枣庄市薛城区河湖库水系连通工程生态补水方案及效益分析

武惠娟 孙 峰

（1.山东水之源水利规划设计有限公司 济南 250014 2.枣庄市薛城区城乡水务局枣庄 277000）

1 河流概况

枣庄市薛城区河水系属于淮河流域南四湖—运河水系，主要河道发源于东北部山区，雨季河水汹涌，陡涨陡落，旱季流水潺缓，甚至干涸。枣庄市薛城区河湖库水系连通工程涉及周营大沙河、蒋官庄河、黎墟沙河、北张庄河、马庄河、常埠沙河6 条河流及其支流，共计16 条。

2 生态补水必要性

薛城区境内现状多条河流连通性较差，水体流动性不足；由于年久失修、人为破坏，现状河道淤积严重，有的河段河床淤积抬高几乎与地面持平，汛期排涝能力不足，枯水季节取水困难，无法满足河道两岸的农作物灌溉需求；全年降水主要集中在汛期，平水期和枯水期缺水，无法满足河流生态用水需求，河道生态环境脆弱，河道缺水影响了河道水体水质。

近年来，随着人民生活水平的提高，人们对景观功能和娱乐休闲的需求不断上升。集美化环境、休闲娱乐等诸项功能于一体的农村河湖，已融入到美丽乡村建设体系中，成为农村生态环境建设的一道亮丽风景线，故保证农村河湖用水量是维护水生态平衡工作的一项重要内容。

3 补水水源

河道生态补水水源有水库蓄水、雨水径流、区域调水、再生水等。由于薛城区河流为季节性河道，上游缺少稳定、足量的径流，没有大型水库，因此无法依靠上游来水和水库蓄水对河道进行生态补水。雨水径流补水仅在汛期有可行性，但需要解决雨水收集、调蓄、水质净化等一系列问题，工程难度大，成本高。目前薛城区再生水用于工业用水、城市杂用水，剩余再生水指标较少。南四湖下级湖现状库容较大，多年平均情况水量较为丰富，且距薛城区较近，因此薛城区河流生态补水水源确定为南四湖下级湖。

4 补水规模

薛城区的河流均具有景观娱乐和亲水功能，应满足一定的水量，生态补水目标为常年有水。薛城区水系连通工程涉及的河道均设置了多处拦河闸坝，人工干预明显；为了给居民营造一个良好的生活环境，在河道两侧范围内种植了树木、花草。针对有景观环境功能的河道，采取槽蓄法计算其生态需水量，即蒸发渗漏损失、换水量及两岸景观生态需水量之和。

4.1 水面蒸发需水量

河流水量耗损的重要途径之一是水面蒸发，且河道也需要一定的水量来维系其正常的环境功能。当降水量低于水面蒸发量时，蒸发消耗的净水量由水面蒸发量与降水量之差得到，称为水面蒸发需水量。当水面蒸发量低于降水量时，则指定水面蒸发需水量为0。其计算公式为：

式中：WE—水面蒸发需水量（m3）；

A—日平均水面面积（m2）；

E—日平均蒸发量（m）；

P—日平均降水量（m）。

经计算，河流水面蒸发需水量为124 万m3。

4.2 渗漏需水量

河道蓄水初期阶段，河道渗漏以垂直渗漏为主，渗漏量为最大；随蓄水时间的延长，由垂直渗漏逐渐转为以两岸侧向渗漏为主，渗漏量也逐渐趋于稳定。本次渗漏量估算主要考虑渗漏趋于稳定时两岸的侧向渗漏量。

采用《地下水动力学原理》（薛禹群主编，地质出版社出版）中河渠侧渗补给量计算公式估算侧向渗漏量：

式中：

Wl—在时间t 内，河道侧向渗漏量（m³）；

q—在时间t 内，河道一侧的单宽渗漏量（m³/m）；

k—透水层综合渗透系数（m/d），取值0.1m/d；

hm—透水层厚度（m）；

Δh—上、下游水头差（m），取值5.9m；

α—透水层压力传导系数（m2/d）；

t—蓄水时间（d），t 取365d；

μ—透水层给水度,μ 取值0.04；

L—渗漏段长度（m），L 包括河道两侧。

计算参数依据《枣庄市薛城区河湖库水系连通工程可行性研究报告》中河道工程地质情况。根据以上计算参数取值估算，河流年渗漏量约为420.6 万m³。

4.3 换水量

年换水量=（河长×平均河宽×目标水深）×换水次数

为了保持河道常年有水且维持鱼类及水生植物生长，较大的河流目标水深定为1.5m，较小的河流目标水深定为1.3m。

考虑到周营大沙河现状情况下河道两岸建设了部分游乐设施，沿河公园游玩人数较多，为了维持河道水质，且年换水次数取整数，因此周营大沙河换水次数定为1年4 次，其他河流换水次数均为3 次。河流换水量见表1。

表1 河流换水量计算参数表

4.4 景观需水量

在河道两侧范围内，种植树木、花草，改变区域内的绿化环境，提升沿岸乡村的水环境和生活品位，为居民营造一个良好的生活环境，薛城河湖库水系连通工程规划河道两岸绿化面积为444000m2。

景观需水量=A绿地q·T

式中：

A绿地—人工湖周边需要浇洒的公共绿地的面积，为444000m2；

q—绿化用水定额，依据《山东省城市生活用水量标准》（DB37/T 5105-2017）绿化用水0.3～0.5L/m2/d（分冷季和暖季）。

T—天数，按冷季120d、暖季245d 计。

经计算，河道两岸景观需水量为6.7 万m³。

4.5 河道总需水量

经计算，河道总生态需水量为1982.6 万m³,见表2。

表2 河道总需水量计算表（单位：万m3）

4.6 河道生态补水需外调水量

考虑河道自身径流量可为河道提供部分生态用水，当河流生态需水量小于河道当月径流量时，不需要补充外调水；当河流生态需水量大于河道径流量时，由外调水补充。经计算，薛城区河湖库水系连通工程河道需要补充外调水量926 万m3。

5 补水综合效益评价

5.1 水质的改善

通过引南四湖下级湖水进行生态补水可改善河道水质，提升区域水环境质量，改善农村人居环境。

5.2 对沿河旅游经济的影响

薛城区充分发挥生态水系治理成效，整合高效农业、农耕文化、红色文化等，打造集红色教育、休闲农业于一体的沿河经济产业带，将水生态修复和产业发展融合，探索出一条保护河湖、生态建设、绿色发展的共赢之路。将河道治理成集防洪、生态、景观、休闲娱乐为一体的滨水区，并发展成生态旅游区，成就了人水和谐的发展之路。

5.3 对薛城区地下水的影响

薛城区地下水由于集中超量开采和井群布局不合理等因素影响，部分水源地出现了地面沉陷、水质污染等环境地质问题。随着时间推移，薛城区缺水量不断增多，部分地区已超出地下水资源的承载能力。薛城区河湖库生态补水可通过补源抬高地下水位，防止由于地下水水位大幅下降导致水质恶化、地面沉降等不良后果，可涵养地下水源，对水资源可持续发展具有重要意义■