大汶河水资源优化调度

李鹏

(大河水库管理处，山东泰安 271000)

大汶河水资源优化调度

李鹏

(大河水库管理处，山东泰安 271000)

随着泰安市社会经济的快速发展及城市化进程的加快，对水资源的需求量越来越高。水资源短缺和水质污染已严重制约了社会经济的发展和人民生活质量的提高。因此，合理调度大汶河水资源对于流域水资源、生态环境与社会经济协调发展有重要的现实意义。

供需水;预测;平衡分析;优化调度

1 大汶河水资源优化调度的必要性

水是人类生存的生命线，是经济发展和社会进步的物质基础，是实现可持续发展的重要保证。2008年泰安市大汶河流域水资源总量为13.68亿m3，人均占有水资源量296m3，相当于全国人均水平的1/8;亩均占有水资源量为352m3，为全国平均水平的1/6，按照联合国划分的人均占有水资源量标准，泰安市大汶河流域属于水危机地区［1］。因此，对大汶河水资源进行优化调度十分必要。

2 大汶河水资源利用中存在的主要问题

随着经济和社会的发展，流域内水资源供需矛盾日益突出，已成为制约经济社会可持续发展的“瓶颈”因素。流域内水资源开发利用中存在的主要问题［2-4］表现在以下几个方面:ⓐ有限的水资源不能得到合理有效的利用，尚未实现水资源的合理配置;ⓑ过量超采地下水，使生态环境状况进一步恶化;ⓒ水污染严重进一步加剧了水资源的供需矛盾;ⓓ过境水量相对较少，大量引用客水难度较大;ⓔ矿坑排水的综合利用程度低;ⓕ节水技术普及率低，水的浪费比较严重;ⓖ供水水价偏低，水资源费和污水处理费尚不能全部征收到位。

3 现状水资源量及可利用量分析

根据1956—2008年实测资料分析，大汶河流域多年平均年降水量为712.4mm，折合水量46亿m3，保证率50%、75%、95%时年降水量分别为695mm、575mm、428mm。根据流域内水资源综合规划调查评价成果，大汶河流域天然年径流量为10.91亿m3，保证率50%、75%、95%时年径流量分别为9.33亿m3、5.54亿m3、2.20亿m3。流域内地下水资源总量为8.66亿m3，扣除地表水、地下水重复计算量，流域内水资源总量为13.68亿m3。按照2008年大汶河流域内人口462.7万、耕地面积388.5万亩计算，人均占有水资源量为296m3，亩均占有水资源量为352m3。地表水资源可利用量为3.34亿m3，可利用率30.6%;地下水资源可开采量为7.4亿m3，水资源可利用总量为13.68亿m3，水资源可利用率为78.5%。

4 现状供水、用水情况分析

4.1 流域供水量分析

2008年流域内总供水量为9.59亿m3。其中，地表水供水量为3.73亿m3，占总供水量的38.9%;地下水开采利用量为5.73亿m3，占总供水量的59.7%，污水处理回用量为0.16亿m3。流域内地下水供水量是地表水供水量的1.4倍。在地表水供水量中，蓄水工程占50.6%，引水工程占27.8%，提水工程占8.6%;引黄水占 13.0%。在地下水供水量中，浅层水占47.1%，深层水占51.7%，微咸水占1.2%。1999—2008年的10年间，流域内的总供水量从11.61亿m3减少至 9.59亿 m3，供水量减少了 17.4%。其中2004—2008年供水量基本稳定在9亿m3左右(见图1)。

图1 供水总量发展趋势

4.2 流域用水量分析

2008年流域内总用水量为9.59亿m3。在总用水量中农田灌溉用水5.51亿 m3，占全市总用水量的57.5%;林牧渔畜业用水1.68亿m3，占全市总用水量的17.5%;工业用水0.90亿m3，占全市总用水量的9.4%;城镇公共用水0.24亿m3，占全市总用水量的2.5%;居民生活用水1.26亿m3，占全市总用水量的13.1%，其中农村生活用水0.66亿m3，占全市总用水量的6.8%，城镇生活用水0.38亿m3，占全市总用水量的4%，生态环境用水0.22亿 m3，占总用水量的2.3%。按1999—2008年用水量统计资料分析，流域内总用水量基本呈减少趋势，从1999年的11.5亿m3减少到2008年的9.59亿m3。2004—2008年流域内总用水量基本稳定在9亿m3左右(见图2)。

图2 用水总量发展趋势

5 水资源需求和可供水量预测

5.1 水资源需求预测

现状年农田灌溉保证率50%，大汶河流域总需水量为111948万m3，至2015年、2030年总需水量分别为121859万m3、114342亿m3;现状年农田灌溉保证率75%，大汶河流域总需水量为132108m3，至2015年、2030年总需水量分别为141080万m3、130439万m3。大汶河流域需水增长的主要因素是经济的持续快速发展、城镇化和工业化的稳步推进、人民生活水平和生活质量的提高、生态环境的改善等。大汶河流域今后30年全社会总需水量呈缓慢增长态势，至2030年以后可趋近于零增长;其中，生活、工业及建筑业、第三产业、生态等各类需水量均有一定幅度的增加，增长率逐步减小;农业需水量保持稳中有降的趋势。泰安市大汶河流域需水量预测成果见表1。

表1 大 汶 河 流 域 需 水 量 预 测 成 果

5.2 可供水量预测

充分考虑技术经济因素、水质状况、对生态环境的影响，以及开发不同水源的有利和不利条件，预测不同水资源开发利用模式下可能的供水量，并进行技术经济比较，拟定水资源开发利用方案。根据不同区域、不同水平年水资源可利用量、需水量及供水能力，分析计算可提供的水量。大汶河流域供水水源可分为地表水源、地下水源、非常规水源和外流域调水等，大汶河流域现状年保证率50%、75%、95%可供水量分别为111280万m3、97811万m3、85889万m3。全流域不同保证率可供水量成果见表2。

表2 大汶河流域现状可供水量成果 单位:万m3

6 水资源优化配置

水资源配置在多次供需反馈并协调平衡的基础上，进行二次水资源供需分析。此次优化配置利用建立的水资源合理配置情景共享系统模拟模型，以水资源系统供需平衡［5-7］为基本原则，考虑各种来水与需水的年际、年内的变化，通过不同配置方案的调度，提供长系列的供水、余水或缺水过程，客观地分析系统内各个单元、节点的供需情况，确定当前状况下区域最佳水资源合理配置方案。

在充分利用地表水、合理开采地下水、科学利用污废水、多种水源统一调配、优化配置的前提下，在现状供水条件下以供定需，对流域内不同水平年进行供需平衡分析，见表3。在水资源二次供需平衡分析中，对节水量、新增可供水量和现状水利工程可供水量进行分析，在保证生态、环境用水的前提下，确定经济发展用水，以获得水资源动态平衡的合理结果，见表4。

表3 大汶河流域二次水资源供需平衡分析 单位:万m3

续表

表4 大汶河流域二次水资源供需平衡分析 单位:万m3

从表4可以看出，全市各不同水平年平水年有余水，二次水资源供需平衡分析后使水资源调配更加科学，减少了水资源缺乏量。2015年枯水年缺水20265万m3，缺水率为14%，特枯水年缺水32869万m3，缺水率为23%，2030年枯水年略有余水，特枯水年缺水9132万m3，缺水率为7%，可基本满足需水要求。

7 结语

水资源短缺始终是制约泰安市社会经济可持续发展的长期问题。考虑技术经济因素对生态环境的影响、不同水质的用水要求和利用其他水源的可行性等，确定大汶河水资源配置方案，确定供水目标、任务和要求，合理分配地表水和地下水，使水资源利用率大大提高，缓解了泰安市水资源严重紧缺的局面。

［1］郭坤荣.大汶河生态健康评价研究［D］.济南:山东师范大学，2007.

［2］李平，高俊杰.大汶河水资源利用存在的问题及可持续利用对策［J］.农业开发与装备，2014(7):49.

［3］崔华，徐国东.浅谈大汶河水资源污染治理与保护措施［J］.地下水，2002(2):89-91.

［4］左欣，康绍忠，梁学田.大汶河泰安段水质评价与污染防治措施研究［J］.山东农业大学学报(自然科学版)，2005 (4):557-563.

［5］于伟东.海河流域水平衡与水资源可持续开发利用分析与建议［J］.水文，2008(3):79-82.

［6］张威.我国南方山区小流域水资源平衡与综合利用及工程设计［D］.杭州:浙江大学，2014.

［7］左莎莎.流域生态环境需水与水资源可持续利用研究［D］.南昌:江西师范大学，2013.

Dawen River Water Resources Optimal Dispatching

LI Peng
(Dahe Reservoir Management Office，Tai’an271000，China)

Demand on water resources becomes increasingly higher with the rapid development of economy and society in Tai’an and the acceleration of urbanization process.Water resources shortage and water quality pollution have seriously hampered development of social economy and improvement of people’s life quality.Therefore，rationally dispatching Dawen River water resources has practical significance for coordinated development among basin water resources，ecological environment and social economy.

water supply and demand;forecasting;balance analysis;optimal dispatching

TV213.2

:A

:2096-0131(2015)01-0029-04