水库水资源配置优化对策研究

张鹏

（河南省白龟山水库管理局，河南平顶山 467000）

水库水资源配置优化对策研究

张鹏

（河南省白龟山水库管理局，河南平顶山 467000）

水资源优化配置是促进社会经济发展的基本条件。基于此，分析白龟山水库水资源现状，梳理当前白龟山水库水资源优化配置存在问题，并提出优化水资源配置的合理对策，为白龟山水库水资源综合利用，促进地方经济发展提供科学参考。

白龟山水库；水资源配置；问题；优化策略

水资源是人类社会发展的基本条件之一，而随着工业化、城市化进程的加快，水资源短缺问题更加突出。河南省因其自身地理位置及环境影响，水资源污染、短缺问题成为制约经济发展的主要因素。特别是部分地区用水量的增加，使得河道径流减少，蓄水、引水、提水工程无法发挥工程效益，加之地下水超采及用水无节制，导致区域性水位下降严重，加剧了水资源短缺及环境水质问题［1］。

1 白龟山水库水资源配置现状及问题

白龟山水库位于河南省平顶山市，自建库以来在促进地方工农业生产、生活用水、灌溉、防洪等方面发挥了重要作用。结合平顶山市水环境统计数据来看，多年平均降雨量约800mm，人均用水量约为200m3，农业用水量约180m3/667m2，万元工业增加值用水量约70m3。从白龟山水库水资源管理现状来看，随着用水量的快速增长，水资源配置不均衡问题日益突出。如各区域新建项目的开工，对各项目取水证的发放，一方面加强了对白龟山水库水资源的利用，另一方面从白龟山水库库容设计指标及上游水资源分布来看，已经难以满足新上项目的用水需求。然而，由于白龟山水库肩负地域性防洪任务，在汛期弃水、非汛期泄水管理中，为了做好汛前水库水位控制工作，常常需要通过弃水来减容；南水北调中线工程的投入使用，对白龟山水库增容问题，如果未能从水资源科学配置设计上进行优化，不仅浪费了白龟山水库的水资源，也给地表径流及上游昭平台水库等水资源带来影响。因此，全面审视和分析白龟山水库水资源配置工作，从保障富有水资源科学利用和优化配置上来促进地方经济发展具有重要现实意义。

2 白龟山水库水资源配置的优化策略

2.1 明确白龟山水库水资源配置目标

白龟山水库位于平顶山市，处于沙颍河水系沙河上游，作为河南省经济发展的重要区域，其水资源配置问题最为突出，尤其是洪涝灾害、水资源短缺、污染问题。针对白龟山水资源配置现状，从保障水库水资源可持续发展上，需要结合地域经济社会发展实际，运用水文理论和方法，围绕水资源开发、利用规律及水资源配置手段来优化不同用户的用水量，在保障各用水需求前提下实现水资源优化配置。

2.2 明确水库水资源配置技术路线

水资源配置优化研究要遵循可持续发展原则，在进行技术研究中，要结合地域水资源现状，特别是区域内水资源、地表水、地下水水质条件等数据，利用降雨径流、水量平衡、多目标优化等水资源配置模型，来归纳水资源利用变化规律，以符合不同用水户的用水需求。如开展周边灌区地下水利用调查，开展工业生产用水量调查工作，为制定白龟山水库多目标水资源配置方案提供参考［2］。

2.3 白龟山水库水资源配置方法

在对白龟山水库水资源进行优化配置的方法选择上，依据自1952年起白龟山水库上游降雨资料、地表径流数据、水库蓄泄资料，以及上游昭平台水库逐年供水用水资料，加之白龟山水库为不同用水户所提供的水资源资料，如农业灌区供水量、供水时间、灌溉面积、灌区退水资料，以及白龟山水库地下水资源状况等资料进行综合分析，来建立水量模拟模型，并引入年、月径流、次洪流量计算，来纳入数据库进行水量时空变化分析，归纳白龟山水库水资源使用状况。由于在非汛期，上游昭平台水库泄水及其他用水户退水等原因，也会给白龟山水库库容带来影响，因此需要从白龟山水库全年入库水量、入库分布及入库时间进行分析，为后期水资源开发及利用方案提供参考依据。针对灌区地下水资源分析，可以从灌区地下水水量分析、水资源补给关系来进行分析；对于用水户用水量计算，可以根据不同用水户，从保障用水量、用水时间等方面来进行调节计算，为后期开展用水评价提供依据［3］。

2.4 白龟山水库水资源配置方案

结合白龟山水库历年降雨量、地表水径流量，地下水分别，以及库区下渗计算、蒸发计算等资料，来模拟多目标水资源配置模型，为促进水资源配置优化提供创新方法。在地下水模型构建实践中，针对灌区用水量、地下水开采及补给关系，论证地下水补给给库区水资源带来的影响，优化灌区引水灌溉及地下水采水灌溉模式差异性；在多目标优化配置目标下，针对库区供水用户用水量及需求，从丰、平、枯3种状况下进行水资源配置优化，提升配置方案科学性。另外，针对南水北调工程蓄水及水资源调度问题，对平顶山地区整个跨流域调水、下渗、蒸发及弃水等进行综合研究，优化不同影响参数及变化关系，完善水资源配置方案，促进水库可持续发展。

2.5 白龟山水库水资源配置优化结果

通过对白龟山水库相关降雨量、径流量及数据的调查与测算，搭建以白龟山水库流域为主体的用水模型。其中多年平均径流量约为85 000万m3，多年平均径流深约为300mm，昭平台水库多年平均向白龟山水库泄水约为4 000万m3。在对白龟山水库向农业灌溉供水模型构建上，结合不同灌区水文地质变化及地下水补给、退水关系等分析，可以得出灌区浅层区域地下水可采量约为0.59亿m3/a，年均剩余可采量约为0.33亿m3/a，静储存量约为0.90亿m3/a。在构建白龟山水库纳污能力模型中，针对库区上游及周边邻水区域工业排污控制问题，对沙河段纳污能力为670t/a，鲁山段纳污能力为38t/a，鲁山县城及周边工农业灌溉最大排放量为94、350、215t/a。在不同降雨频率下对各用水户供水能力分析中，当P=25%时，为丰水年，对农业灌溉保证率为P=50%，对工业用水保证率为75%，水库剩余可供水量约为17 000万m3；当P=50%时，为平水年，对农业灌溉保证率为P=50%，工业用水保证率为75%，水库剩余可供水量约为11 000万m3；当P= 75%时，为枯水年，农业灌溉保证率为75%，水库对工业生产及城市生活用水需求紧张，水库剩余可供水量降低为0，需要通过开采地下水来满足农业灌溉［4］。

3 结语

通过对多目标水资源优化配置方案的分析，针对白龟山水库灌区自有井灌面积达到6 666hm2，在保障农业灌溉保证率P=50%条件下，利用井灌方式可以节约库容3 800万m3的水量，而在农业灌溉保证率P=75%时，可以节约库容为4 400多万m3，因此还可以通过井灌模式来优化库容水资源状况。同时，在南水北调工程的融入与水资源调配方案优化上，南水北调跨流域供水为解决白龟山水库库容配置方案提供新的思路，特别是在平水年、枯水年条件下，结合库区不同用水户对水量供需要求的分析，在P=50%、P=75%降雨频率较低状态下，利用调水来满足工业及农业灌溉需求，保障平水年、枯水年各用水户用水需求，提升水库水资源动态配置水平。所以，通过引入多目标动态优化配置方法，为实现白龟山水库库容水资源科学利用提供了保障，特别是对南水北调跨流域水资源的融入，增强了白龟山水库的动态调蓄能力，为地区经济发展提供有力水资源支撑条件。

［1］侯保灯，高而坤，吴永祥，等.水资源需求层次理论和初步实践［J］.水科学进展，2014（6）：897-906.

［2］罗利民，谢能刚，仲跃，等.区域水资源合理配置的多目标博弈决策研究［J］.河海大学学报（自然科学版），2013（1）：72-76.

［3］王航.基于节水制度的区域水资源管理决策［J］.黑龙江水利科技，2013（11）：259-260.

［4］金海，王建平，李发鹏，等.南水北调中线调蓄水库运行管理面临的问题与对策［J］.南水北调与水利科技，2015（6）：1191-1196.

Research on the Optimization Strategy of Water Resources Allocation in Reservoir

Zhang Peng
（Henan Baiguishan Reservoir Management Bureau，Pingdingshan Henan 467000）

The optimal allocation of water resources is the basic condition to promote the development of social economy.Based on this,the present situation of water resources in Baiguishan reservoir was analyzed,the existing problems in the optimal allocation of water resources in Baiguishan reservoir were combed,and the reasonable countermeasures for optimizing the allocation of water resources were put forward,to provide a scientific reference for the comprehensive utilization of water resources in Baiguishan Reservoir and promoting the local economic development.

Baiguishan Reservoir；water resources allocation；problem；optimization strategy

TV213.4

A

1003-5168（2016）11-0086-02

2016-10-08

张鹏（1983-），男，本科，中级工程师，研究方向：水库管理。