牤牛河人工湖工程项目区水资源论证分析

刘英超

（辽宁省喀左县水利局，辽宁 喀左 122300）

0 前言

牤牛河人工湖工程项目区位于喀左县公营子镇，牤牛河中下游。工程计划修建2座橡胶坝、1座拦砂坝，河床设计采用土工膜防渗。工程完工后将形成200 m宽1180 m长的水面景观及沿河绿色长廊，为当地人民群众提供良好的休闲娱乐旅游场所，极大地提高了城市的整体品位。同时能提升区域地下水位，增加人工湖沿岸空气湿度，提高周边土壤植被含水量，改善流域水环境，使生态环境得到改善。形成区域水资源新的供需动态平衡，促进当地水资源的可持续开发利用。

工程地处辽西干旱缺水地区，多年平均降雨量457 mm，多年平均蒸发量1093.9 mm，水资源极其有限，项目区上游工矿企业众多，用水量大，为了促进水资源优化配置，研判工程是否具有可行性，竣工后能否达到预期效益，必须对项目区水资源利用情况进行论证[1]。

1 项目区取用水量计算

根据项目区自然地理、社会经济、气候特征和水文条件等，并结合现场调查和收集的资料，根据分析范围的实际供水量、各行业实际用水量和需水量资料，进行现状水平年供需平衡分析[1]。

牤牛河流域内仅有一个水文站即叶柏寿水文站，叶柏寿水文站位于项目区上游，有1956年～2011年完整的水文测验整编资料。该站为省级重要水文站，二类精度站。实测水文资料完整、准确、可靠。论证分析所采用水文基础要素均来自叶柏寿水文站，采用实测径流资料做参考分析。

1.1 项目区来水量计算

项目区多年平均降雨量457 mm，多年平均蒸发量1093.9 mm，多年平均来水量为5668万m（3其中建平片区3822万m3，喀左片区1845万m3）。根据叶柏寿水文站多年平均来水量计算出项目区多年平均来水量月分配见表1。

表1 项目区多年平均来水量月分配表

从项目区多年平均来水量月分配表中可以看出，项目区全年来水总量为5668万m3（其中建平片区3823万m3，喀左片区1845万m3），各月径流量变化较大，来水量主要集中在3月、4月、6月～9月，其中7月、8月来水量最大，分别占全年来水量的27.97%和20.26%。

1.2 项目区用水量计算

项目区内行业用水主要包括人畜饮水、农业用水、工商业用水三部分。人畜饮水、工商业用水时间为全年，农业用水时间为5个月（4月～8月份）。根据查阅《朝阳市大凌河流域水资源综合管理规划》并运用《西藏乃东县结巴水库工程水资源论证》[2]《临沂市访河灌区花园橡胶坝改建工程水资源论证》[3]《基于凹水河水库工程水资源论证的需水预测分析》[4]中的蓄水预测方法，计算忙牛河流域建平片区、喀左片区用水量。

1.2.1 建平片区用水量

根据建平片区人畜饮水为375.8万m3，农业用水388.8万m3，工商业用水2232万m3。建平县规划建设人工湖，计划用水300万m3，用水时间为丰水月的3月、6月～9月。建平片区总用水量为3296.6万m3。建平片区各用水行业用水月份及月用水量见表2。

表2 建平片区用水量计算表

1.2.2 喀左片区用水量

喀左片区人畜饮水为144.3万m3，农业用水582.3万m3，工商业用水453.2万m3，喀左片区总用水量1179.8万m3。喀左片区各用水行业用水月份及月用水量见表3。

表3 喀左片区用水量计算表

1.2.3 人工湖用水量

牤牛河项目区人工湖用水量计算主要包括人工湖蓄水量、水面蒸发、河床含水层三部分。

a.根据《喀左县第二牤牛河公营子城区段综合治理工程项目建议书》，人工湖水面长1180 m，宽200 m，水深2 m。通过计算人工湖蓄水量为47万m3。

b.根据叶柏寿水文站多年平均蒸发量与多年平均降雨量计算出人工湖水面多年平均净蒸发量15万m3。人工湖水面各月多年平均蒸发水量见表4。

表4 项目区多年平均净蒸发水量月分配表

c.因没有试验数据，保守认为河床含水层面积与人工湖水面面积相同，河床含水层空隙率按建平县人工湖规划成果0.4计算，实地调查地下水埋深为7 m～10 m，按10 m计算。河床含水层计算用水为94.4万m3。

d.人工湖用水量=人工湖蓄水量+水面蒸发水量+河床含水层水量=156.4万m3

表5 牤牛河项目区人工湖工程用水量计算表

2 项目区人工湖蓄水可行性分析

人工湖蓄水可行性，采用项目区全年、逐月净来水量两种方法来进行分析。

2.1 项目区全年净来水量分析法

项目区多年平均来水量为5668万m3，其中建平片区3822万 m3，喀左片区1845万m3。

项目区年用水量4476.4万m3，其中建平片区年用水量3296.6万m3（包括建平人工湖计划用水量为300万m3），喀左片区年用水量1179.8万m3。

喀左县牤牛河项目区人工湖用水量为156.4万m3。

项目区多年平均来水量-项目区用水量=项目区净来水量=1191.6万m3＞156.4万m3

通过上述计算可看出，项目区净来水量远大于项目区人工湖用水量。故用全年净来水量分析，项目区多年平均来水量能满足项目区人工湖用水需要。

2.2 项目区逐月净来水量分析法

为了更直观了解项目区多年平均净来水量在时间分配上能否满足项目区人工湖用水需要，将项目区多年平均净来水量逐月计算，结果绘制成表格。项目区多年平均净来水量计算结果见表6。

表6 项目区多年平均净来水量计算表

2.3 项目区全年蓄水情况分析

通过全年净来水量分析法可知，全年净来水量为1191.6万m3，能够满足牤牛河人工湖工程全年156.4万m3用水需求。通过逐月净来水量分析法可知，项目区人工湖1月、2月无来水，3月净来水量69.7万m3，4月、5月无来水，6月净来水量59.9万m3，7月净来水量1064.2万m3、8月净来水量627.0万m3均大于项目区人工湖用水量，人工湖可蓄满，9月净来水量75.2万m3，10月～12月无来水。项目区人工湖全年仅6月～9月基本可蓄水，其中7月～9月可蓄满，3月有少量水，其它月份无水。

3 结论

1）用全年净来水量分析，项目区多年平均来水量能满足项目区人工湖用水需要。但通过项目区多年平均净来水量逐月计算，项目区人工湖全年仅6月～9月可蓄水，其中7月～9月可蓄满。3月有少量水，其它月份无水。河道汛期每年有86%的水白白流掉，非汛期却无水。造成上述主要原因，是项目区多年平均净来水量在时间分配上不均匀。

2）为达到工程预期效果，需对忙牛河人工湖工程上游进行综合治理，如提高项目区流域面积内的植被覆盖率以增加项目区涵养水资源能力；建设梯级水闸、橡胶坝等拦洪蓄水工程，综合调配水资源，解决非汛期工程无蓄水问题。

2）随着社会经济的发展水资源需求量与日俱增，水资源尤为宝贵，需进行优化配置与可持续利用，干旱缺水地区水利工程规划过程中运用全年净来水量分析及逐月净来水量分析等方法进行水资源分析论证，是确保工程竣工后达到预期效果的有力保障。