汾河流域生态修复水资源优化配置浅析

张敏

（山西省水利水电勘测设计研究院，山西 太原 030024）

汾河流域生态修复水资源优化配置浅析

张敏

（山西省水利水电勘测设计研究院，山西 太原 030024）

介绍了汾河流域概况，根据1980—2013年汾河流域枯水系列结果显示，流域内水资源短缺，地下水超采严重，工农业挤占生态用水问题突出。在社会经济发展指标预测、需水预测以及供水量预测的基础上，采用优先使用外调水、加大使用非常规水、控制使用地下水、合理使用地表水的原则进行水资源的优化配置。

地表水；地下水；外调水；水资源优化配置；汾河流域

1 流域概况

汾河流域位于山西省中南部，全长约710 km，流域面积39 471 km2，占全省国土总面积的1/4。流域东控太行西接吕梁山，从东西两山分水岭到河谷盆地，地貌形态依次为石质山地、土石山地、黄土丘陵及盆地平川，其中黄土丘陵区面积占比为26%、盆地平川区面积占比为25.8%。

汾河流域为全省政治、经济、文化中心，省会太原位于汾河流域中游地区。流域涉及9市51县（市、区），主要包括忻州、太原、晋中、吕梁、临汾、运城6市45县（市、区）。2012年流域总人口1 390万人，其中城镇人口792万人，城镇化率57%；流域GDP总量5 213亿元，占全省的43%；流域总耕地面积116.67万hm2，有效灌溉面积47.8万hm2，粮食产量502万t。

2 水资源量

汾河流域1956—2013年系列水资源总量31.9亿m3，本次规划采用1980—2013年枯水系列水资源总量28.6亿m3。

3 水资源开发利用现状及存在问题

3.1 水资源开发利用现状

2012年，汾河流域各类供水工程总供水量为28.97亿m3，其中地表水12.84亿m3（本地地表水9.4亿m3，外调水3.4亿m3），地下水14.44亿m3，矿坑水0.60亿m3，污水处理回用1.10亿m3。流域内人均用水量208 m3，万元GDP用水量55 m3，农田灌溉单位面积平均用水量234 m3，城镇生活人均用水量102 L/d，农村生活人均用水量49 L/d。流域总耗水量21.59亿m3，综合耗水率74.4%，与全省耗水水平相当，低于黄河流域85%的耗水率。

3.2 存在问题

一是地下水严重超采，水位大幅下降，岩溶泉域地下水位下降使流域内的山泉大面积消失，晋祠泉、兰村泉和古堆泉均已断流，洪山泉接近断流。二是地表径流量不断减少，汾河中下游河道断流，断流主要发生在兰村以下的中下游河段，以中游河段断流发生最为频繁。三是盆地平川区水域面积不断萎缩。

4 社会经济发展和需水预测

规划基准年为2012年，近期水平年为2020年，远期水平年为2030年。

4.1 社会经济发展指标预测

2020年汾河流域内总人口达到1 439万人，城镇人口898万人，城镇化率62.4%；工业增加值4 136亿元；建筑业施工面积3 673万m2，增加值为1 059亿元；三产从业人口205万人，三产增加值3 882亿元；城市道路广场面积7 001万m2，城市河湖水域面积6 013万m2。

2030年汾河流域内总人口达到1 482万人，城镇人口982万人，城镇化率66.2%；工业增加值6 938亿元；建筑业施工面积3 565万m2，增加值为629亿元；三产从业人口223万人，三产增加值7 485亿元；城市道路广场面积7 573万m2，城市河湖水域面积6 518万m2。

2030年，农业灌溉面积维持现状的47.8万hm2，其中河灌区面积34.5万hm2，井灌区面积13.3万hm2，大力发展高效节水面积，高效节水面积达到95%。流域内畜牧业维持现状规模不改变。

4.2 需水量预测

工业需水采用弹性系数法预测，建筑业需水采用单位建筑面积用水指标法预测，三产需水采用从业人员人均用水指标法预测，生态环境和农业灌溉需水采用定额法预测。

2020年50%保证率下，井灌区毛用水定额为2 250 m3/hm2、河灌区毛用水定额为3 345 m3/hm2；75%保证率下，井灌区毛用水定额为2 925 m3/hm2、河灌区毛用水定额为4 545 m3/hm2。

2030年50%保证率下，井灌区毛用水定额为2 100 m3/hm2、河灌区毛用水定额为3 090 m3/hm2；75%保证率下，井灌区毛用水定额为2 730 m3/hm2、河灌区毛用水定额4 020 m3/hm2。

2020年汾河流域50%年份总需水量30.43亿m3，城镇生活3.53亿m3、农村生活1.30亿m3、农业灌溉15.07亿m3、工业6.52亿m3、建筑业0.35亿m3、三产1.44亿m3，河道外生态1.49亿m3，河道外湿地补水0.73亿m3；75%年份总需水量34.95亿m3，城镇生活3.53亿m3、农村生活1.30亿m3、农业灌溉19.59亿m3、工业生产6.52亿m3，建筑业0.35亿m3、三产1.44亿m3、河道外生态1.49亿m3、河道外湿地补水0.73亿m3。

2030年汾河流域50%年份总需水量31.16亿m3，城镇生活4.12亿m3、农村生活1.42亿m3、农业灌溉13.45亿m3、工业生产7.84亿m3、建筑业0.37亿m3、三产1.56亿m3、河道外生态1.67亿m3、河道外湿地补水0.73亿m3；75%年份总需水量35.19亿m3，城镇生活4.12亿m3、农村生活1.42亿m3、农业灌溉17.48亿m3、工业生产7.84亿m3、建筑业0.37亿m3、三产1.56亿m3、河道外生态1.67亿m3、河道外湿地补水0.73亿m3。

5 供水量预测

5.1 当地地表水供水预测

汾河流域内现有的大中型水利工程大多兴建于20世纪80年代以前，随着地表径流量的萎缩及大型蓄水工程泥沙淤积的影响，直接采用其设计供水能力作为现有地表水工程的供水能力与实际情况不符。根据2002—2012年《山西省水利统计年鉴》成果中的逐年本地地表水工程实际供水量，选取近10年最大供水量作为现状当地地表水工程的供水能力。同时对流域内降水进行频率分析，选择平水年和偏枯年份，分析典型年份现有地表水工程的可供水量。

汾河流域现有地表水工程50%年份可供水量为9.37亿m3，其中蓄水工程2.00亿m3，引水工程4.46亿m3，提水工程2.90亿m3。

此外，2012—2015年期间，汾河流域内新建成供水水源工程4处，尚未发挥供水效益，分别为松塔水电站、柏叶口水库、石膏山水库和五马水库，设计供水能力0.88亿m3，预计在2020年可发挥工程效益。2015年以后流域内规划新建更新小型水库工程30座，多年平均可新增供水能力0.68亿m3。到2030年，汾河流域50%年份当地地表水可供水量为10.96亿m3。

5.2 外调水工程可供水量

外调水可供水量为汾河流域内供水的重要组成部分，到2030年，汾河流域形成“五水济汾”的良好局面，五大水利工程包括万家寨引黄南干线工程、中部引黄工程、禹门口提水工程、引沁入汾和川引水输水工程、西范东扩工程。其中万家寨引黄南干线工程、禹门口提水工程、引沁入汾和川引水输水工程已建设完成并发挥作用，中部引黄工程及西范东扩工程为在建工程，预计2020年建成并发挥作用。“五水济汾”工程可向汾河流域供水14.40亿m3。

5.3 地下水可供水量

地下水可供水量为可开采量12.61亿m3。

5.4 中水可供水量

现状年汾河流域再生水回用量为1.03亿m3，随着加强污染防治措施的落实，加大废污水处理和回用力度，预计至2030年回用量达到2.44亿m3。

预计到2030水平年50%年份可供水量为40.43亿m3，其中地表水10.96亿m3、地下水12.61亿m3、外调水14.40亿m3、中水2.46亿m3；75%年份可供水量为37.41亿m3，其中地表水7.94亿m3、外调水14.40亿m3、地下水12.61亿m3、中水2.46亿m3。

6 供需平衡分析

基准年在扣除地下水超采量的前提下，缺水较大，缺水区域覆盖全流域。因此，需在流域内继续加大外调水量，同时推进节水改造工程，来满足规划水平年的需水量。2030年50%年份供水量大于需水量，可满足流域内国民经济发展对水资源的需求；75%年份流域内局部地区处于缺水状态，缺水量达到1.35亿m3，缺水对象主要为农业。

7 水资源优化配置

鉴于汾河流域内水资源短缺、地下水超采严重、工农业挤占生态用水问题突出的实际情况，把“五水济汾”工程作为主要的地下水置换水源和补充河道内生态水量的主要措施。采用优先使用外调水、加大使用非常规水、控制使用地下水、合理使用地表水的原则，按照“保障生活用水、稳定农业用水、提高工业用水、统筹生态用水”的水资源配置思路，通过实施“五水济汾”和县域供水工程，增加中水回用，充分使用地表水，用足用好外调水，严格控制地下水，满足全流域经济社会发展和生态修复用水需求。

2020年（P=50%）汾河流域水资源配置成果为：本地地表水7.82亿m3、地下水9.31亿m3、其他水2.13亿m3、外调水11.17亿m3，总配置水量30.43亿m3。2030年（P=50%）汾河流域水资源配置成果为：本地地表水7.55亿m3、地下水8.83亿m3、其他水2.45亿m3、外调水12.33亿m3，总配置水量31.16亿m3。

本次汾河流域水资源配置，河道外生态需水量基本由中水满足，地下水配置量8.83亿m3，与山西省关井压采规划地下水目标开采量9.31亿m3基本吻合，生活需水的75%由地下水满足，工业用水的60%由外调水满足。

TV213.9

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1004-7042（2017）01-0024-02

张敏（1980-），女，2006年毕业于太原理工大学水文学与水资源专业，工程师。

2016-11-03；

2016-12-15