王東坡，王亞芹

（遼寧省鬧德海水庫管理局，123000，阜新）

一、流域背景

老虎山河位于遼寧西部，是大凌河流域一級支流，發(fā)源于內(nèi)蒙古自治區(qū)敖漢旗金廠溝梁鎮(zhèn)橫道子。流經(jīng)三個旗（縣）一區(qū)，全長74.2km，流域面積1 471km2。其中在遼寧省境內(nèi)面積為980km2，占流域面積的66.6%，屬內(nèi)蒙古自治區(qū)境內(nèi)面積為491km2，占流域面積的33.4%。老虎山河流域狀如扇形，境內(nèi)丘陵起伏，河谷相間，地勢北高南低。老虎山河北與赤峰市敖漢旗接壤，自北向南流經(jīng)敖漢旗的老虎山，建平縣的喀喇沁、朱碌科，朝陽縣的北溝門、賈家店等，在朝陽市龍城區(qū)大平房鎮(zhèn)大平房注入大凌河。

老虎山河流域坡地占總體面積的84.3%，河谷平原只占15.7%。其特點(diǎn)是土壤松散、植被覆蓋差，雨季河水漲落急劇，水土流失嚴(yán)重。

二、水文地質(zhì)條件分析

區(qū)域內(nèi)上部為灰黃～黃褐色黃土狀亞砂土，垂直節(jié)理發(fā)育，含小孔隙及鈣質(zhì)結(jié)核。夾砂礫石薄層或透鏡體；礫石層厚3～5 m，下部為桔紅～磚紅色亞砂土、亞黏土、含礫亞砂土及亞黏土。致密堅硬，局部垂直節(jié)理發(fā)育，含2～3層鈣質(zhì)結(jié)核，夾中粗砂、砂礫石層。砂礫石成分隨地區(qū)而異，主要為花崗巖、安山巖及片麻巖。礫徑1～5 cm，最大為20 cm。尖棱角或棱角狀，分選不好，混有粉土。厚3～18 m，層位較穩(wěn)定，透水性不均勻，滲透系數(shù)為 20～120 m/d， 含水層厚度15～30 m，個別地段大于50 m，大部分地段水位埋深5～20 m。論證區(qū)域地下水資源量主要是降水入滲補(bǔ)給，農(nóng)業(yè)和生活用水量是主要排泄項，地下水動態(tài)屬于氣象～常年開采型。

三、論證思路

首先進(jìn)行論證單元的地下水資源量評價。采用補(bǔ)給法分析計算1980—2011年的地下水補(bǔ)給量，作為本單元地下水資源量系列。為保證補(bǔ)給量的計算精度，同時進(jìn)行排泄量的系列計算，以相互驗證水文地質(zhì)參數(shù)選取和計算結(jié)果的合理性。通過水資源評價確定論證單元多年平均、設(shè)計保證率和連續(xù)枯水年的地下水資源量。

在論證單元水資源評價和項目實(shí)施后2015年、2020年規(guī)劃水平年需水預(yù)測的基礎(chǔ)上，進(jìn)行多年平均地下水資源量和規(guī)劃水平年開采量的比較分析，以確定論證單元在規(guī)劃水平年開采情況下是否超采，是否會造成地下水持續(xù)下降。

采用典型年法，依據(jù)設(shè)計保證率情況下的地下水資源量選取典型年，通過典型年地下水補(bǔ)給量、儲存量與包括規(guī)劃水平年開采量在內(nèi)的排泄量之間的逐月調(diào)節(jié)計算，分析設(shè)計保證率情況下規(guī)劃水平年的供水可靠性。假定山丘區(qū)地下水開采量首先取用論證區(qū)地下水排泄量，如果排泄量不能滿足開采要求，則取用地下水儲存量，然后按月進(jìn)行調(diào)節(jié)計算，當(dāng)儲存量為負(fù)值時，則相應(yīng)月的儲存量為零，并認(rèn)為該月的供水不能得到保證，反之能夠得到保證。

進(jìn)行連續(xù)枯水年供水風(fēng)險分析。選取連續(xù)枯水年，同樣采用月調(diào)節(jié)計算的方法，對論證單元連續(xù)枯水年的供水風(fēng)險進(jìn)行分析。

月分配的原則是降水量采用代表站各月降水量，山前側(cè)向補(bǔ)給量按天數(shù)平均分配，河道排泄量按代表站各月基流量占基流總量的百分比進(jìn)行分配，潛水蒸發(fā)量按代表站各月蒸發(fā)量占總蒸發(fā)量百分比進(jìn)行分配，開采量依照不同用水種類按水文調(diào)查還原計算的分配方法進(jìn)行分配。

四、現(xiàn)狀年用水分析及規(guī)劃年需水預(yù)測

1.現(xiàn)狀年用水分析

2011年區(qū)域內(nèi)有80 394人，全部為農(nóng)村人口，用水量134.3萬m3，用水定額為 45.8L/（人·d）； 大牲畜 37 567頭，用水定額為 60 L/（頭·d）；小牲畜43035 頭，用水定額為 25L/（頭·d）。 實(shí)際灌溉面積27800畝（15畝=1 hm2，下同）其中菜田為7 700畝，用水量355.7萬m3，其中菜田134.75萬m3，用水定額水澆地為110m3/畝，菜田為175m3/畝。工業(yè)用水量為709萬m3。2011年區(qū)域總用水量為1353.3萬m3。

2.規(guī)劃年需水預(yù)測

根據(jù)《遼寧省區(qū)域經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展水資源配置規(guī)劃報告》中的指標(biāo)，對區(qū)域內(nèi)的各項用水量進(jìn)行預(yù)測。

（1）生活需水預(yù)測

由于國家加快小城鎮(zhèn)建設(shè)和大中城市的快速發(fā)展，農(nóng)村人口快速向城鎮(zhèn)轉(zhuǎn)移，預(yù)測2020年農(nóng)村人口轉(zhuǎn)移將達(dá)到峰值，2020年以后趨緩，因此2015年和2020年的農(nóng)村人口增長率分別為-28.1‰和-34.4‰。而現(xiàn)狀農(nóng)村生活用水大多為自備生活小井取水，隨著國家社會主義新農(nóng)村建設(shè)的要求和農(nóng)村城市化的發(fā)展進(jìn)程，農(nóng)村用水自來水化也是大勢所趨，因此2015年和2020年的平均用水定額分別為 65 L/（人·d）和 70 L/（人·d）。2015年和2020年的用水量分別為170.2 萬 m3和 154.6 萬 m3。

（2）農(nóng)業(yè)需水預(yù)測

農(nóng)田灌溉用水指標(biāo)分析采用凈灌溉定額及灌溉水利用系數(shù)兩類指標(biāo)，考慮到耕作技術(shù)、灌水技術(shù)的提高，未來各水平年灌溉凈定額將趨于減小。由于節(jié)水增糧行動采用膜下滴灌技術(shù)，經(jīng)分析其年最大用水量為60.35 m3/畝，各項目區(qū)的實(shí)施期在2015年結(jié)束，因此用各論證區(qū)域的項目面積乘以用水定額計算項目區(qū)用水量，未改造的水澆地和菜田用水量按遼寧省行業(yè)用水定額標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行計算。2020年的用水量和2015年用水量一致，均為354.1萬m3。

根據(jù)遼寧省畜牧業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展規(guī)劃，2015年和2020年預(yù)測水平年大牲畜的平均遞增率為9‰和6‰，小牲畜的平均遞增率為11‰和8‰。同時根據(jù)遼寧省行業(yè)用水定額，2015年和2020年大牲畜、小牲畜的用水定額均為 60 L/（頭·d）和25 L/（頭·d）。 預(yù)測 2015 年、2020年的畜牧養(yǎng)殖業(yè)用水量分別為126.3萬m3和130.6萬m3。

由于各鄉(xiāng)鎮(zhèn)工業(yè)用水均為一般工業(yè)用水，因此按《遼寧省區(qū)域經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展水資源配置規(guī)劃報告》中的一般工業(yè)中一般鄉(xiāng)鎮(zhèn)的用水增長率進(jìn)行計算，2015年的用水增長率為3.4%，2020年的用水增長率為1.6%。2015年和2020年的工業(yè)用水量分別為 718.7 萬 m3、724.5 萬 m3。

論證區(qū)域各代表年份用水量統(tǒng)計見表1。

五、取水可靠性分析

1.地下水資源量分析

地下水資源量計算利用水均衡法的原理，采用補(bǔ)給法計算水資源量。水均衡法原理，即以水平衡分析為基礎(chǔ)，研究區(qū)域地下水各項補(bǔ)給量、排泄量，根據(jù)水平衡方程，計算區(qū)域地下水資源量。由于此次的論證區(qū)域為山間河谷平原區(qū)，因此根據(jù)區(qū)域?qū)嶋H情況，論證區(qū)域補(bǔ)給量計算主要包括降水入滲補(bǔ)給量、地表水體補(bǔ)給量、山前側(cè)向補(bǔ)給量和井灌回歸補(bǔ)給量等項。排泄量包括潛水蒸發(fā)量、河道排泄量、側(cè)向流出量、淺層地下水實(shí)際開采量。

首先對論證區(qū)域1980—2011年進(jìn)行補(bǔ)給量和排泄量的計算，經(jīng)計算本論證區(qū)域多年平均地下水資源量1 378.3萬m3。2015規(guī)劃水平年開采量1 369.3萬m3，開采量占地下水資源量的99.3%；2020規(guī)劃水平年開采量1 363.8萬m3，開采量占地下水資源量的98.9%。

2.取水水源保證程度分析

對1980—2011年系列的補(bǔ)給量值進(jìn)行頻率計算，選擇保證率為90%的年份為典型年，即1981年。

（1）典型年月調(diào)節(jié)計算

1981年年初蓄水量計算：山間河谷區(qū)面積107.9km2，根據(jù)地下水水位資料與潛水含水層埋深資料分析，確定含水層厚度為5.43 m，給水度為0.2，從而計算出1981年年初蓄水量為11 717.9萬m3。供水保證程度分析見表2、表3。

表1 論證區(qū)用水量統(tǒng)計表 單位：萬m3

表2 90%保證率典型年供水保證程度分析表（2015年）單位：萬m3

通過對典型年分析計算，論證區(qū)域在設(shè)計保證率條件下，通過動用402.7萬m3的地下水儲存量可保證規(guī)劃水平年的供水需求。動用的地下水儲存量占年初地下水總儲量的3.4%。動用的地下水蓄水量能夠在豐水期得到及時回補(bǔ)，能夠滿足供水需求，項目取水可靠。

（2）連續(xù)枯水年組月調(diào)節(jié)計算

通過對1980—2011年補(bǔ)給量和降水量系列分析，選擇1999—2002年作為連續(xù)枯水年組進(jìn)行分析。通過對2015年、2020年規(guī)劃年開采條件下連續(xù)枯水年按月進(jìn)行調(diào)節(jié)計算，分析供水保證程度和風(fēng)險，計算方法與典型年方法一樣。通過對連續(xù)枯水年組分析計算，論證區(qū)域在設(shè)計保證率條件下，通過動用671.9萬m3的地下水儲存量可保證規(guī)劃水平年的供水需求。動用的地下水儲存量占年初地下水總儲量的4.4%。

六、取水可靠性分析結(jié)論

通過上述連續(xù)枯水年的供水風(fēng)險分析，本論證單元在1999—2002年連續(xù)枯水年條件下，可以保證規(guī)劃水平年2015年、2020年的供水需求。論證區(qū)域2015年、2020規(guī)劃水平年的開采量，分別占多年平均地下水補(bǔ)給量99.3%和98.9%，雖然典型年和連續(xù)枯水年須分別動用地下水儲存量的3.4%和4.4%，但動用的地下水儲存量在豐水年、平水年可以得到回補(bǔ)，因此供水水源可靠。

表3 90%保證率典型年供水保證程度分析表（2020年）單位：萬m3

[1]建設(shè)項目水資源論證導(dǎo)則（SL/Z 322—2005）[S].2005.

[2]遼寧省行業(yè)用水定額（DB21/T 1237—2008）[S].2008.

[3]遼寧省水文水資源勘測局.遼寧省朝陽市建平縣 “節(jié)水增糧行動”項目2012—2015年總體實(shí)施方案水資源論證報告書[R].