水利工程論文-黃河山東灌區(qū)水量供需平衡分析.doc

水利工程論文-黃河山東灌區(qū)水量供需平衡分析摘要：黃河山東灌區(qū)從70年代開始出現(xiàn)枯水期水資源供需緊張的矛盾，特別是90年代有9年斷流，年均斷流達89天，給山東沿黃地區(qū)社會經(jīng)濟發(fā)展和基本生態(tài)環(huán)境帶來了嚴重危害。根據(jù)黃河天然來水規(guī)律和上中游用水發(fā)展趨勢，預測現(xiàn)狀和2010年水平灌區(qū)的可供水量將進一步減少，而需水量穩(wěn)定增加，供需矛盾將更加突出，一般干旱年份，冬季和春季明顯缺水，只有對水資源加強統(tǒng)一管理，并采取綜合的開源節(jié)流和水質保護措施，才能確保山東沿黃地區(qū)社會經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。關鍵詞：黃河山東灌區(qū)水量供需平衡山東省是北方嚴重缺水的省份之一，年人均水資源占有量僅為全國平均的六分之一。黃河是其最大的客水資源，目前全省每年引黃水量占全流域的四分之一，已有11個市(地)68個縣(市、區(qū))不同程度地引用了黃河水，引黃供水范圍內(nèi)的土地、耕地、人口分別占全省的51%、58%和48%，黃河水資源已成為沿黃地區(qū)國民經(jīng)濟和社會發(fā)展的命脈。1歷年供需情況1.1灌區(qū)及引黃概況山東省引黃灌區(qū)工程建設始于50年代后期，灌溉面積僅為16萬hm2，50年代至80年代以每十年翻一番的速度遞增，90年代受自然條件和來水量減少的影響，發(fā)展速度有所減慢，基本穩(wěn)定在170萬hm2，其中1993年達193萬hm2。隨著全省引黃灌溉面積的穩(wěn)步發(fā)展，引黃水量逐年遞增，50年代為16.2億m3；60年代為22.2億m3；70年代為48.2億m3；80年代為76.3億m3；90年代因黃河上游來水偏少，引黃量有所減少，年均引水量為72.8億m3。汛期(710月)引水量占全年的28%，冬季(11次年2月)占全年的14%，春季(36月)占全年的58%。引水量中的90%以上用于農(nóng)業(yè)灌溉。1.2來水及斷流山東黃河天然年均徑流量為570億m3。受中上游大中型水庫的調(diào)節(jié)及引黃影響，黃河來水發(fā)生了很大的變化。50、60年代為486億m3；70、80年代為367億m3；90年代僅為222億m3。汛期來水量占全年的57%。黃河下游自70年代以來，春季就因水資源供需矛盾而不斷發(fā)生斷流現(xiàn)象，19721999年的28年中，利津站有21年出現(xiàn)斷流，占總年份的75%，累計斷流79次，共1061天，21年中平均每年斷流51天，其中斷流天數(shù)最多的年份是1997年，為226天，占全年時間的62%，1981、19951997年甚至出現(xiàn)了全境斷流。90年代長時間的斷流致使因農(nóng)田減產(chǎn)造成的年均經(jīng)濟損失達10億元；工業(yè)年均經(jīng)濟損失超過15億元，其中1995年僅原油減產(chǎn)造成的損失超過30億元；河口三角洲地區(qū)的生態(tài)平衡受到嚴重威脅；沿黃城鄉(xiāng)居民生活用水發(fā)生嚴重困難，成為威脅社會穩(wěn)定的大問題。2現(xiàn)狀水平供需平衡分析2.1可供水量預測根據(jù)干流大型工程對徑流影響、引黃發(fā)展變化及黃河徑流變化規(guī)律分析，選擇19801995年小浪底站實測系列，扣除近十年水庫以上用水增加值后，按照小浪底水庫的調(diào)水調(diào)沙及防凌運用方式，進行調(diào)節(jié)計算，求出汛期和冬季的蓄水量作為春季的補水量。扣除河南的引水量后，推求出現(xiàn)狀水平高村站的年來水量，考慮洪水期、高含沙期、冰凌期無法引水的情況和維持入海流量不小于50m3/s，并扣除高村以下河道蒸發(fā)、滲漏，推求50%、75%、95%保證率下相應的可引水量分別為181億m3、122億m3和86億m3，可引水量約占來水量的62%。2.2需水量分析山東省工農(nóng)業(yè)發(fā)展對黃河水資源的需求變化，一方面與沿黃地區(qū)干旱程度、供水范圍有關，另一方面還必須符合全流域水資源配水方案。從現(xiàn)狀用水情況看，一般干旱年份在85億m3左右，嚴重干旱年份高達123億m3。在南水北調(diào)工程生效前，國務院分配山東省的黃河水量多年平均為70億m3。根據(jù)以上情況，將正常引黃水量70億m3作為方案I；將一般干旱年份的85億m3作為方案；考慮“九五”期間全省規(guī)劃新增用水量2530億m3，以及嚴重干旱年份高達100億m3以上，將100億m3作為方案，其年內(nèi)各時段的需水量詳見表1。表1現(xiàn)狀水平供需水量預測統(tǒng)計Theforecastingstatisticsofwatersupplyanddemandatpresentlevel項目保證率(%)全年710月112月36月可引50181.365.129.087.2水量75122.144.525.152.5(億m3)9586.031.818.835.4需水量方案70.08.818.742.5方案85.010.524.050.5(億m3)方案10012.129.758.22.3供需平衡分析現(xiàn)狀水平雖然黃河中上游用水量比以往明顯增加，進入我省的多年平均來水量比19801998年實測值明顯減少，但經(jīng)小浪底水庫調(diào)節(jié)后，春季來水接近現(xiàn)狀情況。保證率為50%的平水年份，三個用水方案汛期、春季均有較多余水可供開發(fā)利用，冬季除方案供需基本平衡外，也有較多余水。保證率為75%的枯水年份，冬季、春季來水明顯減少，其總量僅能滿足、兩方案用水需求，方案分別缺水4.6億m3、5.7億m3，可利用平原水庫在上年汛期多蓄，但開發(fā)利用難度大。保證率為95%的特枯年份，年內(nèi)各時段來水量大幅度減少，供需矛盾較大，按70億m3用水方案測算，冬季供需基本平衡，春季缺水7.1億m3，可利用平原水庫在上年汛期多蓄，但開發(fā)利用難度較大；85100億m3用水方案，冬季缺水5.210.9億m3，春季缺水15.122.8億m3，農(nóng)業(yè)灌溉缺水較多，但能滿足城市工業(yè)及生活用水和農(nóng)村人畜用水。32010年水平供需平衡分析3.1可供水量預測根據(jù)中上游當前實際用水量水平和2010年前可能興建的引水工程，原預測花園口2000年來水水平，將推延至2010年，因此，2010年水平來水量預測以1984年規(guī)劃的2000年來水水平為基礎，選用小浪底站19501974年來水設計系列，考慮小浪底水庫對徑流的調(diào)節(jié)影響，加上小浪底至花園口干流區(qū)間及支流經(jīng)當?shù)毓まr(nóng)業(yè)用水平衡后的入黃水量，扣除小浪底至高村河段工農(nóng)業(yè)及城市生活用水，求得高村站的設計來水系列，其保證率為50%、75%、95%的可供水量分別為150億m3、99.8%億m3、70.2億m3，較現(xiàn)狀水平平均偏少18%?？晒┧空紒硭康?1%，較現(xiàn)狀水平進一步降低，其年內(nèi)過程詳見表2。表22010年水平供需水量預測統(tǒng)計Theforecastingstatisticsofwatersupplyanddemandat2010level項目保證率(%)全年710月112月36月可引50150.059.023.767.3水量7599.839.514.545.8(億m3)9570.231.710.727.8需水量方案70.08.818.742.5方案85.010.524.050.5(億m3)方案10012.129.758.23.2需水量分析根據(jù)國務院規(guī)定，在南水北調(diào)工程生效前，由于整個黃河流域水資源供需矛盾十分突出，分配給山東省的年均引黃水量將維持在70億m3的水平。隨著灌區(qū)規(guī)模的控制和節(jié)水經(jīng)驗的推廣，山東省農(nóng)業(yè)生產(chǎn)節(jié)水量可以滿足城市工業(yè)和生活用水增加量，因此，2010年水平，全省需水量仍與現(xiàn)狀水平相同。3.3供需平衡分析2010年水平，黃河中上游各省區(qū)用水量均達到國家分配指標，我省黃河水資源供需矛盾更加突出：對于保證率為50%的平水年份，用水方案、年內(nèi)各時段有較多余水；方案冬季缺水6.0億m3，可以從汛期和春季調(diào)濟解決，能滿足用水需要。保證率為75%的枯水年份，方案冬季缺水4.2億m3，可以從汛期和春季調(diào)濟解決，基本能滿足用水需要；能滿足方案的總用水需求，汛期余水較多，冬季、春季分別缺水9.5億m3、4.7億m3，可多利用平原水庫在汛期多蓄，但開發(fā)利用難度較大，小部分農(nóng)業(yè)用水將得不到滿足；用水方案總需求超過可引水量，冬季、春季分別缺水15.2億m3、12.4億m3，由于缺水較多，部分農(nóng)業(yè)用水將得不到滿足。對于保證率為95%的特估年份，年內(nèi)各時段來水量大幅度減少，供需矛盾較大。僅能滿足方案的總用水需求，汛期余水較多，冬季、春季分別缺水8.0億m3、14.7億m3，可多利用平原水庫在汛期多蓄，但開發(fā)利用難度較大，部分農(nóng)業(yè)用水將得不到滿足；用水方案、總需求超過可引水量，冬季缺水13.319.0億m3、春季缺水22.730.5億m3，由于缺水較多，僅能優(yōu)先滿足城市工業(yè)及生活用水和農(nóng)村人畜用水，大部分農(nóng)業(yè)用水將得不到滿足。4對策建議隨著黃河流域內(nèi)國民經(jīng)濟和社會的發(fā)展，水資源利用供求矛盾將更加突出，進入黃河下游山東段的水量將進一步減少，有關單位和部門必須對水資源統(tǒng)一管理，采取綜合的開源節(jié)流和水質保護措施，才能確保山東沿黃社會經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。4.1實行水資源的統(tǒng)一管理和調(diào)度黃河干流上已建成的水利樞紐和大型灌區(qū)，在水量調(diào)度上分別歸屬不同省區(qū)和部門，追求目標各異，造成上、中、下游不能統(tǒng)籌兼顧，導致下游枯水季節(jié)用水緊張，增加了斷流機率。黃委會要總結1999年下游水資源統(tǒng)一調(diào)度的初步經(jīng)驗，編制不同來水情況下的水量調(diào)配方案，對全河水資源實行統(tǒng)一管理、統(tǒng)一調(diào)度，并優(yōu)先保證城鄉(xiāng)工業(yè)和生活用水，努力減少并爭取避免下游斷流。4.2加強調(diào)蓄工程建設和調(diào)度運用管理目前黃河一方面存在枯水期供需緊張的矛盾，另一方面存在每年有部分水量集中流入大海的現(xiàn)象。國家應在上中游加快建設多年調(diào)節(jié)的大型蓄水工程，山東省也合理規(guī)劃和建設一批沿黃平原水庫，做到冬蓄春用，豐蓄枯用。同時，開展小浪底水庫水量調(diào)度優(yōu)化方案的研究，優(yōu)化水庫運用方式，改善下游用水條件。4.3加強水污染防治目前，黃河進入山東的水源符合國家三級水質標準，但近幾年流域內(nèi)多次發(fā)生較大范圍的污染事故，既影響了兩岸引黃供水的正常進行，又造成水資源的浪費。隨著今后城市及工業(yè)引黃用水的增加，對水質的要求越來越高。黃委會應該對黃河水質進行全面的監(jiān)測和管理，杜絕各類污水排入黃河，避免再走“先污染后治理”的老路。4.4節(jié)約用水沿黃各灌區(qū)應從緩解水資源供需矛盾和提高引黃用水效益出發(fā)，采取經(jīng)濟、法律、行政、科技的各種措施在引黃灌區(qū)全面推行節(jié)約用水。提高水價，用價格杠桿來促進節(jié)約用水。同時，加大節(jié)水工