蚌埠市多水源联合配置与供水安全综合研究

尚新红， 胡 瑞

(1. 安徽省·水利部淮委水利科学研究院，安徽 合肥 230088；2. 安徽省水利水资源重点实验室，安徽 蚌埠 233000；3.中水淮河规划设计研究有限公司，安徽合肥 230000)

0 引 言

蚌埠市水资源情势与演变机制复杂多变，供水水源单一，供水保证率不高，尤其是枯水年、枯水期抗缺水风险能力不强；水资源开发利用与保护中目标单一，注重生活生产供水，对生态复育、景观、文化需水等关注不够。为了有效解决水资源与水安全突出问题，淮河水利委员会联合安徽省水利科学研究院、河海大学、中水淮河规划设计研究有限公司、上海睿臻工程咨询有限公司等多家单位，产学研用相结合，开展蚌埠市多水源联合配置与供水安全综合研究。

1 研究方法

研究通过对蚌埠市的水资源开发利用情况进行详细调查评价，摸清蚌埠市近年供用水状况，分析境内河流水系湖泊分布连通，将蚌埠市划分为22个计算单元；分析各计算单元水资源供、用、耗、排水之间的相互联系，并概化出水资源系统节点图，以反映各计算单元间的水力联系；建立基础资料数据库，数据库内容包括蚌埠市22个计算单元水资源量系列、地下水可开采量、跨流域调水工程的调水量、通过科学预测经济社会发展指标和生活生产及生态与环境的需水量、现有工程及规划工程(蓄水)供水能力、工程与用户需求间的拓扑关系等；选取经济社会、水量、水质、水生态四大类目标，以蚌埠市水资源承载能力、主要控制节点下泄水量、区域缺水状况为约束，在现状供需分析和对各种合理抑制需求、有效增加供水、积极保护生态环境等目标进行组合及分析的基础上，建立基于水生态文明的蚌埠市多水源联合配置模型，开展多水源联合调配技术研究。

2 研究内容及成果

2.1 水资源全要素演变规律研究

采用多站点长系列水文气象资料，对降雨、径流、蒸发、地下水等水资源要素的演变情势进行了系统分析，采用小波法和动态评价法，揭示了水资源数量、质量在年内、年际、年代际之间的变化规律，剖析了其趋势、周期、突变等变化规律的归因。建立了考虑作物水利用和沟网调蓄条件下的地下水调节计算模型，实现了地表水与地下水的良性互馈及高效利用。

通过研究，蚌埠市径流年内分配不均匀，汛期十分集中、季径流变化大、最大与最小月径流相差悬殊等，年径流的大部分主要集中在汛期6～9月份，最大与最小月径流相差较大；地表径流量年纪变化趋势明显，呈先减少后增加的趋势，1956～1979年每年减少2.73mm，1980～2010年平均每年增加3.72mm，增加速率较减少速率大些；地表水径流量年代变化整体呈现先减少后增加的趋势，在20世纪70年代达到最低值，21世纪10年代与多年平均径流深的比值达到最大，增长斜率比减少时的斜率大。

2.2 蚌埠闸上枯水期水资源动态演变与供需态势研究

根据淮干蚌埠闸上主要雨量站及重点控制水文站降雨及径流量长系列资料分析研究，揭示了蚌埠闸以上连续3个月枯水期时段为12～2月，连续5个月枯水期时段为11～3月。

采用Mexcian hat小波、Morlet小波和cmor2-1小波3种小波分析法，对淮河干流枯水期典型断面近60年的资料进行分析研究表明：鲁台子站连续5个月径流量在小尺度时间上存在3年和9年的发育明显周期；中尺度在时间上存在28年的表现显著周期；但从大尺度上看，变化趋势与连续3个月枯水期相同。

通过对不同年型需水缺水态势分析，蚌埠闸上连续3个月枯水期现状水平年20%、50%、95%和95%保证率下的缺水量分别为0×108m3、0.209×108m3、1.265×108m3和2.22×108m3，连续5个月枯水期现状水平年20%、50%、95%和95%保证率下的缺水量分别为0×108m3、0.399×108m3、2.415×108m3和4.242×108m3。

采用基于AHP构权的多层次综合模糊评价模型对蚌埠闸以上地区供水安全进行评价，得出蚌埠闸以上地区供水安全综合评价低于一般水平。在4个准则层中，实际供水保障最高，超过一般水平，而生态环境保障及抗风险能力都低，处于不安全与极不安全之间，其中抗风险能力最低。

综合以上结果，可以看出蚌埠闸以上地区供水充足，水资源总量及过境水量充足，但是由于水资源时空分配不均，所以在特枯年缺水情势严峻，抗风险能力不足，同时存着在对生态环境保障措施不足的问题，影响地区供水安全及水资源的可持续利用。

2.3 蚌埠市水资源应急调度关键技术研究

基于建立先进、实用的Mike Basin蚌埠闸水量调度模型，结合蚌埠闸与怀洪新河联合调度，对有限的水资源进行合理配置，分析不同来水年份水量分配方案，实现水资源科学管理，提出了基于用水户满意的水资源应急调度供水安全保障方案。

研究得出在97%保值率典型年份来水情况下，对蚌埠闸上水位进行调整，得出了在缺水情况下不同水位整体满意度、各用户的满意度及用水量，提出综合满意度最高的水资源配置方案。

2.4 水资源保护与水生态修复技术研究

针对蚌埠市水体“点、线、面、水体区域”统筹定位及统一规划，营造山水景观、山水文化的城市建设主题和亮点，结合淮河两岸悠久的历史文化底蕴与蚌埠市的供水需求，构筑与蚌埠城市形象相适应的“水清、岸绿、山美、游畅 ”的城市环境景观，促进蚌埠市山水旅游业的发展，可以大大提升蚌埠依山傍水、自成天然的城市品质和魅力。研究提出了适合蚌埠市的水域综合治理、生态景观补水、生态复育、水景观要素控制、自然生态型河道设计等措施。

蚌埠市区水景观与水生态规划布局：根据蚌埠闸水利枢纽及水利风景区、席家沟、淮河南岸、三汊河湿地、龙子湖、天河湖等水域，构建“点、线、面及水体区域”格局，形成市级水景观与水生态河湖规划布局。

怀远县水景观与水生态规划布局：根据“6河相汇”、“2山耸立”、“5桥飞架”、四方湖湿地景观区、怀洪新河连接四方湖和涡河的河段、上桥闸和何巷闸枢纽、涡河县城河段4座景观桥梁飞架南北、荆涂淮河大桥贯通东西、将怀远县新老城区相连接的涡河与淮河交汇区的河口景观段等水域与交通枢纽。以“一核、一湖、一带、两枢纽、五桥段”进行规划布局。

固镇县水景观与水生态规划布局：根据固镇城关沿浍景观带、三八河景观带、新区城中河景观带、老龙头(三里湾)水景观工程、张家湖湿地、化家沟湿地、钓鱼台湖自然保护区、固镇闸枢纽、澥河胡洼闸风景区、怀洪新河水源地自然保护区等天然条件，按照“多廊、3湿地、2枢纽、1河”进行布局。

五河县水景观与水生态规划布局：根据沱湖、天井湖、樵子涧水库风景区、新旧城区的景观走廊、龙潭湖湿地等天然条件，按照“2湖、1库、1廊、1湿地”规划布局，呈‘手掌状’环绕在城区周围。

2.5 多水源多用户联合配置技术研究

针对蚌埠市地表水、地下水、沿淮洼地洪水资源利用、再生水以及外调水等不同水源的特点以及国家对不同水源的鼓励以及限制措施，提出了各项水源的规划不同水平年的可供水量，保障蚌埠市未来经济社会和谐发展对水资源的利用要求。建立交互式情景共享——系统仿真耦合模型，对蚌埠市进行水资源供需分析和水资源配置，在现状供需分析和对各种合理抑制需求、有效增加供水、积极保护生态环境的可能措施进行组合及分析的基础上，对各种可行的水资源配置方案进行比选，提出多水源多用户水量配置的推荐方案。

研究表明，规划年份蚌埠市供水水源主要包括地表水、地下水、外调水和其他水源，用水户主要包括城镇生活、农村生活、第一产业、第二产业、第三产业、生态等。优化配置方案：城镇生活配置地表水和外调水，农村生活配置地下水和部分外调水，第一产业配置地表水、地下水和外调水，第二产业配置地表水、地下水、外调水和其他水源，第三产业配置地表水、地下水和外调水，生态用水配置水源为地表水和外调水。

在现状供水工程挖潜和规划供水工程建设的情况下，规划年2020年和2030年75%保证率缺水量为4.6×108m3和4.9×108m3。通过考虑引江济淮跨流域调水及多水源联合配置情况下，规划水平年蚌埠市缺水问题将会得到很大改善，75%来水保值率的年份均不存在缺水问题，可以支撑蚌埠市经济社会的快速发展。

4 结束语

本项研究揭示了变化条件下水资源全要素演变规律，提出了缺水态势及多水源配置方案；建立了蚌埠市水资源应急调度技术和适宜蚌埠市的水环境保护与水生态修复技术；构建了供水安全保障技术体系。为进一步实行最严格水资源管理制度及3条红线指标考核落实的总体部署要求，科学有序开发利用当地水资源和合理配置当地水、过境水及外调水，促进人水和谐，提高水资源配置和调控能力，保障以水资源的可持续开发支撑蚌埠市经济社会的可持续发展，具有十分重要的意义。

[参考文献]

[1] 蚌埠市水利学会.蚌埠市多水源联合配置与供水安全综合研究技术总结报告[R].2015.

[2] 蚌埠市水利学会.蚌埠市水资源综合规划(2010～2030年)报告[R].2014.

[3] 安徽省·水利部淮委水利科学研究院等.淮河中游枯水期水资源配置及调度研究[R].2015.

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[5] 王海潮,来海亮,尚静石,等.基于MIKE BASIN的水库供水调度模型构建[J].水利水电技术,2012,(02)：65-68.

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