牤牛河人工湖工程項(xiàng)目區(qū)水資源論證分析

劉英超

（遼寧省喀左縣水利局，遼寧 喀左 122300）

0 前言

牤牛河人工湖工程項(xiàng)目區(qū)位于喀左縣公營子鎮(zhèn)，牤牛河中下游。工程計(jì)劃修建2座橡膠壩、1座攔砂壩，河床設(shè)計(jì)采用土工膜防滲。工程完工后將形成200 m寬1180 m長的水面景觀及沿河綠色長廊，為當(dāng)?shù)厝嗣袢罕娞峁┝己玫男蓍e娛樂旅游場所，極大地提高了城市的整體品位。同時能提升區(qū)域地下水位，增加人工湖沿岸空氣濕度，提高周邊土壤植被含水量，改善流域水環(huán)境，使生態(tài)環(huán)境得到改善。形成區(qū)域水資源新的供需動態(tài)平衡，促進(jìn)當(dāng)?shù)厮Y源的可持續(xù)開發(fā)利用。

工程地處遼西干旱缺水地區(qū)，多年平均降雨量457 mm，多年平均蒸發(fā)量1093.9 mm，水資源極其有限，項(xiàng)目區(qū)上游工礦企業(yè)眾多，用水量大，為了促進(jìn)水資源優(yōu)化配置，研判工程是否具有可行性，竣工后能否達(dá)到預(yù)期效益，必須對項(xiàng)目區(qū)水資源利用情況進(jìn)行論證[1]。

1 項(xiàng)目區(qū)取用水量計(jì)算

根據(jù)項(xiàng)目區(qū)自然地理、社會經(jīng)濟(jì)、氣候特征和水文條件等，并結(jié)合現(xiàn)場調(diào)查和收集的資料，根據(jù)分析范圍的實(shí)際供水量、各行業(yè)實(shí)際用水量和需水量資料，進(jìn)行現(xiàn)狀水平年供需平衡分析[1]。

牤牛河流域內(nèi)僅有一個水文站即葉柏壽水文站，葉柏壽水文站位于項(xiàng)目區(qū)上游，有1956年～2011年完整的水文測驗(yàn)整編資料。該站為省級重要水文站，二類精度站。實(shí)測水文資料完整、準(zhǔn)確、可靠。論證分析所采用水文基礎(chǔ)要素均來自葉柏壽水文站，采用實(shí)測徑流資料做參考分析。

1.1 項(xiàng)目區(qū)來水量計(jì)算

項(xiàng)目區(qū)多年平均降雨量457 mm，多年平均蒸發(fā)量1093.9 mm，多年平均來水量為5668萬m（3其中建平片區(qū)3822萬m3，喀左片區(qū)1845萬m3）。根據(jù)葉柏壽水文站多年平均來水量計(jì)算出項(xiàng)目區(qū)多年平均來水量月分配見表1。

表1 項(xiàng)目區(qū)多年平均來水量月分配表

從項(xiàng)目區(qū)多年平均來水量月分配表中可以看出，項(xiàng)目區(qū)全年來水總量為5668萬m3（其中建平片區(qū)3823萬m3，喀左片區(qū)1845萬m3），各月徑流量變化較大，來水量主要集中在3月、4月、6月～9月，其中7月、8月來水量最大，分別占全年來水量的27.97%和20.26%。

1.2 項(xiàng)目區(qū)用水量計(jì)算

項(xiàng)目區(qū)內(nèi)行業(yè)用水主要包括人畜飲水、農(nóng)業(yè)用水、工商業(yè)用水三部分。人畜飲水、工商業(yè)用水時間為全年，農(nóng)業(yè)用水時間為5個月（4月～8月份）。根據(jù)查閱《朝陽市大凌河流域水資源綜合管理規(guī)劃》并運(yùn)用《西藏乃東縣結(jié)巴水庫工程水資源論證》[2]《臨沂市訪河灌區(qū)花園橡膠壩改建工程水資源論證》[3]《基于凹水河水庫工程水資源論證的需水預(yù)測分析》[4]中的蓄水預(yù)測方法，計(jì)算忙牛河流域建平片區(qū)、喀左片區(qū)用水量。

1.2.1 建平片區(qū)用水量

根據(jù)建平片區(qū)人畜飲水為375.8萬m3，農(nóng)業(yè)用水388.8萬m3，工商業(yè)用水2232萬m3。建平縣規(guī)劃建設(shè)人工湖，計(jì)劃用水300萬m3，用水時間為豐水月的3月、6月～9月。建平片區(qū)總用水量為3296.6萬m3。建平片區(qū)各用水行業(yè)用水月份及月用水量見表2。

表2 建平片區(qū)用水量計(jì)算表

1.2.2 喀左片區(qū)用水量

喀左片區(qū)人畜飲水為144.3萬m3，農(nóng)業(yè)用水582.3萬m3，工商業(yè)用水453.2萬m3，喀左片區(qū)總用水量1179.8萬m3?？ψ笃瑓^(qū)各用水行業(yè)用水月份及月用水量見表3。

表3 喀左片區(qū)用水量計(jì)算表

1.2.3 人工湖用水量

牤牛河項(xiàng)目區(qū)人工湖用水量計(jì)算主要包括人工湖蓄水量、水面蒸發(fā)、河床含水層三部分。

a.根據(jù)《喀左縣第二牤牛河公營子城區(qū)段綜合治理工程項(xiàng)目建議書》，人工湖水面長1180 m，寬200 m，水深2 m。通過計(jì)算人工湖蓄水量為47萬m3。

b.根據(jù)葉柏壽水文站多年平均蒸發(fā)量與多年平均降雨量計(jì)算出人工湖水面多年平均凈蒸發(fā)量15萬m3。人工湖水面各月多年平均蒸發(fā)水量見表4。

表4 項(xiàng)目區(qū)多年平均凈蒸發(fā)水量月分配表

c.因沒有試驗(yàn)數(shù)據(jù)，保守認(rèn)為河床含水層面積與人工湖水面面積相同，河床含水層空隙率按建平縣人工湖規(guī)劃成果0.4計(jì)算，實(shí)地調(diào)查地下水埋深為7 m～10 m，按10 m計(jì)算。河床含水層計(jì)算用水為94.4萬m3。

d.人工湖用水量=人工湖蓄水量+水面蒸發(fā)水量+河床含水層水量=156.4萬m3

表5 牤牛河項(xiàng)目區(qū)人工湖工程用水量計(jì)算表

2 項(xiàng)目區(qū)人工湖蓄水可行性分析

人工湖蓄水可行性，采用項(xiàng)目區(qū)全年、逐月凈來水量兩種方法來進(jìn)行分析。

2.1 項(xiàng)目區(qū)全年凈來水量分析法

項(xiàng)目區(qū)多年平均來水量為5668萬m3，其中建平片區(qū)3822萬 m3，喀左片區(qū)1845萬m3。

項(xiàng)目區(qū)年用水量4476.4萬m3，其中建平片區(qū)年用水量3296.6萬m3（包括建平人工湖計(jì)劃用水量為300萬m3），喀左片區(qū)年用水量1179.8萬m3。

喀左縣牤牛河項(xiàng)目區(qū)人工湖用水量為156.4萬m3。

項(xiàng)目區(qū)多年平均來水量-項(xiàng)目區(qū)用水量=項(xiàng)目區(qū)凈來水量=1191.6萬m3＞156.4萬m3

通過上述計(jì)算可看出，項(xiàng)目區(qū)凈來水量遠(yuǎn)大于項(xiàng)目區(qū)人工湖用水量。故用全年凈來水量分析，項(xiàng)目區(qū)多年平均來水量能滿足項(xiàng)目區(qū)人工湖用水需要。

2.2 項(xiàng)目區(qū)逐月凈來水量分析法

為了更直觀了解項(xiàng)目區(qū)多年平均凈來水量在時間分配上能否滿足項(xiàng)目區(qū)人工湖用水需要，將項(xiàng)目區(qū)多年平均凈來水量逐月計(jì)算，結(jié)果繪制成表格。項(xiàng)目區(qū)多年平均凈來水量計(jì)算結(jié)果見表6。

表6 項(xiàng)目區(qū)多年平均凈來水量計(jì)算表

2.3 項(xiàng)目區(qū)全年蓄水情況分析

通過全年凈來水量分析法可知，全年凈來水量為1191.6萬m3，能夠滿足牤牛河人工湖工程全年156.4萬m3用水需求。通過逐月凈來水量分析法可知，項(xiàng)目區(qū)人工湖1月、2月無來水，3月凈來水量69.7萬m3，4月、5月無來水，6月凈來水量59.9萬m3，7月凈來水量1064.2萬m3、8月凈來水量627.0萬m3均大于項(xiàng)目區(qū)人工湖用水量，人工湖可蓄滿，9月凈來水量75.2萬m3，10月～12月無來水。項(xiàng)目區(qū)人工湖全年僅6月～9月基本可蓄水，其中7月～9月可蓄滿，3月有少量水，其它月份無水。

3 結(jié)論

1）用全年凈來水量分析，項(xiàng)目區(qū)多年平均來水量能滿足項(xiàng)目區(qū)人工湖用水需要。但通過項(xiàng)目區(qū)多年平均凈來水量逐月計(jì)算，項(xiàng)目區(qū)人工湖全年僅6月～9月可蓄水，其中7月～9月可蓄滿。3月有少量水，其它月份無水。河道汛期每年有86%的水白白流掉，非汛期卻無水。造成上述主要原因，是項(xiàng)目區(qū)多年平均凈來水量在時間分配上不均勻。

2）為達(dá)到工程預(yù)期效果，需對忙牛河人工湖工程上游進(jìn)行綜合治理，如提高項(xiàng)目區(qū)流域面積內(nèi)的植被覆蓋率以增加項(xiàng)目區(qū)涵養(yǎng)水資源能力；建設(shè)梯級水閘、橡膠壩等攔洪蓄水工程，綜合調(diào)配水資源，解決非汛期工程無蓄水問題。

2）隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展水資源需求量與日俱增，水資源尤為寶貴，需進(jìn)行優(yōu)化配置與可持續(xù)利用，干旱缺水地區(qū)水利工程規(guī)劃過程中運(yùn)用全年凈來水量分析及逐月凈來水量分析等方法進(jìn)行水資源分析論證，是確保工程竣工后達(dá)到預(yù)期效果的有力保障。