特別干旱期的漳河上游水量調度研究

李元勛，王 勇，吳勇進

（1.河北工程大學，河北邯鄲 056000；2.海河水利委員會漳河上游管理局，河北邯鄲 056006）

1 漳河上游地區概況

漳河上游地區位于華北地區河北、河南和山西三省接壤處，人均水資源量遠遠低于全國平均水平，已建水利工程眾多，水資源開發利用程度很高。流域內水資源利用效率較低，萬元產值用水量是海河流域平均水平的2倍以上，另外流域內水資源統一管理程度低。漳河上游管理局直管清漳河匡門口水文站以下、濁漳河侯壁水電站以下至漳河干流觀臺水文站以上的108.4 km河段，區間流域面積1 664 km2。

1977年以來，漳河上游地區的降水量比前期下降10%以上，河道基流下降40%以上，干旱年份更為突出，而且來水主要集中在汛期和非灌溉季節。主要缺水區是下游河南、河北兩省的四大灌區和沿河村莊。區域水資源供需矛盾突出，水事糾紛頻發。

2 漳河上游地區水資源調度原則

（1）總量控制、斷面流量控制、分級管理、分級負責。

表1 干旱指標分類及缺點、適用性分析

（2）統籌兼顧三省用水，保證河道有一定基流。

（4）水力發電調度服從防洪調度和上述用水要求。

3 漳河上游地區特別干旱期的確定

3.1 干旱等級劃分

干旱一般劃分為5個等級：正?；驖駶场⑤p度干旱、中度干旱、嚴重干旱、特大干旱。特別干旱期指發生嚴重干旱和特大干旱的時期，特殊情況下（如作物的水分臨界期）考慮中度干旱期甚至輕度干旱期。

3.2 干旱指標簡介

干旱指標是衡量干旱程度的基本工具，如果干旱指標選用客觀合理，那么就能準確地反映干旱過程，同時對于干旱條件下的水量分配起到關鍵作用。由于影響干旱的因素很多，各地氣候、地理條件差異很大，所以確定一個能準確反映漳河上游區域內的干旱指標至關重要。干旱指標分類及缺點、適用性分析，見表1。

3.3 干旱指標的確定

對比分析以上各指標，選定水文干旱指標中河道來水量距平百分率作為評定漳河上游地區干旱等級的指標性依據。流域來水斷面為濁漳河侯壁斷面和清漳河匡門口斷面，分析兩站水文資料并用P-Ⅲ曲線進行頻率比對分析，發現侯壁流量資料在一定誤差范圍內滿足頻率分析結果，而匡門口已知資料年際變化過于劇烈（其最大年徑流與最小年徑流的比值為269），并且爭水矛盾區主要集中于濁漳河侯壁以下至漳河干流合漳村，因此選定侯壁水文站為監測斷面。河道來水量距平百分率與干旱等級關系，見表2。

河道來水量距平百分率計算公式為：

式中：Rw為當前河道來水量（m3/s）；Ro為多年平均河道來水量（m3/s）。

表2 河道來水量距平百分率與干旱等級關系

（1）灌溉期的特別干旱期確定。根據漳河上游地區實際情況，確定每年3—6、11月為灌溉期。灌溉期內侯壁的多年平均來水量，見表3。灌溉期干旱程度劃分，見表4。

表3 1995-2013年間灌溉期侯壁斷面月均流量m3/s

表4 灌溉期干旱程度劃分m3/s

依此指標將3—6、11月的嚴重干旱期侯壁河道來水量的最大值作為界定特別干旱期的臨界值，小于此最大值即為進入特別干旱期，連續3 d小于此最大值則依調度方案實施調度。

根據德國聯邦統計局的數據，2000—2014年，德國生活垃圾年產生量為5.0×107t左右，整體變化不大，2002年達到高峰值5.277 2×107t。2014年德國生活垃圾產生總量為5.110 2×107t，人均生活垃圾產生量約633 kg/（a·人），即1.73 kg/（d·人），其中剩余垃圾量為0.48 kg/（d·人）。

（2）非灌溉期的特別干旱期確定。研究區域內，非灌溉期用水量遠少于灌溉期用水量，且侯壁斷面多年平均非灌溉期來水量約為全年來水量的70%，據此將非灌溉期的特別干旱期臨界值取為70%枯水年條件下的侯壁斷面來水量（即河道來水量距平百分率為-70%）。

侯壁斷面1995—2013年的多年平均來水量為12.68 m3/s，故非灌溉期的特別干旱期侯壁斷面來水量臨界值為3.80 m3/s，小于此值即為進入特別干旱期，連續3 d小于此值則依調度方案實施調度。

4 漳河上游地區水資源調度方案

4.1 調度依據

（1）《國務院批轉水利部關于漳河水量分配方案請示的通知》（國發〔1989〕42號）。

（2）水利部《關于漳河侯壁、匡門口至觀臺河段治理規劃的批復》（水利部水規計〔1997〕275號）。

（3）海委2003年《漳河上游水資源規劃（報批稿）》。

4.2 調度范圍

漳河上游水量調度范圍為漳河干流岳城水庫以上河段，侯壁、匡門口水文斷面以上的控制性水庫、水電站、灌區、引（調、提）水工程等。范圍內共設紅旗渠渠首、紅旗渠入境、石城電站、天橋源渠、白芟一道、白芟二道、躍進渠、大躍峰渠、小躍峰渠9個渠道控制計量斷面。

4.3 制定方案思路

特別干旱期時區域內來水量遠小于需水量，應考慮：先保障流域生活生態用水，減少生產用水；實施調水，增加來水量；將用水缺口平均分配，減少水事糾紛；科學調度，避免水量浪費。

方案1：限區保村。限制灌區跨流域調水，保障沿河村莊的生產生活用水。

方案2：跨省有償性調水。由漳河上游管理局組織，分別與山西省長治市水務局、漳澤水庫管理局、四大灌區、岳城水庫等用水戶簽訂跨省調水合同。以特別干旱期的河道來水量為臨界值，議定水價，確定水量，由上游水庫放水，實施缺水性調水。

方案3：分時段集中供水。對河南、河北兩省實施輪灌，依照《國務院批轉水利部關于漳河水量分配方案請示的通知》和各灌區灌溉面積分時段分水，限制部分（如河南?。┕鄥^引水的同時，集中向其他（如河北省）灌區引水。針對躍進渠灌區工程老化按水量分配方案難以引水的實際情況，采取限制紅旗渠、天橋源渠、白芟一二道渠引水，集中為躍進渠灌區輸水。

方案4：水權轉換。將流域內發電用水轉換為灌區灌溉用水，采取有償性水權轉換，由灌區支付一定費用補償電站。由小躍峰灌區補償徐家灘電站，將徐家灘電站發電用水轉換為小躍峰渠灌溉用水。由紅旗渠補償石城村電站，將石城村電站發電用水轉換為紅旗渠灌溉用水。

5 結語

漳河上游地區由于水資源利用程度很高，遇特別干旱期時水資源供需矛盾突出。因此，合理劃分干旱等級，界定特別干旱期，確定需水缺口，對特別干旱期內的水量調度具有指導意義。水量調度方案應遵循調度原則，具有針對性、時效性，統籌考慮9個渠道控制計量斷面的實際情況，在遇特別干旱期來水不能滿足各渠道引水需求時，采取相應措施填補用水缺口，緩解供需矛盾。另外，應修繕老化渠道，推廣新型節水設備，提高漳河上游地區的灌溉水利用系數。