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(guī)劃設(shè)計(jì)院，山東 濟(jì)南 250100)

1 引言

山東省南四湖湖西平原位于魯西南地區(qū)，主要包括菏澤市的全部及濟(jì)寧市的魚(yú)臺(tái)縣、金鄉(xiāng)縣，屬黃泛平原區(qū)，國(guó)土面積約1.38萬(wàn)km2。該地區(qū)年降水量較小，地表徑流少，當(dāng)?shù)厮Y源相對(duì)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(dāng)?shù)氐叵滤畬俑叻呦趟?，不符合《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(GB5749-2006)的要求，嚴(yán)重影響了當(dāng)?shù)鼐用裆钏健８鶕?jù)國(guó)家發(fā)展改革委批復(fù)的全國(guó)中型水庫(kù)建設(shè)規(guī)劃及山東省水利十二五規(guī)劃，并結(jié)合區(qū)域水源特點(diǎn)，興建平原水庫(kù)，調(diào)蓄黃河水(客水)，城鄉(xiāng)統(tǒng)籌，優(yōu)水優(yōu)用，乃是改善該區(qū)域居民生活用水安全問(wèn)題的根本舉措。近5年來(lái)，作者參與完成了該區(qū)域近10座平原水庫(kù)的前期論證工作，疏理總結(jié)了湖西平原水庫(kù)水源論證的要點(diǎn)，供同仁們批評(píng)與借鑒。

2 區(qū)域水源特點(diǎn)

2.1 水量

該區(qū)域水源主要由當(dāng)?shù)氐乇硭?、地下水及黃河水(客水)組成。以菏澤市為例，根據(jù)“山東省2011～2015年用水總量控制指標(biāo)(暫行)”及山東省水利廳魯水資字(2010)3號(hào)文《關(guān)于印發(fā)山東境內(nèi)黃河及所屬支流水量分配暨黃河取水許可總量控制指標(biāo)細(xì)化方案的通知》，菏澤市地表水、地下水、黃河水總控制指標(biāo)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(dāng)?shù)刂匾目退础：蕽傻貐^(qū)各水源組成比例見(jiàn)圖1。

根據(jù)近5年(2006～2010年)菏澤市水資源公報(bào)，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(qū)域用水戶主要由城鄉(xiāng)生活、工業(yè)及農(nóng)業(yè)組成，其中農(nóng)業(yè)灌溉用水占到72%以上，城鄉(xiāng)生活用水占13.4%。農(nóng)業(yè)灌溉用水水源主要為淺層地下水和黃河水，城鎮(zhèn)生活用水水源主要是來(lái)自深層地下水。菏澤地區(qū)各水源供水量組成比例見(jiàn)圖2。

圖1 地區(qū)水源組成圖

圖2 地區(qū)供水量組成圖

2.2 水質(zhì)

魯西南湖西平原地區(qū)，地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，巖性以淺黃、灰黃色粉砂質(zhì)粘土與粉砂互層為主，下部含有較多的鈣質(zhì)結(jié)核和鐵錳豆，地下水水質(zhì)較差。

根據(jù)近幾年該地區(qū)的地下水觀測(cè)資料，在所監(jiān)測(cè)的項(xiàng)目中，氯化物、硫酸鹽、總硬度、礦化度均超過(guò)地下水Ⅲ類水標(biāo)準(zhǔn)，其中硫酸鹽最大達(dá)到504mg/L，超標(biāo)準(zhǔn) 1.02倍;氯化物最大達(dá)到510mg/L，超標(biāo)準(zhǔn) 1.04倍;總硬度最大達(dá)到1010mg/L，超標(biāo)準(zhǔn)1.25倍，礦化度2330mg/L，超標(biāo)準(zhǔn)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(yán)重超標(biāo)(溶解性總固體在1500mg/L～2000mg/L)、口感苦澀，很難飲用，長(zhǎng)期飲用導(dǎo)致胃腸功能紊亂，免疫力低下，疾病發(fā)病率高，不符合《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(GB5749-2006)。

另外，根據(jù)《黃河水資源公報(bào)》(2008～2010年)，以山東省黃河高村站為代表站，黃河水質(zhì)監(jiān)測(cè)結(jié)果統(tǒng)計(jì)和分析表明，評(píng)價(jià)河段近年來(lái)黃河水質(zhì)狀況評(píng)價(jià)為Ⅲ類地表水，水質(zhì)較好。

3 水源論證的必要性

平原水庫(kù)的水源是指供給平原水庫(kù)取水的江河或湖泊的水資源。針對(duì)湖西平原區(qū)，水源主要是黃河水。湖西平原水庫(kù)的水源分析主要包括黃河水源分析。黃河水是湖西平原區(qū)重要的客水資源，且水質(zhì)較好。目前，黃河水主要用于湖西平原區(qū)引黃灌區(qū)的灌溉用水。每年灌溉期(春秋兩季)，通過(guò)引黃樞紐、引水渠等輸水工程，引黃河水至各市(縣)區(qū)內(nèi)河道內(nèi)，調(diào)蓄灌溉。由于平原河道調(diào)蓄能力有限，黃河水使用效率極低，優(yōu)質(zhì)的黃河水未能發(fā)揮其應(yīng)有的效益。另外，當(dāng)?shù)鼐用襁€在飲用不達(dá)標(biāo)的地下水，已嚴(yán)重影響當(dāng)?shù)鼐用裆钯|(zhì)量。優(yōu)化水資源配置，分質(zhì)供水，優(yōu)水優(yōu)用，勢(shì)在必行。

湖西平原水庫(kù)功能是調(diào)蓄黃河水供水到水廠，提高供水保證率，主要供于當(dāng)?shù)鼐用裆钣盟瑑?yōu)水優(yōu)用。水庫(kù)水源論證就是要從水源的量、質(zhì)方面，在國(guó)家分配黃河水指標(biāo)內(nèi)，分析引蓄黃河水的可行性，合理確定水庫(kù)供水規(guī)模，為水庫(kù)工程規(guī)模提供技術(shù)支撐，是平原水庫(kù)建設(shè)前期重點(diǎn)論證工作之一。

4 水源論證的重點(diǎn)

4.1 黃河水源論證

黃河為省際河道，山東省黃河水指標(biāo)分配按照國(guó)家確定的方案控制。根據(jù)山東省水利廳魯水資字(2010)3號(hào)文，印發(fā)實(shí)施了各市(縣)黃河取水許可總量。湖西平原水庫(kù)引黃充庫(kù)總水量應(yīng)在各縣黃河取水許可總量控制指標(biāo)內(nèi)。根據(jù)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(shù)、可引水量;計(jì)算95%保證率的可引水天數(shù)，根據(jù)典型年選取原則選取典型年，湖西地區(qū)一般為2002年，并進(jìn)行相應(yīng)可引水天數(shù)月分配，為充庫(kù)方案提供支撐。

4.2 取水路徑選擇

目前，湖西平原區(qū)引黃體系主要形成于上個(gè)世紀(jì)70年代，當(dāng)時(shí)主要功能是農(nóng)業(yè)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(xiàn)狀基本良好。所以平原水庫(kù)建設(shè)水源取水路徑宜結(jié)合現(xiàn)有引黃工程，合理布局，減少工程占地。

4.3 供水目標(biāo)確定

山東省十二五水利規(guī)劃明確指出，平原水庫(kù)建設(shè)以供水為主。結(jié)合湖西平原水資源配置現(xiàn)狀及當(dāng)?shù)鼐用裆盍?xí)慣調(diào)研成果，湖西平原水庫(kù)建設(shè)應(yīng)以城鄉(xiāng)居民生活飲用水為主，并兼顧家庭散養(yǎng)小牲畜用水。規(guī)模養(yǎng)殖牲畜用水宜以淺層地下水為水源。

4.4 供水區(qū)需水量計(jì)算

根據(jù)水庫(kù)供水目標(biāo)，用水戶主要包括城鄉(xiāng)居民和散養(yǎng)牲畜。準(zhǔn)確分析計(jì)算各用水戶的需水量，是水庫(kù)水源認(rèn)證重點(diǎn)工作，也是確定水庫(kù)供水范圍的重要依據(jù)。

4.4.1 用水規(guī)模預(yù)測(cè)

規(guī)劃水平年的人口規(guī)模可采用綜合增長(zhǎng)率法預(yù)測(cè)。

根據(jù)調(diào)研及數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，該地區(qū)家庭散養(yǎng)牲畜規(guī)模一般在養(yǎng)殖牲畜總數(shù)量30%左右。規(guī)劃水平年牲畜存欄量可根據(jù)基準(zhǔn)年的規(guī)模進(jìn)行預(yù)測(cè)。

4.4.2 需水量分析

需水預(yù)測(cè)采用日用水量定額法。生活用水分為城鎮(zhèn)居民生活用水和農(nóng)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(yǎng)牲畜一般為小牲畜。

湖西地區(qū)屬經(jīng)濟(jì)相對(duì)落后地區(qū)，依據(jù)山東省水資源綜合規(guī)劃及最嚴(yán)格的水資源管理制度的相關(guān)規(guī)定，湖西地區(qū)規(guī)劃水平年(2020年)各用水戶需水定額:城鎮(zhèn)居民90～110L/人.d，農(nóng)村居民65～75L/人.d，小牲畜15L/頭.d。

由以上分析，即可計(jì)算得到供 水區(qū)需水總量。作為水庫(kù)供水量還要考慮供水過(guò)程中損失，即輸水管網(wǎng)損失，一般包括管網(wǎng)明漏、暗漏、滲漏，管網(wǎng)維護(hù)、搶修損失水量，供水設(shè)施漏水量，失竊水量等。參照《城市供水管網(wǎng)漏損控制及評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》(CJJ92-2002)及湖西地區(qū)現(xiàn)狀管網(wǎng)供水情況，該地區(qū)管網(wǎng)漏損率不宜低于12%。

4.5 興利調(diào)節(jié)

由上述需水分析、來(lái)水分析、典型年及初擬的水庫(kù)特征曲線，即可進(jìn)行水庫(kù)興利調(diào)節(jié)計(jì)算。平原水庫(kù)通常采用典型年時(shí)歷年法，以月為計(jì)算時(shí)段。調(diào)節(jié)過(guò)程中，從死庫(kù)容起調(diào)，不允許出現(xiàn)棄水和缺水，逐月進(jìn)行計(jì)入水量損失(滲漏與蒸發(fā))的水庫(kù)完全年調(diào)節(jié)，分析調(diào)節(jié)庫(kù)容、供水量和供水保證率之間的相互關(guān)系，并由此確定調(diào)節(jié)庫(kù)容或供水量和供水設(shè)計(jì)保證率。

湖西地區(qū)平原水庫(kù)建設(shè)一般是結(jié)合現(xiàn)有引黃樞紐及渠(河)道，充庫(kù)過(guò)程宜結(jié)合該地區(qū)灌溉期，一般主充庫(kù)期為每年的3月、4月、5月、10月、11月。為提高當(dāng)?shù)氐乇硭睦寐剩也辉黾臃篮轱L(fēng)險(xiǎn)的前提下，一般在每年的汛初(6月初)和汛末(9月底)，可相機(jī)引當(dāng)?shù)氐乇硭霂?kù)。

5 結(jié)論與建議

(1)湖西平原水庫(kù)建設(shè)是一項(xiàng)民生工程，水資源優(yōu)化配置工程，可達(dá)到“優(yōu)水優(yōu)用”目的，保障當(dāng)?shù)鼐用裆铒嬘盟踩?/p>

(2)水庫(kù)水源是在原引黃指標(biāo)內(nèi)進(jìn)行調(diào)配，水源有保障;根據(jù)近幾年黃河水質(zhì)檢測(cè)結(jié)果，黃河水是較優(yōu)質(zhì)的地表水源，可滿足水庫(kù)供水目標(biāo)要求。

(3)由于區(qū)域水文特性，當(dāng)?shù)氐乇韽搅髦饕性诿磕甑难雌?6～9月)，以在利用平原水庫(kù)調(diào)蓄黃河水(客水)的同時(shí)，宜相機(jī)蓄引當(dāng)?shù)氐乇硭霂?kù)，提高當(dāng)?shù)氐乇硭寐省?/p>

(4)平原水庫(kù)一般工程永久占地較大，總投資較大。湖西地區(qū)每立方米庫(kù)容投資一般在50元左右。如菏澤市曹縣戴老家水庫(kù)，總庫(kù)容為1285萬(wàn)m3，工程永久占地2743畝，總投資5.77億元。所以平原水庫(kù)前期論證工作中，要優(yōu)化水庫(kù)調(diào)度方案，在不改變供水目標(biāo)的前進(jìn)下，盡可能減小庫(kù)容，減小工程永久占地，合理投資，節(jié)約資源。

(5)現(xiàn)狀年，湖西平原區(qū)引蓄黃河水主要用于灌溉，平原水庫(kù)的建設(shè)，調(diào)蓄黃河水，以供當(dāng)?shù)鼐用裆钣盟?，改變了部分黃河水的原供水目標(biāo)，擠占了農(nóng)業(yè)用水。但水庫(kù)建設(shè)并沒(méi)有改變當(dāng)?shù)氐目偣┧?，只是用?yōu)質(zhì)的黃河水置換了地下水，補(bǔ)擠占的農(nóng)業(yè)用水可以以置換的地下水來(lái)補(bǔ)償，但要興建相應(yīng)的地下水工程。當(dāng)?shù)卣y(tǒng)籌規(guī)劃，制定可行的補(bǔ)償機(jī)制，完善用水供水結(jié)構(gòu)。

［1］SL525-2011.水利水電建設(shè)項(xiàng)目水資源論證導(dǎo)則［S］.

［2］DB37/1342-2009.平原水庫(kù)工程設(shè)計(jì)規(guī)范［S］.