基于空间—合作平衡原理的双平衡二次水量分配方法研究

洪倩（安徽省水利水电勘测设计院　合肥　230088）

基于空间—合作平衡原理的双平衡二次水量分配方法研究

洪倩
（安徽省水利水电勘测设计院合肥230088）

流域和区域水量分配既是水资源优化配置的技术问题，也是实行最严格水资源管理制度的基础。本文以安徽省中西部淠史杭流域为研究区域，采用基于空间—合作平衡原理的双平衡二次水量分配方法，在流域初始用户一次水量分配的基础上，通过合作与协商模式，进行二次水量分配，在流域水量向供水高效益区域输送的同时，兼顾流域内原有用水户的权益，从而达到空间—合作双平衡，实现水资源优化配置。

水量分配双平衡分配权重水资源配置

1　引言

水量分配是以流域为分配单元，针对某一流域的实际情况，以保证一定程度河道内生态用水为前提，在确定流域可利用水资源总量或可分配水资源总量的基础上，对流域有限的水资源进行科学分配，确定流域内各行政区域、区域内各行业的用水总量控制额度。流域水量分配也是区域水量分配的前提，在流域水量分配指标完成后，向行政区域进行逐级分配。

欧美一些国家开展江河流域及区域水量分配，从技术、经济、法律上进行全面论证，提出的水量分配多以法律文本的形式，成为流域水资源利用和调控的依据。我国从20世纪80年代后期，着手开展少数江河水量分配，近年来，随着实行最严格水资源管理制度的持续推进，一些科研、设计单位和学者对江河流域水量分配开展了大量研究，目前水量分配的主要方法有产水比例法、定额预测法、水资源优化配置法和模糊综合评价法等。但针对水资源丰枯变化明显，用水结构复杂及具有跨流域供水条件的流域、区域水量分配方法目前尚未形成系统的研究方法。

2　双平衡二次水量分配方法

双平衡二次水量分配方法首先基于空间平衡原理，借鉴美国的滨岸权（RiparianOwnership）、优先占用权（Prior AppropriationDoctrine）等水资源分配制度，确定流域初始水权分配用户。根据现状用户对水资源的占有和利用情况，综合未来一段时间经济社会发展需求及工程供水条件，经水资源供需平衡计算，确定流域一次分配水量（IWR）及用户用水分配权重（αi）。

在一次水量分配的基础上，基于合作平衡原理，综合考虑跨流域供水的需要与可能，采用由供水工程管理调度主体、流域初始水权用户和拟新增用户三方合作与协商的模式，确定资源共享的程度（合作平衡度）和补偿方式，对流域水资源进行二次分配。

3　应用实例

3.1研究区概况

淠史杭流域位于安徽省中西部地区，居江淮之间，涉及淠河、史河和杭埠河三大流域，国土总面积19369km2。新中国成立以后，依托流域上游佛子岭、磨子潭、响洪甸、梅山、龙河口5座大型水库，建设了全国三个特大型灌区之一的淠史杭灌区，设计灌溉面积1100万亩，粮食产量占全省四分之一，水稻产量占全省三分之一，奠定了安徽粮食主产省的重要地位。灌区供水范围含省会合肥及六安、淮南等合肥经济圈重要城市，供水人口逾1000万，经济总量占全省的四分之一。

经过多年建设，淠史杭灌区形成以上游大型水库群为龙头、面上反调节水库予以补充的“长藤结瓜”式供水系统，不仅为下游灌区农业生产提供灌溉水源，也为省会合肥等重要城市提供优质饮用水水源。由于特殊的地理位置和气候条件，淠河、史河、杭埠河流域水资源时空分布不均，干旱年份因流域来水量不足，流域及灌区内用水户之间争水矛盾突出，城市用水挤占农业用水，农业用水挤占河流生态用水，制约流域、区域经济社会发展，危及河流健康。此外，由于合肥经济圈的快速发展，流域周边城市用水持续增加，迫切需要在确定淠史杭流域及灌区用水户初始水权的基础上，结合相关用水户利益诉求，对水资源实行二次分配。

3.2基于空间平衡原理的初次水量分配

研究区域淠史杭流域1956~2010年多年平均地表水资源量109.8亿m3，径流时空分布变化甚大。时间分布上，年内分配不均，径流主要集中在汛期5~8月，占全年的约60% ～70%；年际变化大，最大年径流量与最小年径流量之比约为5.6。空间分布上，水资源总体由西向南、东、北方向递减，呈现上游多、下游少的分布特点。通过流域和灌区历史及现状用水量调查，确定灌区初次水量分配的用户包括六安、合肥两市共12个县（区），现有用水户用水量总体呈现下游多、上游少的分布特征，与水资源分布呈反向递增关系。

以淠史杭流域为供水水源，以保障经济社会发展合理需水为目标，结合工程供水条件，对初次水量分配用户进行水资源供需分析，确定初次分配水量。从初次水量分配成果可知，由于流域水资源空间分布特点，处于流域上游的六安市占用的资源量相对丰沛，其分配水量的权重明显大于位于流域下游的合肥市，初次水量分配成果见表1。

表1　采用双平衡二次分配法的安徽省淠史杭流域及灌区水量分配成果表（单位：亿m3）

3.3基于空间—合作平衡原理的双平衡二次水量分配

在初始用水户六安、合肥两市共12个县（区）的基础上，基于空间—合作双平衡理论，通过供水工程管理调度主体、流域初始水权用户和拟新增用户三方进行协商，增加向流域外的淮南市山南新区供水，同时根据灌区近年用水结构变化，新增合肥市区供水水源及调增向合肥市区的城市供水量。

经过合作平衡后的二次水量分配方案，在一般年份（50%保证率）新增山南新区供水量0.8亿m3，干旱年份（80%保证率）新增山南新区供水量0.4亿m3。针对省会合肥市区持续增长的城市用水需求，在原淠河供水的单一水源基础上，新增杭埠河水源向合肥市供水，同时调增淠河向合肥市区供水量，一般年份（50%保证率）新增淠河、杭埠河供水量共1.73亿m3，干旱年份（85%保证率）新增淠河、杭埠河供水量1.58亿m3。从二次水量分配权重的变化，可以看出，处于流域下游的行政区由于增加了向城市供水，其水量分配权重均有所增加，使得流域水量向供水效益高的区域进行了输送，但是流域总体上仍然维持上游水量分配权重较大、下游水量分配权重相对较小的分配格局不变，从而达到空间—合作的双平衡。

正常来水年份和中等干旱年份，安徽省淠史杭流域及灌区水量分配成果见表1。

4　结语

流域和区域水量分配，是按照《中华人民共和国水法》的要求，确定流域区域生活、生产可消耗的水量份额或者取用水水量份额，水量分配既是水资源优化配置的技术问题，也是实行最严格水资源管理制度亟待解决的问题。采用基于空间—合作双平衡理论的二次水量分配方法，对流域水资源进行合理分配，可有效地协调流域用水矛盾，保障城市供水安全、粮食生产安全，也可有效缓解经济社会发展对河道内生态用水的挤占，为流域区域水资源优化配置、高效利用和严格管理提供科学方法，也可为依托跨流域调水工程供水的区域拟定水量分配方案提供技术支撑。

采用基于空间—合作双平衡理论进行流域区域水量分配，需要同步建设水量分配和调度的协调机制以及相应的生态补偿机制，协商解决供水工程调度、行政区间及部门间的用水矛盾、年度水量分配及调度方案编制；建立生态补偿标准体系，以及确定生态补偿的资金来源、补偿渠道、补偿方式和保障体系等，以期取得流域上下游合作共赢的局面■