第二讲：海河流域水量平衡分析方法

主讲人：何 杉

（水利部海河水利委员会，300170 天津）

1 2005年水资源情势

海河流域2005年降水量487 mm，按1956—2000年系列评价，属于频率为64%的偏枯水年；天然径流量122亿m3，属于频率为80%的偏枯水年。流域内各二级区来水情况有所不同，总体上是北枯南丰；从径流频率看，滦河及冀东沿海、海河北系、海河南系为偏枯水年，其中海河北系和南系接近特枯水年，只有徒骇马颊河为偏丰水年。具体情况，见表1。

表1 海河流域2005年来水情况

2 分区水量关系概化

2.1 分区调整

为反映跨省河流上下游出入境水量的对应关系，需要在现有35个省套三级区基础上进行调整，细分了部分分区，合并了个别出入境水量过于复杂的分区。分区调整如下：

（1）将河北滦河山区分解为河北滦河山区上和河北滦河山区下。河北滦河山区上的水量进入内蒙古滦河山区，再进入河北滦河山区下。

（2）将河北北三河山区分解为河北潮白河山区和河北蓟运河山区。河北潮白河水量进入北京北三河山区（潮白河），河北蓟运河山区（州河）水量进入天津蓟运河山区（州河）和北四河下游平原，忽略进入北京蓟运河山区水量（泃河）。

（3）北京册三山区包含官厅水库上游妫水河和下游官厅山峡两部分，规定妫水河不入官厅水库，与官厅山峡直接联接为一个分区，官厅水库入库水量只为河北册三山区出境水量，不含妫水河汇入量。

（4）将北四河下游平原北京、河北、天津合并，组成一个分区。该区内跨省河流众多，泃河经天津、北京、河北、天津；潮白河（密云水库以下）经北京、天津；北运河经北京、河北、天津；永定河（三家店以下）经北京、河北、天津，省际间水量交换过于复杂，因此简化处理。

（5）将河北大清河山区分为河北拒马河山区和河北大清河山区Ⅰ，北京大清河山区分为北京拒马河山区和北京大清河山区Ⅰ（大石河）。河北拒马河山区水量进入北京拒马河山区，再进入河北淀西平原（南、北拒马河）；北京大清河山区Ⅰ水量进入北京淀西平原。

（6）将河北子牙河山区分为河北滹沱河山区和河北滏阳河山区。山西子牙河山区水量（滹沱河、甘陶河）只进入河北滹沱河山区，忽略进入河北滏阳河山区的水量。

（7）将山西漳卫河山区分为山西漳河山区和山西卫河山区。山西漳河山区水量（浊漳河、清漳河）进入河北漳卫河山区，忽略进入河南漳卫河山区水量。山西卫河山区水量进入河南漳卫河山区。

（8）由于卫运河、漳卫新河是河北、山东两省的省界河流，在分析中将其视为一个分区，规定河南漳卫河平原出境水量进入卫运河，忽略河北、山东两省排入的水量（主要是小城镇的污水）。

2.2 各分区出境控制节点设定

在水量平衡分析中，以各控制节点的2005年实测水量作为控制（率定），见表1-4。

（1）河北滦冀沿海为滦河及冀东沿海入海水量。

（2）山西册上山区为册田水库出库水量。

（3）河北册三山区为官厅水库出库水量。

（4）北四河下游平原为海河北系入海水量。

（5）北京拒马河山区为张坊站。

（6）北京淀西平原为白沟河东茨村站。

（7）河北淀西平原为白洋淀枣林庄闸、新盖房分洪道和灌溉闸之和。

（8）河北淀东平原为独流减河进洪闸。

（9）山西子牙河山区为滹沱河南庄、温河地都、松溪河泉口站之和。

（10）河北子牙河平原为献县枢纽及子牙新河入海水量（海河南系）。

（11）天津淀东平原为入海水量（海河南系）。

（12）山西漳河山区为浊漳河侯壁和清漳河刘家庄站之和。

（13）河北漳卫河山区为岳城水库出库水量。

（14）河北黑龙港运东平原为入海水量（海河南系）。

（15）河南漳卫河平原为卫运河元村站。下游卫运河、漳卫新河水量单独分析。

（16）漳卫新河为入海水量（海河南系）。

（17）山东徒马河平原为徒骇马颊河系入海水量。

2.3 跨分区人工调水线路设定

（1）河北滦河山区下引滦入津水量调出，进入海河南系天津淀东平原。

（2）河北拒马河山区调出水量进入河北大清河山区Ⅰ，北京拒马河山区水量调出北京大清河山区Ⅰ。

（3）河北漳卫河山区水量调出，经大、小跃峰渠进入河北滏阳河山区；经大、小跃峰渠、引岳入邯进入河北子牙河平原；经红旗、跃进渠进入河南漳卫河山区，经引岳入安进入河南漳卫河平原。岳城水库供水除向河北漳卫河平原外，均作为人工调水处理。

（4）卫运河、漳卫新河调出水量进入河北黑龙港运东和山东徒马河平原（沿河引水灌溉）。

（5）黄河水分别调入山东徒马河平原、河南徒马河平原、河北黑龙港运东平原、河南漳卫河平原、河北子牙河平原，实施引黄济津应急供水时可进入天津淀东平原。

在人工调水量分析中，要注意2005年开展的引黄济津、引岳济衡、引岳济沧、晋冀向北京集中输水等活动。

海河流域分区水量关系，如图1所示。

3 水量平衡方程简介

分区水量平衡方程如下式：

地表、地下总出境（入海）水量=当地产水量+总入境水量-用水消耗量-非用水消耗量-蓄变量

其中：当地产水量为当年分区自产水资源总量，全部由当地降水形成；总入境水量为除自产水资源总量以外的全部入境水量，包括上游入境水量、地下水入境量 （深层承压水开采量和浅层地下水蓄变量）、引黄水量和本流域配置分区之间的调水量；用水消耗量为当年城乡实际用水消耗量，包括经处理和未经处理的污水利用消耗量，以及污水排放的蒸发损失量，根据耗水率和用水量计算；非用水消耗量为包括河湖库蒸发量和浅层地下水潜水蒸发量，需要在平衡方程通过率定分析得出；蓄变量仅指湖泊、水库蓄变量。平原和盆地浅层地下水蓄变量已列入地下水垂直入境水量，不再计入蓄变量。

表2 海河流域各控制节点2005年实测水量 亿m3

在与控制节点实测水量对照时，山前各控制节点的总出境水量要扣除山前侧向流出量 （从地下直接补给平原地下水）。

分区水量平衡关系，如图2所示。

4 平衡方程各项指标确定

4.1 自产水量

海河流域2005年水资源总量为267.47亿m3。其中，滦河及冀东沿海46.63亿m3，海河北系56.58亿m3，海河南系124.60亿m3，徒骇马颊河39.66亿m3。

4.2 入境水量

下游分区入境水量为上游各分区的出境水量之和，包括地表水和地下水入境水量。地表水入境水量为上游分区的出境水量。地下水入境水量中，海河平原2005年浅层地下水蓄变量36.35亿m3，深层承压水开采量36.90亿m3。黄河水调入量37.27亿m3。

流域内2005年各分区间调水情况有：河北滦河山区下经引滦入津调出水量4.31亿m3进入海河南系天津淀东平原，河北拒马河山区经五一渠、官道岭渠调出水量1亿m3进入河北大清河山区Ⅰ，北京拒马河山区0.1亿m3水量经胜天渠调出进入北京大清河山区Ⅰ。

漳卫南运河水系是流域水量调出较多的水系。河北漳卫河山区水量9.44亿m3调出，其中1亿m3经大跃峰、小跃峰渠引入河北滏阳河山区，2.37亿m3经大跃峰、小跃峰渠进入河北子牙河平原，2.20亿m3经红旗渠、跃进渠进入河南漳卫河山区，引岳入安0.11亿m3供安阳进入河南漳卫河平原，引岳入邯0.91亿m3进入河北子牙河平原，引岳济沧下泄卫运河进入河南漳卫河平原1.90亿m3，引岳济衡（水湖）进入河北黑龙港运东平原0.95亿m3；卫运河、漳卫新河调出水量6.12亿m3，进入河北黑龙港运东2.28亿m3和山东徒马河平原1.94亿m3，引岳济港调出1.90亿m3。具体情况，见表3。

调入流域内其他分区水量较多的分区有：河北子牙河平原经大小跃峰渠调入2.37亿m3，从引岳入邯调入0.91亿m3，合计3.28亿m3。河南漳卫河平原从引岳入安调入0.11亿m3，从岳城水库调入1.90亿m3（经卫运河、南运河供南大港），合计2.01亿m3。河北黑龙港运东平原从卫运河、漳卫新河调入2.28亿m3，引岳济港调入1.90亿m3，引岳济衡调入0.95 亿 m3，合计 5.13 亿 m3。

4.3 用水消耗量

海河流域2005年城乡总用水量383.24亿m3，其中城市用水量（生活、工业、河湖）92.76亿m3、农村用水量（生活、灌溉、林牧渔）290.48亿m3。

流域用水总消耗量317亿m3，综合耗水率为83%。其中，城市用水消耗量70亿m3，耗水率75%，城市消耗水量中包括了污水利用消耗量 （此部分多数未统计在用水量中）和污水在汇入河道之前蒸发损失，比净耗水率要高；农村用水消耗量247亿m3，耗水率85%。总体上，平原城乡耗水率要高于山区。

表3 漳卫南运河水系2005年调出水量和控制断面实测水量 亿m3

表4 海河流域2005年水量平衡分析结果亿m3

4.4 非用水消耗量

海河流域2005年非用水消耗量27.15亿m3，占消耗和入海总水量的7%。其中，河湖蒸发损失量为12.69亿m3，主要是白洋淀、衡水湖、大浪淀、南大港等湿地以及卫运河、漳卫新河等有水河道的蒸发量；地下水潜水蒸发量14.46亿m3，主要集中在引黄灌溉且浅层地下水位较浅的山东徒骇马颊河平原地区，其他地区因地下水埋深较大，潜水蒸发量基本没有。

4.5 河湖库蓄变量

海河流域2005年水库蓄变量为9.20亿m3，比上一年有所增加。主要是受台风“麦莎”影响，滦河山区汛期出现暴雨，潘家口水库入库水量较多，蓄变量有较大增加。海河南系因岳城等水库多次向平原地区生态调水，蓄变量减少。

4.6 出境/入海水量

海河流域2005年总入海水量24.86亿m3，在水量平衡分析中作为控制。其中，滦河及冀东沿海1.93亿 m3，海河北系 2.17亿 m3，海河南系 10.92亿 m3，徒骇马颊河9.84亿m3。漳卫新河为河北、山东两省界河，入海水量5.42亿m3各取一半计入海河南系（河北）和徒骇马颊河（山东）。

5 综合分析

海河流域2005年的水量平衡分析，反映了在偏枯水年份流域内各种来水量、消耗量和入海水量之间的关系，见表4。可得出以下分析结论。

（1）在来水量378亿m3中，自产水量即水资源总量267.47亿m3、占71%，其他29%依靠引黄水和超采地下水获得。地下水当年亏损量（即地下水入境水量）达73.25亿m3，占总来水量的19%，其中浅层地下水亏损量（蓄变量）36.35亿m3、深层承压水开采量 36.90亿 m3。

（2）在消耗和入海水量378亿m3中，用水消耗量317亿m3，占了84%，远远超过了40%公认的合理水平，非用水消耗量和入海水量均仅占7%，说明海河流域经济社会发展用水已严重挤占了生态用水。

（3）水量平衡分析表明，必须通过水资源规划调整经济社会与生态的用水比例，保证有一定比例的水量用于生态，才能使流域生态得到改善和修复，实现水资源的可持续利用。