加榜梯田湿地公园复合生态系统需水预测初探

Faith Chan

(1.贵州省水利水电勘测设计研究院，贵州 贵阳 550001；2.贵州省水利投资(集团)有限责任公司，贵州 贵阳 550001；3.诺丁汉大学，英国 诺丁汉 NG1 4BU)

1 工程概况

加榜梯田位于贵州省黔东南苗族侗族自治州从江县西部月亮山腹地的加榜乡东北面，距县城80km。根据《贵州加榜梯田国家湿地公园总体规划》(2016—2025)，加榜梯田湿地公园属于新兴旅游地，近年发展势头迅猛，年游客容量为57.4万人次。根据当地统计局资料显示:2017年接待游客约10.2万人次。根据需水预测成果，湿地公园存在约12.2万m3/a的需水缺口，因此需修建下尧水库工程以满足加榜梯田国家湿地公园对水资源的需求。

加榜河属于珠江流域都柳江水系，是宰便河的一级支流、孖温河的二级支流、都柳江的三级支流。加榜河发源于加榜乡双摘坡附近，河源高程1347m，河流自西南流至东北，流经污灰、尧贵、下尧、那江、加榜后，在引胆北折后于宰便村下游处汇入宰便河。下尧水库坝址集水面积31.2km2，主河道河长14.99km，主河道平均坡降18.65‰。

下尧水库工程主要承担乡镇供水、灌溉、农村生活供水及湿地公园供水。工程建成后，在下放环境水量的前提下，总供水量为1813万m3，其中：P=95%乡镇供水17.4万m3，P=80%灌溉供水1757万m3，P=95%农村人畜供水26.3万m3，P=95%湿地公园供水12.2万m3。下图为加榜河流域水系情况。

流域水系图

2 现状供水情况

下尧水库工程主要承担乡镇供水、灌溉、农村生活供水及湿地公园供水。选取2017年作为基准年，近期水平年取5～10a，远期水平年取15～20a，选取2030年为设计水平年。根据供水对象的特点，结合当地水资源条件，供水保证率取P=95%。

加榜乡总面积211.33km2，总人口10918人，其中:集镇人口1863人，农村人口9055人。根据《从江县县城总体规划》(2009—2030年)和《从江县加榜乡总体规划》(2011—2030)，到2030年，预测加榜乡集镇人口为0.3万人。

根据从江县水利局提供的资料，加榜乡现有供水水源为那哥沟，设计供水量为6.1万m3/a，2016年实际供水量4.75万m3，毛用水定额为70L/d·人。

3 需水预测

3.1 集镇需水预测计算

3.1.1 集镇需水预测计算

根据《村镇供水工程设计规范》(SL687—2014)，集镇居民生活综合用水定额取100L/d·人。根据前面对2030年供水范围内的人口预测，加榜乡集镇人口为0.3万人，需水量为11.0万m3/a。

根据加榜乡规模及实际情况，集镇公共用水取集镇居民生活综合用水的15%。经计算，集镇公共用水量为1.7万m3/a。

根据《从江县加榜乡总体规划》(2011—2030)，到2030年，集镇道路广场面积4.7万m2，绿地面积3.28万m2；根据《贵州省行业用水定额》(DB 52/T 725—2011)，绿地用水定额取1.3L/(d·m2)，按半年计算，绿地用水量为1.9万m3/a。

未预见用水量取以上3项总和的20%，经计算未预见水量为2.9万m3/a。

经计算，设计水平年集镇总需水量为17.5万m3/a，设计水平年集镇需水量成果详见表1。

表1 乡镇需水预测成果

3.1.2 集镇需水预测成果合理性分析

根据《村镇供水工程设计规范》(SL687—2014) 4.1.2，贵州属于四区，最高日居民用水定额可取130L/d·人，考虑日变化系数1.3后，集镇居民生活综合用水定额取100L/d·人基本合理。

根据《村镇供水工程设计规范》(SL687—2014) 4.16，经济条件较好的乡镇绿地用水定额取1.0～2.0L/(d·m2)；根据《贵州省行业用水定额》(DB 52/T 725—2011)中表4，绿地用水定额取1.3L/(d·m2)；同时结合受水区实际情况，绿地用水定额取1.3L/(d·m2)基本合理。综上所述，需水预测基本合理。

3.1.3 集镇需水、节水及再生水回用

集镇供水节水措施主要考虑以下2个方面：供水管网的改造和节水器具的普及。

根据《从江县国民经济和社会发展第十三个五年规划纲要》及《从江县加榜乡总体规划》(2011—2030)提出的要求，结合供水区发展趋势计算得出2030年污水排放量为8.8万m3，考虑到再生水回用主要用于浇洒道路和绿地，由此2030年再生水可利用量为1.8万m3[1]。

3.1.4 集镇需水供需平衡分析

考虑到加榜乡现状水源为那河沟(引提水)，供水保证率较低，一旦遇到干旱年份基本无水可供，因此，供需平衡分析中不考虑现状水源的供水量。

在采取了节水措施的前提下，对规划水平年的水资源供需平衡进行分析，结果见表2。

由表2可见，在考虑再生水利用的前提下，2030年水厂出水口断面需水15.7万m3，考虑水厂5%处理自用水和干管5%的输水损失后，乡镇2030年毛需水量17.4万m3。

表2 乡镇供水供需平衡成果

3.2 湿地公园需水规模计算

3.2.1 湿地公园供水范围

下尧水库湿地公园供水范围为加榜梯田国家湿地公园，选取2017年作为基准年，近期水平年取5～10a，远期水平年取15～20a，选取2030年为设计水平年。根据供水对象的特点，结合当地水资源条件，供水保证率取P=95%。

3.2.2 湿地公园供水现状

根据《贵州加榜梯田国家湿地公园总体规划》(2016—2025)，加榜梯田国家湿地公园范围涉及党扭、加页、加车、摆别、摆党和平妹行政村，公园东起坡岩，南至污利，北抵污俄，西至污晚，规划总面积为2916.3hm2。根据江县水利局提供的资料，加榜梯田国家湿地公园现状水源主要为当地泉水，供水量为0.45万m3，游客综合用水定额为150L/人[3]。

3.2.3 湿地公园发展预测

根据资料显示，加榜梯田国家湿地公园2017年接待的游客约10.2万人次。公园属于新兴旅游地，近年发展势头迅猛，估计近期(2018—2020年)游客增长率为50%，中远期(2021—2030年)具有不确定性，暂不做预测。根据加榜梯田湿地公园年游客容量57.4万人次，以及预测的2020年游客人数34.4万人次，综合预测到2030年年游客数量为55.0万人次，见表3。

表3 加榜梯田国家湿地公园游客预测

3.2.4 湿地公园需水预测

需水预测同时还需考虑当地满足游客住宿的能力，至规划水平年预计当地建成100家农家旅店，接待留宿游客1270人/d，接待观光和自助观光游客人数分别为410人/d和153人/d。

根据《给水排水设计手册》(第2册)，接待留宿游客综合生活用水量按人均留宿1d，人均就餐、购物及其他娱乐消费2次计，最高日用水定额合计取400L/d·人，接待观光游客综合生活用水量按人均就餐、购物及其他娱乐消费2次计，最高日用水定额合计取100L/d·人，自助观光游客综合生活用水量按人均就餐、购物及其他娱乐消费1次计，根据公共建筑生活用水定额取50L/d·人。日变化系数取1.4，游玩时间按300d计，见表4。根据表4可知：规划水平年2030年，加榜梯田国家湿地公园最高日需水量为0.056万m3/d，考虑1.4的日变化系数，年均用水量为11.93万m3/a。

表4 加榜梯田国家湿地公园游客用水预测

注日变化系数为1.4，开放旅游时间按300d计。

3.2.5 湿地公园需水预测合理性分析

高校教师在实践教学中应适时对学生予以专业指导和心理疏导，鼓励学生大胆尝试、勇于创新、积极创业。只有借助大量的基础训练，学生才能养成娴熟的操作技术；只有在反复操作中精益求精，学生才能养成精雕细琢、严谨极致的工匠精神。比如，学生要通过称量、配制溶液等基本实验操作形成化学实验技能，通过自主设计，积累掌握产品工艺设计技能，而不能仅靠生搬硬套教师给定的设计方案。教师要善于根据人才培养的需要设计系列实践教学活动，使学生通过大量实践活动逐步掌握全部技能，从而养成实践能力和创新能力，尽快适应经济社会发展的需要。

加榜梯田国家湿地公园需水预测人数(55万人次)是根据《贵州加榜梯田国家湿地公园总体规划》(2016—2025)中游客容量(57.4万人次)及游客预测成果(2020年达到34.4万人次)进行综合取值，是基本合适的。

根据《给水排水设计手册》(第2册)，接待留宿游客综合生活用水量按人均留宿1d，人均就餐、购物及其他娱乐消费2次计，最高日用水定额合计取400L/(d·人)；接待观光游客综合生活用水量按人均就餐、购物及其他娱乐消费2次计，最高日用水定额合计取100L/(d·人)；自助观光游客综合生活用水量按人均就餐、购物及其他娱乐消费1次计，根据公共建筑生活用水定额取50L/(d·人)。日变化系数取1.4，游玩时间按300d计。用水定额根据《给水排水设计手册》(第2册)取值也是合适的。综上所述，加榜梯田国家湿地公园需水预测成果合理。

3.2.6 湿地公园供水、节水及再生水回用分析

根据供水区内发展趋势、《从江县国民经济和社会发展第十三个五年规划纲要》及《从江县加榜乡总体规划》(2011—2030)提出的要求，计算2030年净用水量为11.93万m3，污水排放率取0.8，则污水排放量为9.54万m3，中水回用率取10%，由此计算2030年再生水可利用量为0.95万m3。

3.2.7 湿地公园供水供需平衡分析

根据调查收集资料显示，加榜梯田国家湿地公园现状水源主要为当地泉水，供水保障率较低，设计水平年不考虑其参与平衡；在采取了节水措施的前提下，对规划水平年的水资源供需平衡进行计算分析，设计水平年供需平衡结果见表5。

3.3 灌溉需水量计算

根据工程的灌溉面积、田土比例及作物组成，采用“薄—浅—湿—晒”的灌溉制度，采用相应作物相应年份的灌溉定额进行长系列计算灌溉需水量。水库为多年调节，5—8月为逐旬计算，其他月份为逐月计算。2030年灌区设计灌溉面积24.67km2，其中水田13.73km2，旱地2.93km2，稻田养鱼(也是水田)8.67km2。

种植结构如下：水田大季种水稻13.73km2、小季种油菜10.987km2(水田油菜复种系数1.8)；旱地大季种玉米2.93km2、小季种油菜2.93km2(旱地油菜复种系数2.0)；稻田养鱼田大季稻田养鱼8.67km2、小季种油菜6.93km2(稻田养鱼油菜复种系数1.8)，合计播种面积46.187km2。

供水按日变化系数1.5计算，《节水灌溉工程技术规范》(GBT 50363—2006)管道输水损失不低于0.95，总输水管道总长33.6km，最远端受水区与水源之间有14.4km的管道，因此管道输水损失拟按0.95考虑。田间水利用系数η水田=0.95、η旱地=0.90、η稻田养鱼=0.95。根据水田、稻田养鱼、旱地的比例，加权计算得到综合灌溉水利用系数计算如下：

0.95×[(20600×0.95+4400×0.9+13000×0.95)/

(19600+4400+13000)]=0.897

经计算，多年平均灌溉用水量为1536万m3，P=80%保证率年灌溉用水量为1757万m3。灌溉水量计算成果见表6。

表6 灌溉水量计算成果

3.4 受水区总供需平衡分析

根据集镇、灌溉、农村人畜和湿地公园需水预测及供需平衡分析成果，得到受水区供水规模成果，详见表7。设计水平年2030年，下尧水库受水区总供水量为1813万m3，其中：P=95%集镇供水17.4万m3，P=80%灌溉供水1757万m3，P=95%农村人畜供水26.3万m3，P=95%湿地公园供水12.2万m3。

表7 受水区供水供需平衡成果

4 结 论

加榜梯田湿地公园作为一种山区湿地公园复合生态系统，既具有天然生态系统特性，又具有人工受水区的特性。由于不同的湿地公园复合生态系统具有不同的组成特点，因此湿地公园复合生态系统需水量的计算并没有较为成熟的理论和规范可作为设计依据。加榜梯田湿地公园作为具有代表性的西南山区湿地公园，包含了集镇、农村、传统农业、新型养殖业(稻田养鱼)、山区旅游等受水对象，其需水量的分析计算成果对南方湿地公园的生态需水量计算具有一定的代表意义。从分析计算成果可以看出，加榜梯田复合生态系统，农业需水量仍然占据80%以上的用水量，但是传统农业对当地的经济发展贡献比例相对较小。旅游业、新型养殖业(稻田养鱼)的需水量所占比例不大，但对当地的经济有很大的贡献作用。在未来的湿地公园水利工程建设中，需要进一步普及高效节水农业，降低传统农业用水的定额，将有限的水资源更多地投入到旅游业、新型养殖业(稻田养鱼)等产业中，将极大地促进当地农民的增收，同时助力山区农民实现全面脱贫。