铁山水库水资源利用矛盾解决思路探索

任 萍

（岳阳市水利局，湖南 岳阳 414000）

1 背 景

铁山水库建于1982 年，位于岳阳县公田镇、新墙河上游，坝址以上控制流域面积493 km2，多年平均入库径流量3.93 亿m3，总库容6.35 亿m3，兴利库容3.83亿m3，水库设计之初是一座以农业灌溉为主的多年调节水库。

铁山灌区涉及岳阳县、汩罗市、临湘市及岳阳楼区等4 县（市区）46 个乡501 个村，设计灌溉面积85.41 万亩，灌区以新墙河为界分南、北灌区，其中南灌区设计灌溉面积53.15 万亩，北灌区设计灌溉面积32.26 万亩[1～2]。灌区现状有效灌溉面积66.89 万亩。灌区灌溉水源除铁山水库外，还有兰桥、岳坊、大坳等3 座中型水库及若干小型水库、塘坝、小型引提水工程等基础水源工程。

铁山水库水质常年维持在Ⅰ～Ⅱ类水，近年来铁山水库除承担灌区灌溉任务外，还承担着向岳阳市中心城区和岳阳县供水的任务：利用铁山灌区北干渠45 km 及梅溪引水渠2.33 km，从铁山水库输水至金凤水库调蓄后引水至岳阳市城区一、二水厂和岳化生活水厂，设计供水规模42 万t/d；利用铁山灌区南干渠、荣湾分干及新墙支渠引水至新墙水库调蓄后引至岳阳县水厂，设计供水规模5 万t/d。铁山水库现状实际城乡供水量约1.4 亿m3/a。

2 铁山水库现状开发利用矛盾分析

2.1 供水安全保证能力不足

湖南为有色金属之乡，受历史遗留污染影响，部分水源还面临重金属污染超标的影响，保障人民群众喝上优质水、放心水是“十三五”以来湖南省水安全重大战略布局之一。同时岳阳市位于湘、资、沅、澧尾闾及洞庭湖入江口岸，也是湖南省唯一长江沿岸城市，从产业战略布局和客观实际出发，洞庭湖不宜作为居民饮水水源。铁山水库水质优良，是岳阳市中心城区和岳阳县约200 万城乡居民的饮水水源，在牺牲铁山灌区灌溉用水、挤占河道内生态环境用水的前提下，城乡供水目前处于“紧平衡”状态，勉强能维持目前的供水需求[3～4]。近年来岳阳被确定为国家区域性中心城市和湖南省域副中心城市，经济社会进入高速发展新阶段，供水安全是区域高质量发展的基础保障。预测至2035 年，岳阳市中心城区及岳阳县人口将达245 万人，城乡供水需求进一步增加，加之现状铁山水库至岳阳中心城区、铁山水库至岳阳县原水输水采用明渠输水，输水损失高达35%[5]，2035 年城乡供水缺水约1.44 亿m3，严重制约岳阳市大城市建设和高质量发展。

2.2 城乡供水挤占农业灌溉用水，灌溉缺水矛盾突出

2020 年中共中央1 号文件《关于抓好“三农”领域重点工作 确保如期实现全面小康的意见》提出“确保粮食安全始终是治国理政的头等大事”[6]。铁山水库设计时仅有灌溉任务，近年来城乡供水大量挤占农业灌溉用水，现状有效灌溉面积仅66.89 万亩且达不到设计灌溉保证率，仍有18.52 万亩灌面无水可灌。在不实施灌区续建配套和节水改造、下泄必要生态流量的基础上，灌区多年平均灌溉缺水2.21 亿m3，P=85%典型年灌溉缺水3.64 亿m3，灌溉缺水矛盾突出，农业生产和粮食安全保障能力不足。

2.3 城乡供水、农业灌溉用水挤占河道内生态环境用水

与国外相比，我国河流生态基流问题更加突出，生态用水问题突出的流域河流甚至出现断流等现象，很大程度上影响了河流生态系统健康[7]。铁山水库设计之初和实际运行过程中没有考虑下泄必要的河道内生态环境用水，近年来水库又承担越来越多的城乡供水任务，进一步加剧了铁山水库水资源紧张的局面，生态流量下泄更是难以保障。铁山水库是调节性能较强的多年调节水库，水库常年处于未蓄满状态，建成运行以来鲜有弃水发生，坝址下游减水脱水河段的水生态环境受到较大影响。生态基流是水电工程建设项目环境影响评价时需要重点关注的指标，对维持河流基本的生态结构和功能，保护水生生物健康具有重要意义[8]。近年来随着生态环境保护力度的逐步提升，水利水电工程生态流量下泄要求及监管越来越严格[9～10]，根据《洞庭湖环湖区水量分配方案》，铁山水库应下泄不小于1.24 m3/s 的生态流量。在下泄必要生态流量的基础上，铁山水库水资源供需矛盾将进一步突出[11～12]。

3 铁山水库水资源供需矛盾解决思路探索

3.1 基本原则

1）以人为本、服务民生。坚持以人民为中心，满足人民群众喝好水、放心水的迫切需求，保障农业生产和粮食生产安全。

2）节水优先，高效利用。节水是解决水资源短缺矛盾的优先举措，在技术可行、经济合理的前提下，尽可能提高水资源利用效率[13～14]。

3）生态优先、绿色发展。牢固树立绿水青山就是金山银山的理念，水资源开发利用应充分保障河流基本生态环境用水[15]。

4）优水优用，合理配置。水质较好的铁山水库水优先满足城乡居民生活用水，充分保障基本生态用水，余水保障农业灌溉用水。农业灌溉缺水考虑寻找其他替代水源解决。

3.2 水资源供需平衡分析

1）现状工程条件下水资源供需平衡分析。至2035 年，铁山灌区达到设计灌溉面积85.41 万亩。经分析，P=50%来水条件和P=85%设计保证率下灌区灌溉净需水量分别为3.35 亿m3、4.06 亿m3，在不实施灌区续建配套和节水改造的条件下灌溉毛需水量分别为6.34 亿m3、7.69 亿m3。至2035 年岳阳市中心城区及岳阳县人口将增加至245 万人，若铁山至中心城区、铁山至岳阳县仍采用明渠输水，则铁山水库供水区城乡供水年需水量3.41 亿m3。需水分析成果见表1。

表1 铁山水库供水区需水分析成果表 万m3

供水区城乡供水水源为铁山水库，灌溉水源主要为铁山水库、岳坊等中型水库及若干小型水库、山塘和河坝引水工程。在有限下泄生态流量的基础上，经长系列径流调节计算，供水区现状工程可供水量见表2，水资源一次供需平衡分析成果见表3。由分析结果可知，在不新建水源工程、不采取节水措施的前提下，水资源供需矛盾突出，P=85%设计灌溉保证率下，灌区缺水3.64 亿m3；P=95%供水保证率下，城乡生活供水缺水量1.44 亿m3。

表2 供水区现状工程可供水量表 万m3

表3 供水区水资源一次供需平衡分析表 万m3

2）水资源供需矛盾解决思路探索。为解决铁山水库水资源开发利用矛盾，保障岳阳市中心城区和岳阳县城乡245 万人饮水安全和85 万亩耕地的灌溉水量，实施岳阳市中部水资源配置工程，优化水资源配置，提高区域水资源配置能力。

①节水是解决水资源短缺问题的最有效举措。实施铁山灌区续建配套与现代化改造，灌溉水有效利用系数从现状的0.528 提高至0.668，P=50%、P=85%来水条件下灌溉节水量分别为1.33 亿m3和1.61 亿m3。实施铁山水库至岳阳中心城区、铁山水库至岳阳县原水输水明渠改管道工程，输水损失有35%降低至5%以内，城乡供水需水可节约水量1.08 亿m3。

②充分挖掘已建工程供水潜力。岳阳临湘市团湾水库水质为Ⅱ类水，水库设计时有向岳阳市城区供水的任务，而实际运行中仅用于发电，优水未得到优用。由于团湾水库坝址多年平均径流量约6 800 万m3，而水库兴利库容仅3 893 万m3，水库易产生弃水，而铁山水库为调节性能较强的多年调节水库，鲜有弃水发生。新建团湾水库至岳阳中心城区供水管道，同时与铁山水库开展联合调度，通过优先由团湾水库供水，研究团湾水库洪水资源化利用方案，在水资源开发利用允许上限范围内充分挖掘团湾水库供水潜力。经分析，团湾水库多年平均可新增向岳阳中心城区供水3 650 万m3/a。

③优水优用，保障城乡供水，补足灌溉水源。在充分节水、挖掘团湾水库供水潜力的基础上，按照“优水优用”的原则，铁山水库在满足坝址下游河道内基本生态环境用水的前提下优先保证城乡生活用水需求，铁山灌区灌溉缺水考虑新建灌溉水源工程解决。根据铁山灌区灌溉渠系布置以及灌区周边水土资源条件，考虑建设坪费湖引调水工程，引坪费湖水解决铁山灌区荣湾分干、岳汨分干37 万亩耕地的灌溉用水，置换出来的铁山灌区水量全力保障岳阳中心城区和岳阳县城乡供水。枯水期坪费湖水量不足时，通过洞庭湖补水泵站和已建撇洪渠向坪费湖补水，补足灌溉水量。经分析，P=50%、P=85%来水条件下坪费湖引调水工程可分别新增灌溉水量8 829 万m3、20 235 万m3，满足灌区灌溉用水要求。

实施岳阳市中部水资源配置工程后，P=50%、P=85%、P=95%来水条件下可分别节约用水2.41 亿m3、2.69 亿m3、2.86 亿m3，新增供水量1.25 亿m3、2.39 亿m3、1.49 亿m3，可使供水区城乡供水和灌溉用水达到保证率要求，提高城乡居民饮水品质，保障供水安全、灌区农业生产和粮食安全。实施岳阳市中部水资源配置工程条件下的供水区水资源二次供需平衡分析见表4。岳阳市中部水资源配置工程示意图见图1。

表4 供水区水资源二次供需平衡分析表 万m3

图1 岳阳市中部水资源配置工程平面布置示意图

4 结 语

岳阳市中部水资源配置工程实施后，铁山水库优水得到优用，城乡供水和灌区灌溉水源得到有效保障，多年平均可节约水资源2.4 亿m3，新增供水量1.25 亿m3，可有效保障245 万人的饮水安全和85.41 万亩耕地的灌溉用水安全，为岳阳市大城市建设、高质量发展提供坚实的水资源保障。同时，铁山水库退还被挤占的生态环境用水、优水优用、水源置换的思路，对解决其他区域的类似问题具有较强的借鉴意义。