六安市水资源综合管理的路径研究

余 芳

（霍山县水务局，安徽 霍山 237000）

1 六安市水资源概况

1.1 六安市的水功能主要划区

六安市位于安徽省西部，东与合肥市相连，南接安庆市，总面积17976 km2。六安市水功能区划在六安市主要河流、湖库共划分162 个一级水功能区，其中，34 个保护区，3 个缓冲区，保留区6 个，119 个开发利用区。

二级功能区在119 个开发利用区中进行，共划分126 个二级功能区，包括河流63 个，湖库63 个。在63 个河流二级功能区中，划分了饮用水源区5 个（其中以主导功能单独划分了4 个）农业用水区52 个、工业用水区4 个、景观娱乐用水区1 个、过渡区1 个。以主导功能+第二功能命名的有12 个。在63 个湖库二级功能区中，划分了饮用水源区1 个、农业用水区62 个。全市河流农业用水区占河流开发利用区总长的90.1%，湖库农业用水区占湖库开发利用区面积的的99.1%。

六安市区域内的河流可以划分为两个流域，也就是淮河流域以及长江流域。全市平均河网密度0.14 km/km2。现在，六安市年平均可供水量为31.09 亿m3，50%、80%、95%保证率的可供水量分别为29.10 亿m3、35.69 亿m3和34.67 亿m3。河道外缺水为1.23 亿m3。中等干旱年份（80%保证率）需水总量为38.35 亿m3，可供水量为35.69 亿m3，河道外缺水为2.66 亿m3。特殊干旱年份（95%保证率）需水总量为47.72 亿m3，可供水量为34.67 亿m3，河道外缺水为13.05 亿m3。

1.2 水资源预测

按照强化节水模式，进一步挖潜对现有设施挖潜配套和适度开发新水源、合理调配水资源、保障生态环境用水的基础上，未来缺水率将有所减少。

预测至2025 年多年平均河道外需水总量为33.42 亿m3，可供水量32.47 亿m3，缺水量为0.95 亿m3，中等干旱年份（80%保证率）缺水量为2.06 亿m3，特殊干旱年份（95%保证率）缺水量为10.37 亿m3，缺水率为21.45%。

至2030 年中等干旱年份（80%保证率）缺水量为1.20 亿m3，特殊干旱年份（95%保证率）缺水量为7.62 亿m3，缺水率为15.59%。

至2035年中等干旱年份（80%保证率）可实现供需平衡，特殊干旱年份（95%保证率）缺水量为5.12 亿m3，缺水率为10.51%。

1.3 淮河水量

2020年淮河区总配置水量为28.21 亿m3，其中地表水供水量为27.08 亿m3，地下水供水量为0.56亿m3，其他水源供水量为0.57 亿m3；城镇用水量为7.19亿m3，农村用水为21.02 亿m3；生活、生产、河道外生态用水量分别为3.17 亿m3、24.54 亿m3和0.50 亿m3。

2030年淮河区总配置水量为29.09 亿m3，其中地表水供水量为27.55 亿m3，地下水供水量为0.57 亿m3，其他水源供水量为0.97 亿m3；城镇用水量为8.48 亿m3，农村用水为20.61 亿m3；生活、生产、河道外生态用水量分别为3.92亿m3、24.59 亿m3和0.58 亿m3。

2 引江济淮工程的收益

引江济淮工程是一项以城市、工业供水为主，兼有农业灌溉补水、生态环境改善和发展航运等综合效益的大型跨流域调水工程。工程以长江为水源，注入巢湖调蓄后经派河翻越江淮分水岭入瓦埠湖，再送入淮河干流蚌埠闸上。供水范围主要为安徽省沿淮淮北地区和线路途经地区，受水区内的重要城市有合肥市、巢湖市、蚌埠市、淮南市、阜阳市、宿州市、淮北市、亳州市等市。

引江济淮工程建成后，六安市作为引江济淮工程重要受水区之一，2020 年可向六安市多年平均补水1.04 亿m3，2030年可向六安市多年平均补水量为1.37 亿m3，工程建成后，可为六安市提供安全可靠的补充水源，改善和发展淠河尾部约面积130 万亩灌溉面积。此外，还可相机增加淮河生态用水，改善重点水域水环境（见表1）。

表1 新建灌区基本情况表

3 引江济淮多水源优化配置模型

水资源的开发利用，不仅关乎当地的供水系统和饮水系统，甚至对于当地的行业发展、区域发展和本省内的经济发展都产生着重大的影响。因此，水源的优化配置需要基于利用最大化的配置模型，根据现代化的数据测算方法和模型，来得出合理的结果，让有限的水量能够在当地实现配置最大化。

3.1 减灾防洪的主要目标

通过对当地水库水量的控制，对防洪水位大改变和出库水量的监控，来保障下游的用水安全。

式中：L（j，t）表示j水库在t时间的水位高低；F（m，t）为j水库在t时间下的的水量流出大小。

3.2 保证水量供给的效率

水资源利用目标按照区域实际需求，优先保证城市用水，满足农业供水保证率，以缺水量最小为目标，尽可能解决各用户单元的水资源短缺问题。

式中：S代表缺水情况量；D（i，t）代表在t时市场i的水源需求量；WS（i，t）表示在t时市场i的水源供给量，单位为万m3；（t）表示在t时段市场i的水源不足判别系数，如果D （i，t）-WS （i，t）时，则表示不缺水，（t）为0；反之，则说明（t）的数值为1。

3.3 数据计算过程

供应需求的分析，是基于模型的核心内容进行数据的测算。数据测算的结果可以直接反映出本地区水资源系统的质量，以及水源供应量能否达到当地经济发展水平的要求。因此，本次的模型构建采用水资源优化配置的模型，基于大型的分解协调系统技术，在最优模型下找出最优的解决目标，并基于此目标进行该地区水资源的优化配置。

根据实际情况由于安徽省中部地区的配置基于水量的平衡目标，可以根据当地的情况建立水资源开采-水厂处理-用户使用（WWU）的拓扑模型（见图1）。在拓扑模型的基础上建立约束的条件和最终的配置目标。根据用户的使用量和极大值极小值的测算来确定当地水资源的优化调配，直接测算出水资源系统多目标要求，再进行求解多目标优化问题，并为水资源开发的宏观决策做出参考。

图1 水源-水厂系统拓扑结构

第一，根据当地供水管道、供水渠道、河道的自然地理关系，测算出可能互补的结构和数据参数。基于对各个河道流量季节变化以及水库的供水能力可能产生的断流情况、取水口的流量估测等基础数据，来处理拓扑结构和水源调度的关系，在数据分析的基础上设置水资源供应的决策模型。

第二，根据模型测算出的用水关系和拓扑结构。以当地水厂的出水量和水源处理能力为前提，分别测算出每个水厂的最大供应量和当地水源的最大供应量，并对二者之间的差异进行实时的检测和对比。如果供水量比较充足时可以根据水厂的供水能力一次地将优质水源配送到下游的用户家。那么其中产生的额外供水量则分别调配到蓄水工程中或者各地的水库中。

如果根据测算结果发现水源不足或是不足以满足市场的需求，则按照优先次序将水源配送给下游客户。再根据测算模型的数据差额，从水库中调配富余的水量，以就近原则为基础输送给下游比较缺水的用户，来实现水源配置的效率目标和质量目标。

如果配置地表水之后尾部灌区双水源区域依旧缺水，则考虑从下游瓦埠湖来取水，从而确保农业用水的需求得到满足。

如果区域水源在满足市场需求后仍有富余的状态，则根据输水管道的布局和当地水库的远近，依次地将富余的水量分配给当地的储备系统中，来满足基本的储蓄用水和应急用水等。还有充裕的水量则可以增补到调蓄湖中，满足生态布局的要求。

3.4 测算结果

规划2030年安徽省中部地区50%、80%保证率下供水量分别为28.59 亿m3和35.35 亿m3，可以为合肥市新增1.98亿m3和1.70 亿m3的淠水，用于城市供水。

在一般年份中，基于50%的保证率下，可以确定中部地区的供水量比较充足，基于此情况可以，优先利用本地区的自有水，如上游的引江水和上游的淠河水和引江水。针对上流水资源的开采，后续再继续利用下游的湖泊水资源进行配置。经过测算估计结果显示，到2030 年安徽省中部地区的地表水量约为9.1 亿m3，引江济淮的工程供水量可以达到3.17亿m3，淠河的供应量可以达到16.26 亿m3（见表2、表3）。

表2 2030年安徽省中部水资源的供水配置 单位：万m3

表3 2040年安徽省中部水资源的供水配置 单位：万m3

综合以上中部地区的水资源配置结构的改变，可以针对潜在效益比较高的工程进行优先配置，如潜南干渠和新修明渠等。针对效益比较高的工程进行优先调配可以优先缓解当地的水资源缺乏的问题。在基于引江济淮工程的潜在效应，可以综合发挥出多项目工程的收益，有力保证当地水资源的调配，最终实现水资源供应保障和质量的最大化。

4 六安市水资源管理的措施

研究发现安徽省中部地区的供给结构还是出现以下问题：首先为了实施水资源的配置，不惜牺牲农业的用水资源，而供应其他行业的用水，这导致了农业资源的一定程度上的破坏。安徽省作为中部地区的农业大省，如何确保全省的粮食生产区有足够的供水也是水资源配置的重要依据之一。因此，在实施水资源配置的结构问题上，需要确保农业资源与其他行业的资源水资源并行，以最终实现水资源利用的最大化。针对如何平衡农业水资源以及其他行业水资源的配置，本文提出了以下三方面的建议：

第一，基于本次水资源配置的主要目标和方案，通过上游水源与淮河水源的引江济淮工程，在实地调研的基础上完全发挥出该项目的经济效益。通过对当地水质的过程式监控和抽查式监控等多种手段，来保证该水资源调配工程的质量保障和流量保障。通过对水资源的有效调度和调配，能够实现工程效益的最大化和水资源开发利用的最大化，从而实现该地域的整体管理水平和发展水平。

第二，本地区的优质水资源挖掘和保护十分重要。各个地域之间发展的水平差异，会导致对水资源的需求量不同。因此，可以根据地区发展程度来适配优质水资源供应量。

第三，由于地理环境和气候的影响，安徽省地区会出现旱涝灾害的影响。因此，针对旱涝年份应该准备应急管理措施，加强对大型水资源项目管理的扩建和利用。如巢湖调蓄工程，瓦蚌湖调蓄工程等。其次，可以适当加大对地下水资源的开采和利用，适度地引入中下层的优质水资源作为特殊年份的应急水资源。储备紧急管理和特供储备，能够为安徽省地区在特殊年份提供稳定的水资源，保障地区的发展。

5 结语

本文的水资源调配方案在实施以后，有可能出现负面的影响如淠河尾部灌区灌溉用水水质将有所下降。水质的下降和流量减少可能对灌区内的水体质量产生更为不利的影响。因此，针对水资源配置中决定性的位置，如渠道取水口要加强针对性管理。检验对水量断层和中下游的水体水质控制作出动态检测。其次，针对区域内的水资源调配和改造，现有的水资源网络和方案可能会受到一定影响，原有的供水量和水质都会受到不同程度的改变，因此，针对新方案的实施，要对水资源的管网布局工艺进行优化，并作出水源价格的调整。