大樟溪流域可调水量分析

史世平 冯宇鹏

大樟溪流域可调水量分析

史世平 冯宇鹏

通过分析大樟溪流域水资源承载能力，在满足本流域水平年生活、生产和生态用水条件下，以水资源可利用量和河道内生态需水量为指标，分析向流域外的可调水量。

大樟溪流域水资源可利用量河流生态需水量可调水量

大樟溪是闽江下游右岸最大支流，流域位于东经118°06′～119°04′，北纬25°27′～26°05′，发源于福建省德化县戴云山脉，德化县南埕以上称为浐溪，南埕以下始称大樟溪。

大樟溪自西南向东北流经德化县、永泰县和闽侯县，于闽侯县的江口村注入闽江。流域范围涉及泉州市（德化县）、三明市（尤溪县）、莆田市（莆田市、仙游县）和福州市（永泰县、福清市和闽侯县）共4个市7个县。流域面积4 843 km2。

根据福州市的相关规划，拟从大樟溪流域引水的区域包括福州大学城、平潭综合实验区、仓山组团、青口工业区、琅岐经济区等地区。根据大樟溪流域的特点，影响大樟溪流域可调水量的因素主要包括流域水资源量、水资源可利用量、人类社会和经济活动的耗水量、河流生态需水量和拟建水库规模等。本文拟就上述影响可调水量的主要因素进行分析。

1 地表水资源量及可利用量

1.1 地表水资源量

地表水资源量是由降雨形成的河流、湖泊、山川等地表水体中可以逐年更新的动态水量，用多年平均河川径流量表示。

根据降雨条件和下垫面产流条件相似区的降雨径流关系推求各分区的水资源量，并按水量平衡原理进行平衡协调。1956—2008年系列，大樟溪流域地表水资源量为46.30亿m3，折合年径流深956.0 mm。

1.2 水资源可利用量

地表水资源可利用量是指在可预见的时期内，统筹考虑生活、生产和生态环境用水，协调河道内与河道外用水的基础上，通过经济合理、技术可行的措施，可供河道外一次性利用的最大水量。

根据大樟溪流域水资源的特点，采用扣除非汛期河道内最小生态环境及生产需水，以及汛期难以控制利用的洪水量的方法估算流域地表水资源可利用量。按以上原则和方法计算得出大樟溪流域的水资源可利用率为28.5%，水资源可利用量为13.20亿m3。

2 需水量预测

2.1 流域内需水量预测

需水量分为生活需水量、工业需水量、农业需水量和生态环境需水量。其中生活需水量包括城镇生活需水量（含城市公共需水量）、农村居民生活需水量；工业需水只包括一般工业需水量；农业需水量包括农田灌溉和林牧渔需水量；生态环境需水量为维持生态功能和生态环境建设所需的用水，包括河道内环境需水量和河道外环境需水量。

2.1.1 河道外需水量预测

根据大樟溪流域水资源条件和经济社会发展水平，按照节水模式，进行需水量预测。预测方法以定额法为主，辅以趋势法等其他方法。

根据预测，大樟溪流域2030年总人口达到129.02万人，城市化率将达到65.98%，城镇人口达到85.13万人；2030年工业增加值将达到639.08亿元；2030水平年耕地面积维持2008年现状，农田设计灌溉面积有所增加，则2030年耕地面积3.30万hm2（49.43万亩），设计灌溉面积为2.70万hm2（40.54万亩）。2030年流域内生活需水量1.03亿m3、工业需水量3.08亿m3、农业需水量4.27亿m3，需水量合计8.38亿m3。

2.1.2 河道内需水量预测

大樟溪流域水力资源开发以中小型水电站为主，其发电需水量可以与其他需水量结合，可不设专用发电水量，其他河道内用水（如河谷林等）也无特殊要求，故河道内需水量预测的重点为河道内生态环境需水。

根据目前对于河道内生态环境需水量的研究现状，在水工程规划和设计的应用中，将生态环境需水量分解为生态基流、河流生态需水量2个指标进行研究。

2.1.2.1 生态基流

生态基流是指为维持河床基本形态，防止河道断流，避免河流水体生物群落遭受到无法恢复破坏的河道内最小流量。

根据水利部水利水电规划设计总院水总环移[2010]248号“关于印发《水工程规划设计生态指标体系与应用指导意见》的通知”，生态基流指标表达方法有Tennant法、90%保证率法、近10年最枯月流量法、湿周法、7Q10法等。

根据大樟溪流域的实际情况，生态基流采用“Tennant法”（采用多年平均流量的10%）和“90%最小月平均流量法”进行计算，计算成果见表1。2种方法计算成果差别不大，采用“90%最小月平均流量法”计算成果。

2.1.2.2 河流生态需水量

表1 生态基流计算成果表m3/s

河流生态需水量需考虑：维持河道基本生态功能的最小需水量（包括防止河道断流、维持河流自净能力、河道冲沙输沙以及维持河湖水生生物基本生存的水量）；维持连通河湖泊湿地生态功能的最小需水量（包括湖泊、沼泽地以及必要的地下水补给等需水量）；维系河口生态环境的最小需水量（包括冲淤补港、防潮压咸及河口生物保护需水量等）；维持河道重要景观的最小水量。以上各类需水量是重叠的，即一水多用。在上述各项需水量计算基础上，逐月取外包值后再相加即为多年平均情况下的河道内生态环境需水量。

根据以上生态目标，参考Tennant法确定大樟溪河道生态需水量指标，汛期平均流量不应低于年平均流量80%，非汛期平均流量不应低于年平均流量的30%，见表2。

2.2 流域外需水量预测

流域外需水量包括福州大学城、平潭综合实验区、仓山组团、青口工业区和琅岐经济区需水量，根据相关规划成果分析采用。2030年流域外福州大学城需水量0.84亿m3、平潭综合实验区需水量1.89亿m3、仓山组团需水量1.53亿m3、青口工业区需水量0.54亿m3、琅岐经济区需水量2.84亿m3，需水量合计7.64亿m3。

表2 大樟溪流域河道内生态需水量（年平均流量百分数）%

3 水资源供需分析

大樟溪流域水资源供需分析的目的，是分析在满足本流域水平年生活、生产和生态用水条件下，对福州市（福州大学城、平潭综合实验区、仓山组团、青口工业区和琅岐经济区）发展需水的承载能力，协调经济发展用水与生态环境保护的关系。

根据2030年需水预测成果，考虑水平年供水工程情况，以水资源分区为调节计算主体，按照自上游到下游，先支流后干流的顺序，依次逐段进行水量平衡计算。

大樟溪流域地表水资源量为46.30亿m3，水资源可利用量为13.20亿m3。2030年流域内耗水量4.60亿m3，上游龙门滩引水工程引水量为3.50亿m3，则2030年最大可调水量为5.10亿m3。

4 可调水量分析

大樟溪流域可调水量除与水资源量、流域内工农业需水、河流生态需水量有关外，还与调蓄工程规模有关。因为各调入区的用水都属于城市和工业用水，保证率为95%，因此，必须在大樟溪修建水库，才可以实现保证供水。考虑到水库淹没损失，调节水库库容不宜太大。

4.1 计算方案

根据福州市相关规划，拟从大樟溪引水的地区包括福州大学城、平潭综合实验区、仓山组团、青口工业区和琅岐经济区。由于大樟溪水资源承载能力有限，按供水优先次序制定调水方案，见表3。

4.2 计算结果

根据2030水平年流域外各方案需水量，在满足大樟溪本流域供水的前提下，在大樟溪干流选择合适位置新建水库，加大流域的调蓄能力，流域外各方案需水都能基本满足。在满足流域外供水任务后，大樟溪流域下泄水量、调蓄水库规模情况见表4。

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