辽宁省青龙河流域水量分配方案研究

冯 硕

(辽宁省水利水电勘测设计研究院有限责任公司，辽宁 沈阳 110006)

青龙河水资源时空分布不均，随着经济社会的快速发展，流域内用水户的用水需求增大，供需矛盾日益突出，制订水量分配方案，是实行最严格水资源管理制度、确立水资源开发利用控制红线、促进水资源合理配置、支撑经济社会可持续发展的客观需要。目前，国家层面已经确定辽宁省用水总量控制指标，但省内重要的跨市河流涉及的市、县用水份额尚不明确。从全国来看，太湖流域采用水量、水质数学模型模拟重要河湖的进出水量，比较与水量分配方案的符合性[1]；淮河流域对各条河流的水资源条件、工程调度能力及2020年水量分配方案可达性进行分析，结果存在显著差异性[2]；南宁市、株洲市均制订了跨县河流的水量分配方案作为水资源的最大刚性约束，提出跨县区河流涉及的县区水量分配成果[3-4]。本文旨在落实跨省河流青龙河在辽宁省境内的水量分配方案，提出不同频率青龙河涉及的各市级行政区地表水用水份额及主要控制断面下泄水量要求等。

1 流域及引调水工程概况

青龙河是滦河支流，为跨省河流，发源于燕山山脉的七老图山支脉南侧的台头山，其源分南北2处，向南流至辽宁省凌源市三十家子镇汇合，流经河北省平泉、宽城、青龙等县，于滦县境内的石梯子村汇入滦河，辽宁省内流域面积1586km2。流域涉及朝阳市凌源市的10个乡(镇)和葫芦岛市建昌县的2个乡镇。1956—2016年青龙河(省内)多年平均水资源总量为17663万m3，其中地表水资源量17663万m3，地下水资源量7278万m3(全部为与地表水资源量重复量)。

凌源市应急供水工程是在刀尔登镇大北庄村附近青龙河干流上下游700m处取水，在保障取水头部坝下生态环境流量(0.38m3/s)的前提下，调水至大凌河支流的菩萨庙水库，多年平均调水量1291万m3，以满足凌源市城市用水需求。

2 流域水文情势

青龙河(省内)流域年径流1956—2016年包含丰、平、枯水年段，其中丰水年及平水年所占比例大体相同，枯水年所占比例稍大，最大年径流量5.67亿m3(1962年)，最小年径流量0.49亿m3(1981年)。如图1所示，在1956—2016年的系列段中，1956—1979年、1994—1996年为丰水段，1980—1993年、1997—2016年为枯水段，丰枯交替进行。

图1 青龙河流域年径流差积曲线

3 流域用水现状、需水预测及合理性分析

3.1 流域用水趋势变化

青龙河流域用水包括生活用水、工业用水、农业灌溉用水及生态环境用水4个行业，近年来，流域总用水量及用水结构均发生了不同程度的变化。2002—2016年流域平均用水量2754万m3，其中葫芦岛市、朝阳市15年平均用水量分别为416万、2338万m3，朝阳市用水比例较大，占青龙河流域总用水量的84.9%。如图2所示，总用水量的变化主要受农业灌溉用水制约，用水平均占比75.01%，15年的农业用水量在较大变幅下呈现一定的增长趋势；生活用水变化较小；而受大型国营军工企业停产或外迁影响，工业用水呈现减少趋势。

图2 青龙河流域各行业用水量

3.2 河道外需水

结合15年来各业用水发展趋势，以2016年社会经济指标及用水情况为基础，在紧跟国家方针政策和地方发展方略的前提下，对青龙河流域进行需水预测。2030年流域需水预测成果见表1，青龙河流域2030年河道外需水量2943万m3，其中葫芦岛市185万m3，朝阳市2758万m3。

表1 2030年青龙河流域需水预测成果 单位：万m3

4 流域水资源配置

根据已批复的《全国水资源综合规划(2010—2030年)》，2030水平年辽宁省用水总量控制目标为164.58亿m3。按照海委制定的《滦河水量分配方案》[5]，分配给辽宁的用水总量控制指标为5900万m3。《国家节水行动方案》对全省用水总量控制指标作了适当调整，调整后全省用水总量控制指标162.50亿m3，其中青龙河4479万m3。根据流域和区域的水资源条件和开发利用水平，合理调配地表水、地下水，本地水与外调水，以保障流域和区域经济社会的可持续发展。考虑青龙河流域各行业发展需要及现有水源利用情况，挖潜水源供水能力、适当规划新建水源工程以满足流域未来发展用水需求。青龙河按不同行业、水源类型水资源配置见表2—3。

表2 2030年青龙河流域不同行业水资源配置 单位：万m3

表3 2030年青龙河流域不同水源水资源配置 单位：万m3

5 水量分配方案

5.1 分配原则

(1)分配地表水原则。流域水量分配方案分配的是本流域地表水[6]，是以本流域地表水可利用量为上限，扣除河道内生态用水后本流域河道外最大可利用的地表水量，采用地表水可分配水量及允许耗损量加以表述，同时提出主要控制断面下泄水量成果。

(2)属地供水原则。水量分配方案的分配水量包括本流域地表水分配水量及本流域调出水量，但不包括外流域调入本流域的水量。

(3)公平、公正、统筹兼顾原则[7]。水量分配必须充分体现公平性的原则。统筹兼顾流域与行政区域水资源条件、供用水历史和现状、未来发展的供水能力和用水需求、节水型社会建设的要求，妥善处理上下游、左右岸用水关系，协调地表水与地下水、河道内与河道外用水，统筹安排生活、生产、生态与环境用水。

5.2 可分配水量分析

根据《水量分配方案制订技术大纲(试行稿)》，青龙河流域水资源配置成果和用水总量控制指标合理确定流域的地表可分配水量。以青龙河流域用水总量控制指标为上限，保障河道内生态需水，兼顾上下游、左右岸用水关系，统筹生活、生态生产用水，经长系列径流调节计算后，对青龙河(省内)天然径流进行排频分析，提出不同频率下流域地表水可分配水量。2030年多年平均情况下，青龙河地表水可分配水量为2327万m3(其中本流域地表水可分配水量1032万m3)，地表水允许耗损量1903万m3(其中本流域地表水允许耗损量609万m3)。流域可分配水量见表4。

表4 2030年青龙河流域可分配水量 单位：万m3

5.3 河道外水量分配方案

在满足河道内生态需水量(0.38m3/s)前提下，青龙河流域2030年多年平均地表水总分配水量为2327万m3，其中调出水量为1295万m3，本流域地表水分配水量为1032万m3。本流域地表水分配水量中分配给葫芦岛市368万m3，朝阳市664万m3，分别占总分配量的35.7%、64.3%。本地地表水允许耗损量为609万m3，其中葫芦岛市217万m3，朝阳市392万m3。流域各市可分配水量见表5。

研究结果显示，在不添加NP、只添加MT处理下，水稻幼苗叶片Y(Ⅱ)、ETR和叶绿素含量显著提高，比对照分别提高了1.1倍、1.2倍和1.1倍(图3：A，C，F)， 而qN和NPQ则显著降低，分别比对照下降了20.2% 和30.6%(图3：D ～ E)；qP与对照相比无显著差异(图 3：B)。与单一添加NP处理相比，NP + MT复合处理使水稻幼苗叶片的Y(Ⅱ)、qP、ETR、叶绿素含量分别提高了1.3倍、1.2倍、1.2倍、1.3倍(图3：A ～ C，F)，而qN和NPQ则分别降低了13.6%和38.5%(图3：D ～ E)。

表5 2030年青龙河流域各市可分配水量 单位：万m3

5.4 主要控制断面下泄水量

控制断面下泄水量通过用户取水及断面监测结合用水调查统计的方法进行水量核定[8]。青龙河流域属于跨省河流，省内跨葫芦岛、朝阳2市，因此选择葫芦岛-朝阳、省界(东庄)2个控制断面。葫芦岛-朝阳断面监测葫芦岛市用水及下泄水量情况；东庄断面监测青龙河上游来水、下泄水量及河道内生态环境用水需求的满足程度。多年平均条件下，2030年葫芦岛-朝阳控制断面下泄水量2391万m3，省界(东庄)控制断面下泄水量12648万m3。见表6。

表6 2030年青龙河控制断面下泄水量 单位：万m3

6 分配方案合理性分析

从整体上看，青龙河流域水量分配方案本地地表水取用水量为1035万m3，未超出用水总量控制指标的要求，为实现最严格的水资源管理制度奠定基础，2030年多年平均条件下，流域配置总供水量为5438万m3，未超出《滦河水量分配方案》用水总量控制指标，且为经济社会发展预留储备水量，基本符合流域实际情况。

其次，青龙河流域多年平均地表水资源量17663万m3，可利用量为5900万m3。2030年地表水供水量为5438万m3(其中山丘区地下水3111万m3)，地表水开发利用程度为30.8%，开发利用程度不高。

此外，近五年(2012—2016年)青龙河流域葫芦岛市、朝阳市用水量分别占流域总用水量的7.3%、92.7%。2030年葫芦岛市、朝阳市分配水量分别占流域总分配水量的12.6%、87.4%，流域总的水量分配格局与现状基本一致。

综上，水量分配方案的成果较为合理。

7 结语

本文通过分析青龙河流域水文情势、用水变化趋势合理预测河道外需水，在全省总量控制指标的刚性约束下，保障河道内基本生态环境用水，合理调配地表水、地下水，本地水及外调水，通过水资源供需平衡分析，遵循水量分配的基本原则，合理确定青龙河流域地表水可分配水量、地表水允许耗损量及主要控制断面下泄水量。主要结论如下。

(2)在辽宁省用水总量控制指标的刚性约束下，确定2030年青龙河流域本流域水资源配置总量4479万m3(其中地表水1035万m3)，其中葫芦岛市566万m3，朝阳市3919万m3，分别占流域总分配水量的12.6%、87.4%，流域总的水量分配格局与现状基本一致。

(3)遵循水量分配基本原则，以用水总量指标为控制上限，根据水资源配置成果，扣除流域地下水合理开采量后，在保障河道内生态环境需水的前提下，统筹流域内各市用水关系，确定2030年多年平均条件下，青龙河流域地表水可分配水量2327万m3，其中本流域地表水可分配水量为1035万m3，调出水量为1295万m3。本流域地表水分配水量中分配给葫芦岛市368万m3，朝阳市664万m3。

(4)根据流域水平衡及其转化关系，在满足河道内生态环境用水需求的前提下，合理确定2030年多年平均条件下，葫芦岛-朝阳控制断面下泄水量2391万m3，省界(东庄)控制断面下泄水量12648万m3。

随着经济社会的不断发展，流域对水资源的需求将越来越大，制订青龙河水量分配方案，明确各市地表水用水份额，为满足各行业用水合理需求，实现最严格的水资源管理制度奠定基础，是支撑经济社会可持续发展的客观需要。为确保青龙河水资源管理良性运行，未来应根据水量分配方案实施年度水量调度计划和取水许可监督管理，确保水量分配方案落到实处。