瓮福区域水资源供需分析与配置方案

张育德 李 婕 丛 娜

水资源供需分析全面统筹区域河道外用水总量红线、河道内生态用水红线指标。分析水资源系统中供、用、耗、排环节中所涉及的要素和相互关系，建立满足配置目标的项目区流域水资源优化配置模型；最后由配置模型计算出不同方案下的水资源供需情势。经过研究分析，到2030年，分析范围内6个分区存在缺水。通过鱼梁江流域、瓮安河水系进行水源选择，同时综合考虑水源条件、建设条件等方面后，推荐凤山水库、卡龙桥水库等多处水源工程，共同解决区内缺水问题。

1 研究范围及水平年

贵州省黔南布依族苗族自治州位于贵州省中南部，东部与黔东南州接壤，西部与安顺市、黔西南州相接，北部、西北部是省会贵阳市和遵义市；南部为广西的河池、百色地区。研究区域黔南州北部，包括瓮安县乌江以南区域、福泉市全部以及鱼梁江所涉及的黔东南州麻江县，规划区面积为3 862 km2，其中瓮安县乌江以南面积1 556 km2，福泉市1 704 km2，麻江县 602 km2。

规划基准年：2012年，规划近期水平年：2020年，规划远期水平年：2030年。城乡生活、工业供水保证率为95%，灌溉供水保证率为80%。

2 水资源调查评价

2.1 降水

规划区属长江一级区，乌江、洞庭湖水系两个二级区，乌江思南以上、沅江浦市镇以上两个三级区，清水河干流、鸭池河构皮滩干流、余庆河-石阡河、舞阳河、施洞以上5个四级区。本次在四级区基础上，兼顾行政区划的完整性将规划区划分为16个水资源分区，总面积3 862 km2。

收集规划区的7个雨量站、2个气象站自建站以来至2012年的逐月降水资料，及规划区外围11个雨量站、1个水文站逐月降水资料，共计21个站点。建立雨量站年降水量相关关系，利用相关关系对缺测站年降水量进行插补计算。

经插补延长，得到20个雨量站点1956—2012年共计57年降水量系列，并通过泰森多边形法计算整个规划区历年降水量。从规划区来看，降水量南高北低，中部为低值区。受季风气候影响，降水量年内分配不均，降水量主要集中在汛期4—9月，占全年的75%，其中5—7月占46%。

2.2 水资源量

规划区及周边分布的水文站有湾水、福泉、余庆水文站。

本规划1956—2012年天然径流系列，以湾水水文站为依据站，考虑各分区面雨量及径流系数的差异，计算各水资源分区历年逐月径流量，即：

式中 W分区——水资源分区年径流量，万m3；

W依据站——依据站年径流量，万m3；

F分区、F依据站——水资源分区与依据站面积，km2；

P分区、P依据站——水资源分区与依据站面雨量，mm；

α分区、α依据站——水资源分区与依据站径流系数，根据《贵州省1956—2000径流系数等值线图》读取。

经计算，各水资源分区1956—2012年多年平均径流深在430（杜仲河福泉市）～640 mm（鱼梁江麻江县）之间，规划区平均径流深530 mm，径流量20.5亿m3。

规划区主要岩层为碳酸盐类岩，岩溶现象十分发育，含水层的储水空间以溶蚀裂隙、孔隙、管道及基岩裂隙、孔隙为主。河床潜流量所占比重甚微，地下水基本上经主河道流出，即河川基流量为地下水资源量，地下水资源量是地表水资源量的一部分，这部分重复计算量与河川基流量相同。

规划区基流模数参考湾水水文站确定，规划区基流量为6.81亿m3，即规划区地下水资源量为6.81亿m3。河川基流量可视为地表水与地下水资源量之间的重复计算量，因此，水资源总量即为地表水资源量，规划区1956—2012年水资源总量为20.5亿m3。

3 需水预测

以现状为基础，依托规划区丰富的自然资源和区位优势，按照国家、贵州省和黔南州对该地区的功能定位，以中央政府、贵州省政府、黔南州政府已制定的发展战略为指导，以十二五规划、城镇总体规划、工业发展规划等为依据，预测规划水平年规划区社会经济指标。

经济社会需水量包括城乡生活、工业、建筑业、第三产业、农林牧渔和生态需水量。按照建设节水型社会的要求，需水预测考虑各用水对象的节水潜力，按节水情形进行预测。生活需水量采用人均日用水定额法预测，工业、建筑业、第三产业、农林牧渔业和生态需水量采用定额法预测。

福泉市福泉火电厂属于高耗水工业，该电厂于2013年建成投产，电站装机容量为120万kW（2×60万kW），设计年利用小时数6 000 h，设计年发电量72亿 kW·h，耗水指标夏季为0.566 m3/（s·GW），冬季为0.483 m3/（s·GW），每年检修30 d，电厂从高车水库取水，年需水量为0.19亿m3。在工业产值预测和用水定额预测中均不含福泉电厂，在工业总需水量中包括福泉火电厂需水量。

4 供需分析

4.1 供水原则

保障生活用水，合理安排工业、农业用水。国民经济供水顺序为：生活、工业和农业。

在水资源供需分析中，充分发挥现有和规划水利工程的作用，尽量保持现有水利工程的调度运行方式、维持现有工程的任务与规模。对于挤占农业用水的水库，考虑规划水平年还原其原设计供水任务。企业自备水源维持其现有供水对象。尽量体现“高水高用”、“优水优用”、“适当利用再生水”的原则。地表水、地下水、再生水统筹考虑。

4.2 供需分析计算方法

供需分析以月为计算单位，采用长系列时历法进行供水调节计算。

规划区分瓮安河流域和鱼梁江流域分别调算，各分区按照河流水系进行先上游后下游的顺序进行调节。下游分区的来水量考虑上游分区的出境水量和本区的水资源量，各行业用水考虑一定的回归量回归至所在分区的地表水。

规划区内现状和规划的中型水库、小（1）型水库，根据其月入库径流资料和向某供水对象的最大供水能力以及用水户的需水要求进行长系列调算，得出其多年平均供水量。

引、提水工程供水量为取水河段的径流量，引、提水工程的能力以及用户需水量的最小值。

4.3 供需分析结果

2020年规划区内多年平均需水量为5.40亿m3，供水量为4.08亿m3，缺水量为1.33亿m3。缺水量较大的分区主要在瓮安河干流、浪波河、鱼梁江卫阻河以上。这些缺水的分区均包含规划的工业园区，其中瓮安县工业园区基本位于瓮安河干流，福泉市工业园区较集中的牛场镇、福泉市金山区，马场坪区分别位于浪波河、鱼梁江卫阻河—洗布河、鱼梁江卫阻河以上3个分区。

2030年规划区内多年平均需水量为6.26亿m3，供水量为4.34亿m3，缺水量为1.91亿m3。2030年缺水较大的分区与2020年相一致，主要缺水行业仍为工业。缺水的主要原因是规划水平年工业发展较快，现有和规划水源工程供水能力不能满足其分区的用水需求。规划区水资源量较丰富，缺少调节性能好的大中型水利工程，缺水类型为工程性缺水，需要兴建其它水源工程来满足其需水增长。2020年和2030年的供需平衡结果见表1。

表1 规划水平年供需情况表（多年平均） 万m3

5 水资源配置

5.1 水源位置

根据供水对象缺水量、位置、高程及对水质的要求，考虑各水资源分区的河流水文情势和水资源开发利用条件，规划区可进一步进行水资源开发利用的河流主要包括瓮安县的瓮安河、龙塘河和乌江（构皮滩水库），福泉市的鱼梁江杨家墩坝址以上河段和浪波河。

5.2 配置原则

根据规划区水资源供需分析结果，水资源配置以规划区内可能的水源点可引水量和供水区的缺水量为基础，通过建立输水、调蓄和配水工程，考虑水源点和供水区的水质、位置、高程等关系，对区域之间、用水目标之间进行水量的合理调配，达到水量平衡，提出分水质的不同配置方案及工程措施，通过综合分析和评价各个水资源配置方案的差异，提出水资源合理配置的推荐方案。

按照本地现有水源优先供灌溉及灌区用水的原则，在灌溉保证率基本满足的情况下，重点研究中心城镇和工业园区新增用水的水资源配置方案，水资源配置遵循高水高用，水源优质优用，就近供水的原则。

5.3 配置方案比选

5.3.1 瓮安县配置方案

乌江其他小支流分区缺水对象江界河镇缺水量由大岩水库供水解决。瓮安河干流及瓮安县城附近杜仲河、白水河等河流的水质较差，不能满足生活用水水质要求，而瓮安县城附近其他河流水量较小，不能满足生活供水水量要求，瓮安县城生活供水可考虑由乌江提水，或福泉市凤山水库供水解决。瓮安县瓮安工业园供水水源可考虑双狮水库或乌江提水。

根据瓮安县城生活和瓮安工业园对水质的要求不同，瓮安县水资源配置共拟定了以下三个方案：乌江提水（方案1）、双狮水库和乌江联合供水（方案2）、双狮水库和凤山水库联合供水（方案3）。

与方案1和方案2相比，方案3虽然投资最大，费用现值相对略高，但运行成本水价最低，且凤山水库水质较好，不需要与构皮滩水电站业主协商，且可以避免乌江遇到突发水质问题时造成的供水风险，因此，瓮安县水资源配置方案推荐方案3——双狮水库和凤山水库联合供水方案。

5.3.2 福泉市配置方案

福泉市供水水源包括卡龙桥水库、凤山水库黑塘桥坝址和杨家墩坝址。卡龙桥水库距离双龙工业园受水点4.3 km，水库死水位比双龙受水点高程低128 m。凤山水库（黑塘桥坝址）距离马场坪工业园受水点4.8 km，水库死水位比马场坪受水点高程低2 m；水库距离龙昌工业园受水点17.2 km，水库死水位比龙昌受水点高程低182 m。凤山水库（杨家墩坝址）距离马场坪工业园受水点9.3 km，水库死水位比马场坪受水点高程低165 m；距离龙昌工业园受水点19.6 km，水库死水位比龙昌受水点高程低290 m；距离双龙工业园受水点31.0 km，水库死水位比双龙受水点高程低400 m。

根据瓮安县水资源配置方案，瓮安县城生活缺水需要由福泉市供水解决。

凤山水库（杨家墩坝址）单独供水（方案1）、凤山水库（杨家墩坝址）和卡龙桥水库联合供水（方案2）、凤山水库（黑塘桥坝址）和卡龙桥水库联合供水（方案3）共3个方案。

通过方案比选，从工程投资、年运行费、成本水价、水质等方面看，方案3明显优于方案1和方案2，本阶段福泉市供水方案推荐方案3，即凤山水库（黑塘桥坝址）和卡龙桥水库联合供水方案。

5.3.3 推荐配置方案

根据瓮安县和福泉市水资源配置方案比选结果，本次规划水库工程为双狮水库、大岩水库、卡龙桥水库和凤山水库（黑塘桥坝址），规划区推荐配置方案为：瓮安县瓮安河干流分区生活缺水由福泉市凤山水库供水解决，工业缺水通过新建双狮水库供水解决，乌江其他小支流城镇生活缺水通过新建大岩水库供水解决；福泉市浪波河分区城镇生活和工业缺水通过新建卡龙桥水库供水解决，鱼梁江卫阻河以上分区和鱼梁江卫阻河—洗布河分区城镇生活和工业缺水通过新建凤山水库（黑塘桥坝址）供水解决。

规划实施后，规划区水源供水能力能够满足2030年的用水需求。规划区2030年多年平均需水量6.26亿m3，多年平均年供水量6.20亿m3，多年平均年缺水量409万m3，生活、工业和环境供水保证率可以达到95%，农业灌溉保证率可以达到80%。