山东省南四湖湖西平原水库水源论证分析

刘友春，李桂森，闫芳阶，朱龙腾

(山东省淮河流域水利管理局规划设计院，山东 济南 250100)

1 引言

山东省南四湖湖西平原位于鲁西南地区，主要包括菏泽市的全部及济宁市的鱼台县、金乡县，属黄泛平原区，国土面积约1.38万km2。该地区年降水量较小，地表径流少，当地水资源相对短缺，人均水资源量不足300m3。目前，居民生活用水水源主要为地下水，但由于当地地下水属高氟高咸水，不符合《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006)的要求，严重影响了当地居民生活水平。根据国家发展改革委批复的全国中型水库建设规划及山东省水利十二五规划，并结合区域水源特点，兴建平原水库，调蓄黄河水(客水)，城乡统筹，优水优用，乃是改善该区域居民生活用水安全问题的根本举措。近5年来，作者参与完成了该区域近10座平原水库的前期论证工作，疏理总结了湖西平原水库水源论证的要点，供同仁们批评与借鉴。

2 区域水源特点

2.1 水量

该区域水源主要由当地地表水、地下水及黄河水(客水)组成。以菏泽市为例，根据“山东省2011～2015年用水总量控制指标(暂行)”及山东省水利厅鲁水资字(2010)3号文《关于印发山东境内黄河及所属支流水量分配暨黄河取水许可总量控制指标细化方案的通知》，菏泽市地表水、地下水、黄河水总控制指标分别为 1.94亿 m3、12.75亿 m3、9.31亿m3，分别占8.1%、53.1%、38.8%，显然黄河水已成为当地重要的客水水源。菏泽地区各水源组成比例见图1。

根据近5年(2006～2010年)菏泽市水资源公报，多年平均地表水、地下水、黄河水供水量分别为1.08亿 m3、10.37亿 m3、9.09亿 m3，其中深层地下水为1.10亿m3。该区域用水户主要由城乡生活、工业及农业组成，其中农业灌溉用水占到72%以上，城乡生活用水占13.4%。农业灌溉用水水源主要为浅层地下水和黄河水，城镇生活用水水源主要是来自深层地下水。菏泽地区各水源供水量组成比例见图2。

图1 地区水源组成图

图2 地区供水量组成图

2.2 水质

鲁西南湖西平原地区，地质构造复杂，岩性以浅黄、灰黄色粉砂质粘土与粉砂互层为主，下部含有较多的钙质结核和铁锰豆，地下水水质较差。

根据近几年该地区的地下水观测资料，在所监测的项目中，氯化物、硫酸盐、总硬度、矿化度均超过地下水Ⅲ类水标准，其中硫酸盐最大达到504mg/L，超标准 1.02倍;氯化物最大达到510mg/L，超标准 1.04倍;总硬度最大达到1010mg/L，超标准1.25倍，矿化度2330mg/L，超标准1.30倍，为典型的湖西苦咸水。苦咸水的主要特征是硬度高、溶解性总固体严重超标(溶解性总固体在1500mg/L～2000mg/L)、口感苦涩，很难饮用，长期饮用导致胃肠功能紊乱，免疫力低下，疾病发病率高，不符合《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006)。

另外，根据《黄河水资源公报》(2008～2010年)，以山东省黄河高村站为代表站，黄河水质监测结果统计和分析表明，评价河段近年来黄河水质状况评价为Ⅲ类地表水，水质较好。

3 水源论证的必要性

平原水库的水源是指供给平原水库取水的江河或湖泊的水资源。针对湖西平原区，水源主要是黄河水。湖西平原水库的水源分析主要包括黄河水源分析。黄河水是湖西平原区重要的客水资源，且水质较好。目前，黄河水主要用于湖西平原区引黄灌区的灌溉用水。每年灌溉期(春秋两季)，通过引黄枢纽、引水渠等输水工程，引黄河水至各市(县)区内河道内，调蓄灌溉。由于平原河道调蓄能力有限，黄河水使用效率极低，优质的黄河水未能发挥其应有的效益。另外，当地居民还在饮用不达标的地下水，已严重影响当地居民生活质量。优化水资源配置，分质供水，优水优用，势在必行。

湖西平原水库功能是调蓄黄河水供水到水厂，提高供水保证率，主要供于当地居民生活用水，优水优用。水库水源论证就是要从水源的量、质方面，在国家分配黄河水指标内，分析引蓄黄河水的可行性，合理确定水库供水规模，为水库工程规模提供技术支撑，是平原水库建设前期重点论证工作之一。

4 水源论证的重点

4.1 黄河水源论证

黄河为省际河道，山东省黄河水指标分配按照国家确定的方案控制。根据山东省水利厅鲁水资字(2010)3号文，印发实施了各市(县)黄河取水许可总量。湖西平原水库引黄充库总水量应在各县黄河取水许可总量控制指标内。根据边界条件，选取参照水文站，分析引黄闸历年逐月可引水天数、可引水量;计算95%保证率的可引水天数，根据典型年选取原则选取典型年，湖西地区一般为2002年，并进行相应可引水天数月分配，为充库方案提供支撑。

4.2 取水路径选择

目前，湖西平原区引黄体系主要形成于上个世纪70年代，当时主要功能是农业灌溉。工程主要有引黄枢纽、引黄干渠、引黄河道、引水闸等组成，工程现状基本良好。所以平原水库建设水源取水路径宜结合现有引黄工程，合理布局，减少工程占地。

4.3 供水目标确定

山东省十二五水利规划明确指出，平原水库建设以供水为主。结合湖西平原水资源配置现状及当地居民生活习惯调研成果，湖西平原水库建设应以城乡居民生活饮用水为主，并兼顾家庭散养小牲畜用水。规模养殖牲畜用水宜以浅层地下水为水源。

4.4 供水区需水量计算

根据水库供水目标，用水户主要包括城乡居民和散养牲畜。准确分析计算各用水户的需水量，是水库水源认证重点工作，也是确定水库供水范围的重要依据。

4.4.1 用水规模预测

规划水平年的人口规模可采用综合增长率法预测。

根据调研及数据统计，该地区家庭散养牲畜规模一般在养殖牲畜总数量30%左右。规划水平年牲畜存栏量可根据基准年的规模进行预测。

4.4.2 需水量分析

需水预测采用日用水量定额法。生活用水分为城镇居民生活用水和农村居民生活用水;牲畜用水一般分为大牲畜、小牲畜用水，家庭散养牲畜一般为小牲畜。

湖西地区属经济相对落后地区，依据山东省水资源综合规划及最严格的水资源管理制度的相关规定，湖西地区规划水平年(2020年)各用水户需水定额:城镇居民90～110L/人.d，农村居民65～75L/人.d，小牲畜15L/头.d。

由以上分析，即可计算得到供 水区需水总量。作为水库供水量还要考虑供水过程中损失，即输水管网损失，一般包括管网明漏、暗漏、渗漏，管网维护、抢修损失水量，供水设施漏水量，失窃水量等。参照《城市供水管网漏损控制及评定标准》(CJJ92-2002)及湖西地区现状管网供水情况，该地区管网漏损率不宜低于12%。

4.5 兴利调节

由上述需水分析、来水分析、典型年及初拟的水库特征曲线，即可进行水库兴利调节计算。平原水库通常采用典型年时历年法，以月为计算时段。调节过程中，从死库容起调，不允许出现弃水和缺水，逐月进行计入水量损失(渗漏与蒸发)的水库完全年调节，分析调节库容、供水量和供水保证率之间的相互关系，并由此确定调节库容或供水量和供水设计保证率。

湖西地区平原水库建设一般是结合现有引黄枢纽及渠(河)道，充库过程宜结合该地区灌溉期，一般主充库期为每年的3月、4月、5月、10月、11月。为提高当地地表水的利用率，且不增加防洪风险的前提下，一般在每年的汛初(6月初)和汛末(9月底)，可相机引当地地表水入库。

5 结论与建议

(1)湖西平原水库建设是一项民生工程，水资源优化配置工程，可达到“优水优用”目的，保障当地居民生活饮用水安全。

(2)水库水源是在原引黄指标内进行调配，水源有保障;根据近几年黄河水质检测结果，黄河水是较优质的地表水源，可满足水库供水目标要求。

(3)由于区域水文特性，当地地表径流主要集中在每年的汛期(6～9月)，以在利用平原水库调蓄黄河水(客水)的同时，宜相机蓄引当地地表水入库，提高当地地表水利用率。

(4)平原水库一般工程永久占地较大，总投资较大。湖西地区每立方米库容投资一般在50元左右。如菏泽市曹县戴老家水库，总库容为1285万m3，工程永久占地2743亩，总投资5.77亿元。所以平原水库前期论证工作中，要优化水库调度方案，在不改变供水目标的前进下，尽可能减小库容，减小工程永久占地，合理投资，节约资源。

(5)现状年，湖西平原区引蓄黄河水主要用于灌溉，平原水库的建设，调蓄黄河水，以供当地居民生活用水，改变了部分黄河水的原供水目标，挤占了农业用水。但水库建设并没有改变当地的总供水量，只是用优质的黄河水置换了地下水，补挤占的农业用水可以以置换的地下水来补偿，但要兴建相应的地下水工程。当地政府要统筹规划，制定可行的补偿机制，完善用水供水结构。

［1］SL525-2011.水利水电建设项目水资源论证导则［S］.

［2］DB37/1342-2009.平原水库工程设计规范［S］.