萬m3，地下水利用水量未超當?shù)氐叵滤衫昧俊?/p>

5.1.3 重要引調(diào)水工程情況

規(guī)劃到2030 年沐石河流域共有調(diào)水工程1處，為松沐灌區(qū)工程，2025年工程調(diào)入德惠市的水量為3 280萬m3，2030年調(diào)入德惠市的水量為4 445萬m3。

5.1.4 地表水可分配水量

按照《跨省江河流域水量分配方案制訂技術大綱》，根據(jù)《吉林省松花江（三岔河口以上）流域水量分配方案》分配給長春市的用水總量控制指標，在保證河道內(nèi)生態(tài)環(huán)境用水、控制地下水合理開采及重大引調(diào)水工程的前提下，以流域用水總量控制指標為上限，通過長系列供需平衡計算分析，按沐石河流域出口處天然來水量排頻，提出多年平均、50%，75%和90%來水頻率情況下水量分配方案。2025 年多年平均情況下，地表水資源分配水量為 3 929 萬 m3，允許耗損量為 2 357 萬 m3；2030年多年平均情況下，地表水資源分配水量為4 296萬 m3，允許耗損量為 2 578 萬 m3。

5.2 河道外水量分配方案

5.2.1 地表水取用水量

2025 年多年平均條件下，沐石河流域當?shù)氐乇硭峙淇偭? 929 萬m3，其中分配給九臺區(qū)636萬 m3，德惠市 3 293 萬 m3；2030 年多年平均條件下，沐石河流域當?shù)氐乇硭峙淇偭? 296 萬m3，其中分配給九臺區(qū) 815 萬 m3，德惠市 3 481 萬 m3，分配方案見表1.

表1 地表水分配方案

流域不同來水條件下各地河道外地表水量分配份額，由各地上級水行政主管部門，視當年來水情況按同比例豐增枯減的原則，在流域年度水量調(diào)度計劃中確定。

5.2.2 地表水允許耗損量估算

根據(jù)規(guī)劃水平年分行業(yè)用水情況及耗損率，估算得到與本流域地表水可分配量相應的地表水允許耗損量。耗損率采用《2019 年吉林省水資源公報》成果，水田灌溉耗水率0.5，水澆地及菜田灌溉耗水率0.8，林牧漁耗水率0.9，農(nóng)村生活、建筑業(yè)及牲畜耗水率1.0，工業(yè)、城鎮(zhèn)生活及服務業(yè)耗水率0.3，生態(tài)環(huán)境耗水率0.9。

2025年多年平均條件下，沐石河流域當?shù)氐乇硭试S耗損量為2 357萬m3，其中九臺區(qū)381萬m3，德惠市1 976萬m3；2030年多年平均條件下，沐石河流域當?shù)氐乇硭试S耗損量為2 578萬m3，其中九臺區(qū)489萬m3，德惠市2 089萬m3，允許耗損量見表2。

表2 地表水允許耗損量

5.2.3 水量核定及下泄水量控制方案

通過用戶取水及斷面監(jiān)測結合用水調(diào)查統(tǒng)計的方法進行水量核定。根據(jù)沐石河流域水文水資源特點、水利工程分布，通過對各控制斷面處天然來水量排頻，確定不同保證率下各斷面下泄量。多年平均條件下，2030年河口控制下泄水量8 926萬m3，如表3 所示。

表3 控制斷面下泄水量控制指標

6 結語

制定沐石河流域水量分配方案，完善取用水總量控制指標體系，既是對《水法》等相關法律法規(guī)的具體落實，同時也是實施最嚴格水資源管理制度的需要。該成果可作為確定水資源開發(fā)利用控制紅線的基礎，是化解水事矛盾的重要手段。