近期水资源供需平衡分析

近期水资源供需平衡分析

区域水资源平衡分析是指对特定区域内水资源的供应和需求以及其剩余和不足比率进行计算和分析的过程。它以区域现状和预测的水资源系统、社会经济系统及供需水系统的状况和发展趋势为基础,对预测年的供需水系统主要特征参数和性态进行定性、定量乃至综合分析。开展水资源供需平衡分析,对水资源的开发利用获得最大的经济社会和环境效益,满足社会经济发展对水量和水质的日益增长的需求,同时在维护水资源的自然功能,维护和改善生态环境的前提下,充分合理利用水资源,使得经济建设和水资源保护同步发展,都具有重要的意义。石羊河流域是典型的内陆干旱区,该区位于甘肃省河西走廊东部,祁连山北麓,是我国西北内陆河流域灌溉农业发展最早、人口密度最大、水资源开发利用程度最高、水资源供需矛盾最突出、生态环境问题最严重、水资源对经济社会发展制约性最强的地区。因此,对流域内的水资源供需平衡进行分析,并合理配置有限的水资源,对于水资源的合理开发利用和生态环境的保护都具有十分重要的意义。本文以2000年为基准年,对近期水平年2010年的水资源供需平衡进行了分析,旨在为流域水资源利用提供理论和科学依据。1以近地层其流域的石羊河流域为基准的分类预测需水量预测是根据用水量的历史资料,考虑现实条件与环境的变化,运用适当的技术与方法,对未来需水量进行的估计和推测。用于需水预测的方法有多种,从不同角度出发,有不同的分类方法。按照预测方法和结果的表述不同,可分为定性预测与定量预测。按照预测时间的长短可分为短期预测、中期预测与长期预测。本文主要以现状年2000年为基准年,对近期水平年2010年的供需水量进行预测。石羊河流域按照水系可分为西大河水系、六河水系和大靖河水系三部分。根据石羊河流域的水系分布情况,并综合考虑上下游关系、土壤、气候、海拔高程、耕地分布、现状灌溉制度及灌溉经验等因素,将全流域划分为5个计算单元:西大山水灌区、六河中游山水灌区、六河中游井泉灌区、红崖山灌区和大靖河系统。1.1农业灌溉现状根据流域农业种植结构的调整、常规节水技术的推广和高效节水技术的应用,灌区农业灌溉定额得以降低,灌溉水利用系数得以提高,全流域农业灌溉综合净灌溉定额4719.3m3/hm2,灌溉水利用系数为0.655,毛灌溉定额为7204.95m3/hm2。农田灌溉面积23.81×104hm2,需水量159431.6×104m3;灌溉林草地1.761×104hm2,灌溉需水量9990.2×104m3。农业灌溉总需水169421.8×104m3,占总需水量76.6%(见表1)。1.2产出需水量预测随着产业结构的调整、升级和重复利用率的提高,工业万元产值用水量逐步下降,预测2010年万元产值取水量定额为90m3/万元,工业需水量37375.74×104m3,占总需水量17.0%。表2为工业需水量。1.3城市生活需要水考虑城镇生活水平的不断提高和节水措施的推广,城镇生活需水5951.41×104m3,占总需水量的2.7%。表3为城镇生活需水量。1.4农村人口用水农村用水包括农村人口用水和牲畜用水两部分。随着生活水平的提高,农村人口用水将会大幅度增加。农村生活需水8506.87×104m3,占3.8%。表4为农村生活需水量。1.5农业灌溉用水2010年流域计算区内总需水量为220424.1×104m3,经济社会各部门需水量分别是:农田灌溉需水量为159431.6×104m3;林草用水量9990.2×104m3;工业用水量为37375.74×104m3;城镇生活用水量为5951.41×104m3;农村用水量为7675.15×104m3。由此可以看出,节水措施下,农业灌溉用水仍占到总用水量的72.3%,依然为用水大户。其中,西大山水灌区、六河中游山水灌区、六河中游井泉灌区、红崖山灌区和大靖河系统的需水量分别为:1042×104m3、3300.79×104m3、1499.18×104m3、1538.28×104m3和294.9×104m3。流域各计算单元需水量预测结果如表5所示。2流域内供水量和供需平衡分析石羊河流域的可供水量主要包括天然来水量、地下水补给量以及调水量。下面分研究单元进行流域可供水量的计算和分析。2.1水土流失量分析大靖河的水源主要包括地表水源和地下水。地表水量主要是指大靖河的天然来水量,根据《石羊河流域水资源规划报告》,预计2010年大靖河天然来水量为0.127m3,此部分水量可全部转化可用水量;地下水可开采水量主要来自于地下水补给,其中地下水补给系数取0.9(本文若无特殊说明,地下水补给系数均取0.9)。生态及无效蒸发水量为0.05×108m3。大靖河系统可供水量即供需平衡分析如表6。由表可知,大靖河系统2010年可供水量0.133×108m3,缺水量0.068×108m3,缺水程度33.8%。2.2可供水量及供需平衡分析西大河系统所辖灌区为山水灌区、四坝灌区、金川灌区以及昌宁盆地。该区水源主要包括地表水源、地下水源以及工程调水。值得提出的是,上述灌区均没有考虑生态用水和无效蒸发,而在西大河系统整体的供需平衡分析中予以综合考虑。2010年西大河可供水量及供需平衡分析如表7所示。由表7可以看出,西大河系统可供水量为4.2507×108m3,缺水量为1.6737×108m3,缺水率为28.25%。2.3地下水对香家湾水源的净化六河中游共包括11个灌区,其中古浪、黄羊、杂木、金塔、西营、东河为山水灌区,金羊、清源、永昌、清河、环河为井泉灌区。六河系统水资源利用转化的关系为:古浪河、黄羊河、杂木河、金塔河、西营河、东大河河川径流供给山水灌区的灌溉及经济社会其它部门用水、下渗水量补给地下水,部分溢出地表为泉水,未溢出部分通过金羊、清源、永昌、清河等灌区地下输向下游民勤盆地,下游井泉灌区在当地打井提取地下水综合使用。因此,中游山水灌区耗水量和井泉灌区提取水量的大小直接影响输往下游民勤盆地的水量,即香家湾的泉水出露量。其中,六河中游天然来水量为12.845×108m3,浅山区小沟小河0.729×108m3,地下水资源量为0.5705×108m3,出山口可供水量为1.1020×108m3,扣除二坝渠调往金川峡水库1.42×108m3、山区用水及水库蒸发0.453×108m3,天然生态及无效蒸发耗水量0.851×108m3,六河中游可供水量为12.523×108m3。由表5知,六河中游总需水量为12.2983×108m3,则六河中游系统水资源基本保持供需平衡,剩余水量0.2248×108m3由西营杂木河输往下游香加湾,并汇入红崖山水库。2.4规划来水水量及水质红崖山灌区从地理位置上可以分为北盆地和南盆地。可供水量主要包括地下水补给量4.0442×108m3,污水回用0.2146×108m3,香加湾过流量0.2248×108m3以及景电二期工程输水量0.6×108m3,扣除水库蒸发量0.43×108m3以及生态需水量0.77×108m3,2010年红崖山灌区可供水量为3.8836×108m3,供需基本保持平衡。由此可以看出,输送水工程的建设可极大改善红崖山灌区的水资源缺乏现象,并能抑制地下水的超采。3水资源可供水量本文以现状年2000年为水平年,对流域内的西大山水灌区、六河中游山水灌区、六河中游井泉灌区、红崖山灌区和大靖河系统进行了水资源的供需平衡分析。其中,大靖河系统2010年可供水量为0.133×108m3,缺水量