山東省南四湖湖西平原水庫水源論證分析

劉友春，李桂森，閆芳階，朱龍騰

(山東省淮河流域水利管理局規劃設計院，山東 濟南 250100)

1 引言

山東省南四湖湖西平原位于魯西南地區，主要包括菏澤市的全部及濟寧市的魚臺縣、金鄉縣，屬黃泛平原區，國土面積約1.38萬km2。該地區年降水量較小，地表徑流少，當地水資源相對短缺，人均水資源量不足300m3。目前，居民生活用水水源主要為地下水，但由于當地地下水屬高氟高咸水，不符合《生活飲用水衛生標準》(GB5749-2006)的要求，嚴重影響了當地居民生活水平。根據國家發展改革委批復的全國中型水庫建設規劃及山東省水利十二五規劃，并結合區域水源特點，興建平原水庫，調蓄黃河水(客水)，城鄉統籌，優水優用，乃是改善該區域居民生活用水安全問題的根本舉措。近5年來，作者參與完成了該區域近10座平原水庫的前期論證工作，疏理總結了湖西平原水庫水源論證的要點，供同仁們批評與借鑒。

2 區域水源特點

2.1 水量

該區域水源主要由當地地表水、地下水及黃河水(客水)組成。以菏澤市為例，根據“山東省2011～2015年用水總量控制指標(暫行)”及山東省水利廳魯水資字(2010)3號文《關于印發山東境內黃河及所屬支流水量分配暨黃河取水許可總量控制指標細化方案的通知》，菏澤市地表水、地下水、黃河水總控制指標分別為 1.94億 m3、12.75億 m3、9.31億m3，分別占8.1%、53.1%、38.8%，顯然黃河水已成為當地重要的客水水源。菏澤地區各水源組成比例見圖1。

根據近5年(2006～2010年)菏澤市水資源公報，多年平均地表水、地下水、黃河水供水量分別為1.08億 m3、10.37億 m3、9.09億 m3，其中深層地下水為1.10億m3。該區域用水戶主要由城鄉生活、工業及農業組成，其中農業灌溉用水占到72%以上，城鄉生活用水占13.4%。農業灌溉用水水源主要為淺層地下水和黃河水，城鎮生活用水水源主要是來自深層地下水。菏澤地區各水源供水量組成比例見圖2。

圖1 地區水源組成圖

圖2 地區供水量組成圖

2.2 水質

魯西南湖西平原地區，地質構造復雜，巖性以淺黃、灰黃色粉砂質粘土與粉砂互層為主，下部含有較多的鈣質結核和鐵錳豆，地下水水質較差。

根據近幾年該地區的地下水觀測資料，在所監測的項目中，氯化物、硫酸鹽、總硬度、礦化度均超過地下水Ⅲ類水標準，其中硫酸鹽最大達到504mg/L，超標準 1.02倍;氯化物最大達到510mg/L，超標準 1.04倍;總硬度最大達到1010mg/L，超標準1.25倍，礦化度2330mg/L，超標準1.30倍，為典型的湖西苦咸水。苦咸水的主要特征是硬度高、溶解性總固體嚴重超標(溶解性總固體在1500mg/L～2000mg/L)、口感苦澀，很難飲用，長期飲用導致胃腸功能紊亂，免疫力低下，疾病發病率高，不符合《生活飲用水衛生標準》(GB5749-2006)。

另外，根據《黃河水資源公報》(2008～2010年)，以山東省黃河高村站為代表站，黃河水質監測結果統計和分析表明，評價河段近年來黃河水質狀況評價為Ⅲ類地表水，水質較好。

3 水源論證的必要性

平原水庫的水源是指供給平原水庫取水的江河或湖泊的水資源。針對湖西平原區，水源主要是黃河水。湖西平原水庫的水源分析主要包括黃河水源分析。黃河水是湖西平原區重要的客水資源，且水質較好。目前，黃河水主要用于湖西平原區引黃灌區的灌溉用水。每年灌溉期(春秋兩季)，通過引黃樞紐、引水渠等輸水工程，引黃河水至各市(縣)區內河道內，調蓄灌溉。由于平原河道調蓄能力有限，黃河水使用效率極低，優質的黃河水未能發揮其應有的效益。另外，當地居民還在飲用不達標的地下水，已嚴重影響當地居民生活質量。優化水資源配置，分質供水，優水優用，勢在必行。

湖西平原水庫功能是調蓄黃河水供水到水廠，提高供水保證率，主要供于當地居民生活用水，優水優用。水庫水源論證就是要從水源的量、質方面，在國家分配黃河水指標內，分析引蓄黃河水的可行性，合理確定水庫供水規模，為水庫工程規模提供技術支撐，是平原水庫建設前期重點論證工作之一。

4 水源論證的重點

4.1 黃河水源論證

黃河為省際河道，山東省黃河水指標分配按照國家確定的方案控制。根據山東省水利廳魯水資字(2010)3號文，印發實施了各市(縣)黃河取水許可總量。湖西平原水庫引黃充庫總水量應在各縣黃河取水許可總量控制指標內。根據邊界條件，選取參照水文站，分析引黃閘歷年逐月可引水天數、可引水量;計算95%保證率的可引水天數，根據典型年選取原則選取典型年，湖西地區一般為2002年，并進行相應可引水天數月分配，為充庫方案提供支撐。

4.2 取水路徑選擇

目前，湖西平原區引黃體系主要形成于上個世紀70年代，當時主要功能是農業灌溉。工程主要有引黃樞紐、引黃干渠、引黃河道、引水閘等組成，工程現狀基本良好。所以平原水庫建設水源取水路徑宜結合現有引黃工程，合理布局，減少工程占地。

4.3 供水目標確定

山東省十二五水利規劃明確指出，平原水庫建設以供水為主。結合湖西平原水資源配置現狀及當地居民生活習慣調研成果，湖西平原水庫建設應以城鄉居民生活飲用水為主，并兼顧家庭散養小牲畜用水。規模養殖牲畜用水宜以淺層地下水為水源。

4.4 供水區需水量計算

根據水庫供水目標，用水戶主要包括城鄉居民和散養牲畜。準確分析計算各用水戶的需水量，是水庫水源認證重點工作，也是確定水庫供水范圍的重要依據。

4.4.1 用水規模預測

規劃水平年的人口規模可采用綜合增長率法預測。

根據調研及數據統計，該地區家庭散養牲畜規模一般在養殖牲畜總數量30%左右。規劃水平年牲畜存欄量可根據基準年的規模進行預測。

4.4.2 需水量分析

需水預測采用日用水量定額法。生活用水分為城鎮居民生活用水和農村居民生活用水;牲畜用水一般分為大牲畜、小牲畜用水，家庭散養牲畜一般為小牲畜。

湖西地區屬經濟相對落后地區，依據山東省水資源綜合規劃及最嚴格的水資源管理制度的相關規定，湖西地區規劃水平年(2020年)各用水戶需水定額:城鎮居民90～110L/人.d，農村居民65～75L/人.d，小牲畜15L/頭.d。

由以上分析，即可計算得到供 水區需水總量。作為水庫供水量還要考慮供水過程中損失，即輸水管網損失，一般包括管網明漏、暗漏、滲漏，管網維護、搶修損失水量，供水設施漏水量，失竊水量等。參照《城市供水管網漏損控制及評定標準》(CJJ92-2002)及湖西地區現狀管網供水情況，該地區管網漏損率不宜低于12%。

4.5 興利調節

由上述需水分析、來水分析、典型年及初擬的水庫特征曲線，即可進行水庫興利調節計算。平原水庫通常采用典型年時歷年法，以月為計算時段。調節過程中，從死庫容起調，不允許出現棄水和缺水，逐月進行計入水量損失(滲漏與蒸發)的水庫完全年調節，分析調節庫容、供水量和供水保證率之間的相互關系，并由此確定調節庫容或供水量和供水設計保證率。

湖西地區平原水庫建設一般是結合現有引黃樞紐及渠(河)道，充庫過程宜結合該地區灌溉期，一般主充庫期為每年的3月、4月、5月、10月、11月。為提高當地地表水的利用率，且不增加防洪風險的前提下，一般在每年的汛初(6月初)和汛末(9月底)，可相機引當地地表水入庫。

5 結論與建議

(1)湖西平原水庫建設是一項民生工程，水資源優化配置工程，可達到“優水優用”目的，保障當地居民生活飲用水安全。

(2)水庫水源是在原引黃指標內進行調配，水源有保障;根據近幾年黃河水質檢測結果，黃河水是較優質的地表水源，可滿足水庫供水目標要求。

(3)由于區域水文特性，當地地表徑流主要集中在每年的汛期(6～9月)，以在利用平原水庫調蓄黃河水(客水)的同時，宜相機蓄引當地地表水入庫，提高當地地表水利用率。

(4)平原水庫一般工程永久占地較大，總投資較大。湖西地區每立方米庫容投資一般在50元左右。如菏澤市曹縣戴老家水庫，總庫容為1285萬m3，工程永久占地2743畝，總投資5.77億元。所以平原水庫前期論證工作中，要優化水庫調度方案，在不改變供水目標的前進下，盡可能減小庫容，減小工程永久占地，合理投資，節約資源。

(5)現狀年，湖西平原區引蓄黃河水主要用于灌溉，平原水庫的建設，調蓄黃河水，以供當地居民生活用水，改變了部分黃河水的原供水目標，擠占了農業用水。但水庫建設并沒有改變當地的總供水量，只是用優質的黃河水置換了地下水，補擠占的農業用水可以以置換的地下水來補償，但要興建相應的地下水工程。當地政府要統籌規劃，制定可行的補償機制，完善用水供水結構。

［1］SL525-2011.水利水電建設項目水資源論證導則［S］.

［2］DB37/1342-2009.平原水庫工程設計規范［S］.