遼寧省青龍河流域水量分配方案研究

馮 碩

(遼寧省水利水電勘測設計研究院有限責任公司，遼寧 沈陽 110006)

青龍河水資源時空分布不均，隨著經濟社會的快速發展，流域內用水戶的用水需求增大，供需矛盾日益突出，制訂水量分配方案，是實行最嚴格水資源管理制度、確立水資源開發利用控制紅線、促進水資源合理配置、支撐經濟社會可持續發展的客觀需要。目前，國家層面已經確定遼寧省用水總量控制指標，但省內重要的跨市河流涉及的市、縣用水份額尚不明確。從全國來看，太湖流域采用水量、水質數學模型模擬重要河湖的進出水量，比較與水量分配方案的符合性[1]；淮河流域對各條河流的水資源條件、工程調度能力及2020年水量分配方案可達性進行分析，結果存在顯著差異性[2]；南寧市、株洲市均制訂了跨縣河流的水量分配方案作為水資源的最大剛性約束，提出跨縣區河流涉及的縣區水量分配成果[3-4]。本文旨在落實跨省河流青龍河在遼寧省境內的水量分配方案，提出不同頻率青龍河涉及的各市級行政區地表水用水份額及主要控制斷面下泄水量要求等。

1 流域及引調水工程概況

青龍河是灤河支流，為跨省河流，發源于燕山山脈的七老圖山支脈南側的臺頭山，其源分南北2處，向南流至遼寧省凌源市三十家子鎮匯合，流經河北省平泉、寬城、青龍等縣，于灤縣境內的石梯子村匯入灤河，遼寧省內流域面積1586km2。流域涉及朝陽市凌源市的10個鄉(鎮)和葫蘆島市建昌縣的2個鄉鎮。1956—2016年青龍河(省內)多年平均水資源總量為17663萬m3，其中地表水資源量17663萬m3，地下水資源量7278萬m3(全部為與地表水資源量重復量)。

凌源市應急供水工程是在刀爾登鎮大北莊村附近青龍河干流上下游700m處取水，在保障取水頭部壩下生態環境流量(0.38m3/s)的前提下，調水至大凌河支流的菩薩廟水庫，多年平均調水量1291萬m3，以滿足凌源市城市用水需求。

2 流域水文情勢

青龍河(省內)流域年徑流1956—2016年包含豐、平、枯水年段，其中豐水年及平水年所占比例大體相同，枯水年所占比例稍大，最大年徑流量5.67億m3(1962年)，最小年徑流量0.49億m3(1981年)。如圖1所示，在1956—2016年的系列段中，1956—1979年、1994—1996年為豐水段，1980—1993年、1997—2016年為枯水段，豐枯交替進行。

圖1 青龍河流域年徑流差積曲線

3 流域用水現狀、需水預測及合理性分析

3.1 流域用水趨勢變化

青龍河流域用水包括生活用水、工業用水、農業灌溉用水及生態環境用水4個行業，近年來，流域總用水量及用水結構均發生了不同程度的變化。2002—2016年流域平均用水量2754萬m3，其中葫蘆島市、朝陽市15年平均用水量分別為416萬、2338萬m3，朝陽市用水比例較大，占青龍河流域總用水量的84.9%。如圖2所示，總用水量的變化主要受農業灌溉用水制約，用水平均占比75.01%，15年的農業用水量在較大變幅下呈現一定的增長趨勢；生活用水變化較小；而受大型國營軍工企業停產或外遷影響，工業用水呈現減少趨勢。

圖2 青龍河流域各行業用水量

3.2 河道外需水

結合15年來各業用水發展趨勢，以2016年社會經濟指標及用水情況為基礎，在緊跟國家方針政策和地方發展方略的前提下，對青龍河流域進行需水預測。2030年流域需水預測成果見表1，青龍河流域2030年河道外需水量2943萬m3，其中葫蘆島市185萬m3，朝陽市2758萬m3。

表1 2030年青龍河流域需水預測成果 單位：萬m3

4 流域水資源配置

根據已批復的《全國水資源綜合規劃(2010—2030年)》，2030水平年遼寧省用水總量控制目標為164.58億m3。按照海委制定的《灤河水量分配方案》[5]，分配給遼寧的用水總量控制指標為5900萬m3。《國家節水行動方案》對全省用水總量控制指標作了適當調整，調整后全省用水總量控制指標162.50億m3，其中青龍河4479萬m3。根據流域和區域的水資源條件和開發利用水平，合理調配地表水、地下水，本地水與外調水，以保障流域和區域經濟社會的可持續發展。考慮青龍河流域各行業發展需要及現有水源利用情況，挖潛水源供水能力、適當規劃新建水源工程以滿足流域未來發展用水需求。青龍河按不同行業、水源類型水資源配置見表2—3。

表2 2030年青龍河流域不同行業水資源配置 單位：萬m3

表3 2030年青龍河流域不同水源水資源配置 單位：萬m3

5 水量分配方案

5.1 分配原則

(1)分配地表水原則。流域水量分配方案分配的是本流域地表水[6]，是以本流域地表水可利用量為上限，扣除河道內生態用水后本流域河道外最大可利用的地表水量，采用地表水可分配水量及允許耗損量加以表述，同時提出主要控制斷面下泄水量成果。

(2)屬地供水原則。水量分配方案的分配水量包括本流域地表水分配水量及本流域調出水量，但不包括外流域調入本流域的水量。

(3)公平、公正、統籌兼顧原則[7]。水量分配必須充分體現公平性的原則。統籌兼顧流域與行政區域水資源條件、供用水歷史和現狀、未來發展的供水能力和用水需求、節水型社會建設的要求，妥善處理上下游、左右岸用水關系，協調地表水與地下水、河道內與河道外用水，統籌安排生活、生產、生態與環境用水。

5.2 可分配水量分析

根據《水量分配方案制訂技術大綱(試行稿)》，青龍河流域水資源配置成果和用水總量控制指標合理確定流域的地表可分配水量。以青龍河流域用水總量控制指標為上限，保障河道內生態需水，兼顧上下游、左右岸用水關系，統籌生活、生態生產用水，經長系列徑流調節計算后，對青龍河(省內)天然徑流進行排頻分析，提出不同頻率下流域地表水可分配水量。2030年多年平均情況下，青龍河地表水可分配水量為2327萬m3(其中本流域地表水可分配水量1032萬m3)，地表水允許耗損量1903萬m3(其中本流域地表水允許耗損量609萬m3)。流域可分配水量見表4。

表4 2030年青龍河流域可分配水量 單位：萬m3

5.3 河道外水量分配方案

在滿足河道內生態需水量(0.38m3/s)前提下，青龍河流域2030年多年平均地表水總分配水量為2327萬m3，其中調出水量為1295萬m3，本流域地表水分配水量為1032萬m3。本流域地表水分配水量中分配給葫蘆島市368萬m3，朝陽市664萬m3，分別占總分配量的35.7%、64.3%。本地地表水允許耗損量為609萬m3，其中葫蘆島市217萬m3，朝陽市392萬m3。流域各市可分配水量見表5。

研究結果顯示，在不添加NP、只添加MT處理下，水稻幼苗葉片Y(Ⅱ)、ETR和葉綠素含量顯著提高，比對照分別提高了1.1倍、1.2倍和1.1倍(圖3：A，C，F)， 而qN和NPQ則顯著降低，分別比對照下降了20.2% 和30.6%(圖3：D ～ E)；qP與對照相比無顯著差異(圖 3：B)。與單一添加NP處理相比，NP + MT復合處理使水稻幼苗葉片的Y(Ⅱ)、qP、ETR、葉綠素含量分別提高了1.3倍、1.2倍、1.2倍、1.3倍(圖3：A ～ C，F)，而qN和NPQ則分別降低了13.6%和38.5%(圖3：D ～ E)。

表5 2030年青龍河流域各市可分配水量 單位：萬m3

5.4 主要控制斷面下泄水量

控制斷面下泄水量通過用戶取水及斷面監測結合用水調查統計的方法進行水量核定[8]。青龍河流域屬于跨省河流，省內跨葫蘆島、朝陽2市，因此選擇葫蘆島-朝陽、省界(東莊)2個控制斷面。葫蘆島-朝陽斷面監測葫蘆島市用水及下泄水量情況；東莊斷面監測青龍河上游來水、下泄水量及河道內生態環境用水需求的滿足程度。多年平均條件下，2030年葫蘆島-朝陽控制斷面下泄水量2391萬m3，省界(東莊)控制斷面下泄水量12648萬m3。見表6。

表6 2030年青龍河控制斷面下泄水量 單位：萬m3

6 分配方案合理性分析

從整體上看，青龍河流域水量分配方案本地地表水取用水量為1035萬m3，未超出用水總量控制指標的要求，為實現最嚴格的水資源管理制度奠定基礎，2030年多年平均條件下，流域配置總供水量為5438萬m3，未超出《灤河水量分配方案》用水總量控制指標，且為經濟社會發展預留儲備水量，基本符合流域實際情況。

其次，青龍河流域多年平均地表水資源量17663萬m3，可利用量為5900萬m3。2030年地表水供水量為5438萬m3(其中山丘區地下水3111萬m3)，地表水開發利用程度為30.8%，開發利用程度不高。

此外，近五年(2012—2016年)青龍河流域葫蘆島市、朝陽市用水量分別占流域總用水量的7.3%、92.7%。2030年葫蘆島市、朝陽市分配水量分別占流域總分配水量的12.6%、87.4%，流域總的水量分配格局與現狀基本一致。

綜上，水量分配方案的成果較為合理。

7 結語

本文通過分析青龍河流域水文情勢、用水變化趨勢合理預測河道外需水，在全省總量控制指標的剛性約束下，保障河道內基本生態環境用水，合理調配地表水、地下水，本地水及外調水，通過水資源供需平衡分析，遵循水量分配的基本原則，合理確定青龍河流域地表水可分配水量、地表水允許耗損量及主要控制斷面下泄水量。主要結論如下。

(2)在遼寧省用水總量控制指標的剛性約束下，確定2030年青龍河流域本流域水資源配置總量4479萬m3(其中地表水1035萬m3)，其中葫蘆島市566萬m3，朝陽市3919萬m3，分別占流域總分配水量的12.6%、87.4%，流域總的水量分配格局與現狀基本一致。

(3)遵循水量分配基本原則，以用水總量指標為控制上限，根據水資源配置成果，扣除流域地下水合理開采量后，在保障河道內生態環境需水的前提下，統籌流域內各市用水關系，確定2030年多年平均條件下，青龍河流域地表水可分配水量2327萬m3，其中本流域地表水可分配水量為1035萬m3，調出水量為1295萬m3。本流域地表水分配水量中分配給葫蘆島市368萬m3，朝陽市664萬m3。

(4)根據流域水平衡及其轉化關系，在滿足河道內生態環境用水需求的前提下，合理確定2030年多年平均條件下，葫蘆島-朝陽控制斷面下泄水量2391萬m3，省界(東莊)控制斷面下泄水量12648萬m3。

隨著經濟社會的不斷發展，流域對水資源的需求將越來越大，制訂青龍河水量分配方案，明確各市地表水用水份額，為滿足各行業用水合理需求，實現最嚴格的水資源管理制度奠定基礎，是支撐經濟社會可持續發展的客觀需要。為確保青龍河水資源管理良性運行，未來應根據水量分配方案實施年度水量調度計劃和取水許可監督管理，確保水量分配方案落到實處。