大汶河水資源優化調度

李鵬

(大河水庫管理處，山東泰安 271000)

大汶河水資源優化調度

李鵬

(大河水庫管理處，山東泰安 271000)

隨著泰安市社會經濟的快速發展及城市化進程的加快，對水資源的需求量越來越高。水資源短缺和水質污染已嚴重制約了社會經濟的發展和人民生活質量的提高。因此，合理調度大汶河水資源對于流域水資源、生態環境與社會經濟協調發展有重要的現實意義。

供需水;預測;平衡分析;優化調度

1 大汶河水資源優化調度的必要性

水是人類生存的生命線，是經濟發展和社會進步的物質基礎，是實現可持續發展的重要保證。2008年泰安市大汶河流域水資源總量為13.68億m3，人均占有水資源量296m3，相當于全國人均水平的1/8;畝均占有水資源量為352m3，為全國平均水平的1/6，按照聯合國劃分的人均占有水資源量標準，泰安市大汶河流域屬于水危機地區［1］。因此，對大汶河水資源進行優化調度十分必要。

2 大汶河水資源利用中存在的主要問題

隨著經濟和社會的發展，流域內水資源供需矛盾日益突出，已成為制約經濟社會可持續發展的“瓶頸”因素。流域內水資源開發利用中存在的主要問題［2-4］表現在以下幾個方面:?有限的水資源不能得到合理有效的利用，尚未實現水資源的合理配置;?過量超采地下水，使生態環境狀況進一步惡化;?水污染嚴重進一步加劇了水資源的供需矛盾;?過境水量相對較少，大量引用客水難度較大;?礦坑排水的綜合利用程度低;?節水技術普及率低，水的浪費比較嚴重;?供水水價偏低，水資源費和污水處理費尚不能全部征收到位。

3 現狀水資源量及可利用量分析

根據1956—2008年實測資料分析，大汶河流域多年平均年降水量為712.4mm，折合水量46億m3，保證率50%、75%、95%時年降水量分別為695mm、575mm、428mm。根據流域內水資源綜合規劃調查評價成果，大汶河流域天然年徑流量為10.91億m3，保證率50%、75%、95%時年徑流量分別為9.33億m3、5.54億m3、2.20億m3。流域內地下水資源總量為8.66億m3，扣除地表水、地下水重復計算量，流域內水資源總量為13.68億m3。按照2008年大汶河流域內人口462.7萬、耕地面積388.5萬畝計算，人均占有水資源量為296m3，畝均占有水資源量為352m3。地表水資源可利用量為3.34億m3，可利用率30.6%;地下水資源可開采量為7.4億m3，水資源可利用總量為13.68億m3，水資源可利用率為78.5%。

4 現狀供水、用水情況分析

4.1 流域供水量分析

2008年流域內總供水量為9.59億m3。其中，地表水供水量為3.73億m3，占總供水量的38.9%;地下水開采利用量為5.73億m3，占總供水量的59.7%，污水處理回用量為0.16億m3。流域內地下水供水量是地表水供水量的1.4倍。在地表水供水量中，蓄水工程占50.6%，引水工程占27.8%，提水工程占8.6%;引黃水占 13.0%。在地下水供水量中，淺層水占47.1%，深層水占51.7%，微咸水占1.2%。1999—2008年的10年間，流域內的總供水量從11.61億m3減少至 9.59億 m3，供水量減少了 17.4%。其中2004—2008年供水量基本穩定在9億m3左右(見圖1)。

圖1 供水總量發展趨勢

4.2 流域用水量分析

2008年流域內總用水量為9.59億m3。在總用水量中農田灌溉用水5.51億 m3，占全市總用水量的57.5%;林牧漁畜業用水1.68億m3，占全市總用水量的17.5%;工業用水0.90億m3，占全市總用水量的9.4%;城鎮公共用水0.24億m3，占全市總用水量的2.5%;居民生活用水1.26億m3，占全市總用水量的13.1%，其中農村生活用水0.66億m3，占全市總用水量的6.8%，城鎮生活用水0.38億m3，占全市總用水量的4%，生態環境用水0.22億 m3，占總用水量的2.3%。按1999—2008年用水量統計資料分析，流域內總用水量基本呈減少趨勢，從1999年的11.5億m3減少到2008年的9.59億m3。2004—2008年流域內總用水量基本穩定在9億m3左右(見圖2)。

圖2 用水總量發展趨勢

5 水資源需求和可供水量預測

5.1 水資源需求預測

現狀年農田灌溉保證率50%，大汶河流域總需水量為111948萬m3，至2015年、2030年總需水量分別為121859萬m3、114342億m3;現狀年農田灌溉保證率75%，大汶河流域總需水量為132108m3，至2015年、2030年總需水量分別為141080萬m3、130439萬m3。大汶河流域需水增長的主要因素是經濟的持續快速發展、城鎮化和工業化的穩步推進、人民生活水平和生活質量的提高、生態環境的改善等。大汶河流域今后30年全社會總需水量呈緩慢增長態勢，至2030年以后可趨近于零增長;其中，生活、工業及建筑業、第三產業、生態等各類需水量均有一定幅度的增加，增長率逐步減小;農業需水量保持穩中有降的趨勢。泰安市大汶河流域需水量預測成果見表1。

表1 大 汶 河 流 域 需 水 量 預 測 成 果

5.2 可供水量預測

充分考慮技術經濟因素、水質狀況、對生態環境的影響，以及開發不同水源的有利和不利條件，預測不同水資源開發利用模式下可能的供水量，并進行技術經濟比較，擬定水資源開發利用方案。根據不同區域、不同水平年水資源可利用量、需水量及供水能力，分析計算可提供的水量。大汶河流域供水水源可分為地表水源、地下水源、非常規水源和外流域調水等，大汶河流域現狀年保證率50%、75%、95%可供水量分別為111280萬m3、97811萬m3、85889萬m3。全流域不同保證率可供水量成果見表2。

表2 大汶河流域現狀可供水量成果 單位:萬m3

6 水資源優化配置

水資源配置在多次供需反饋并協調平衡的基礎上，進行二次水資源供需分析。此次優化配置利用建立的水資源合理配置情景共享系統模擬模型，以水資源系統供需平衡［5-7］為基本原則，考慮各種來水與需水的年際、年內的變化，通過不同配置方案的調度，提供長系列的供水、余水或缺水過程，客觀地分析系統內各個單元、節點的供需情況，確定當前狀況下區域最佳水資源合理配置方案。

在充分利用地表水、合理開采地下水、科學利用污廢水、多種水源統一調配、優化配置的前提下，在現狀供水條件下以供定需，對流域內不同水平年進行供需平衡分析，見表3。在水資源二次供需平衡分析中，對節水量、新增可供水量和現狀水利工程可供水量進行分析，在保證生態、環境用水的前提下，確定經濟發展用水，以獲得水資源動態平衡的合理結果，見表4。

表3 大汶河流域二次水資源供需平衡分析 單位:萬m3

續表

表4 大汶河流域二次水資源供需平衡分析 單位:萬m3

從表4可以看出，全市各不同水平年平水年有余水，二次水資源供需平衡分析后使水資源調配更加科學，減少了水資源缺乏量。2015年枯水年缺水20265萬m3，缺水率為14%，特枯水年缺水32869萬m3，缺水率為23%，2030年枯水年略有余水，特枯水年缺水9132萬m3，缺水率為7%，可基本滿足需水要求。

7 結語

水資源短缺始終是制約泰安市社會經濟可持續發展的長期問題?？紤]技術經濟因素對生態環境的影響、不同水質的用水要求和利用其他水源的可行性等，確定大汶河水資源配置方案，確定供水目標、任務和要求，合理分配地表水和地下水，使水資源利用率大大提高，緩解了泰安市水資源嚴重緊缺的局面。

［1］郭坤榮.大汶河生態健康評價研究［D］.濟南:山東師范大學，2007.

［2］李平，高俊杰.大汶河水資源利用存在的問題及可持續利用對策［J］.農業開發與裝備，2014(7):49.

［3］崔華，徐國東.淺談大汶河水資源污染治理與保護措施［J］.地下水，2002(2):89-91.

［4］左欣，康紹忠，梁學田.大汶河泰安段水質評價與污染防治措施研究［J］.山東農業大學學報(自然科學版)，2005 (4):557-563.

［5］于偉東.海河流域水平衡與水資源可持續開發利用分析與建議［J］.水文，2008(3):79-82.

［6］張威.我國南方山區小流域水資源平衡與綜合利用及工程設計［D］.杭州:浙江大學，2014.

［7］左莎莎.流域生態環境需水與水資源可持續利用研究［D］.南昌:江西師范大學，2013.

Dawen River Water Resources Optimal Dispatching

LI Peng
(Dahe Reservoir Management Office，Tai’an271000，China)

Demand on water resources becomes increasingly higher with the rapid development of economy and society in Tai’an and the acceleration of urbanization process.Water resources shortage and water quality pollution have seriously hampered development of social economy and improvement of people’s life quality.Therefore，rationally dispatching Dawen River water resources has practical significance for coordinated development among basin water resources，ecological environment and social economy.

water supply and demand;forecasting;balance analysis;optimal dispatching

TV213.2

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:2096-0131(2015)01-0029-04