黄河山东灌区水量供需平衡分析(孔国锋,毕东升,任汝信,李静)

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黄河山东灌区水量供需平衡分析水利论文(Ax;I[B\V)j(YA

孔国锋毕东升,任汝信,李静水利论文4[pw T0_UA6n

(山东黄河河务局)水利论文 X}3b{"f;e uM

摘要:黄河山东灌区从70年代开始出现枯水期水资源供需紧张的矛盾,特别是90年代有9年断流,年均断流达89天,给山东沿黄地区社会经济发展和基本生态环境带来了严重危害。根据黄河天然来水规律和上中游用水发展趋势,预测现状和2010年水平灌区的可供水量将进一步减少,而需水量稳定增加,供需矛盾将更加突出,一般干旱年份,冬季和春季明显缺水,只有对水资源加强统一管理,并采取综合的开源节流和水质保护措施,才能确保山东沿黄地区社会经济的可持续发展。水利论文 |[M]b t0Q

关键词:黄河;山东;灌区;水量;供需平衡

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作者简介:孔国锋(1964-),男,山东黄河河务局高工。

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  山东省是北方严重缺水的省份之一,年人均水资源占有量仅为全国平均的六分之一。黄河是其最大的客水资源,目前全省每年引黄水量占全流域的四分之一,已有11个市(地)68个县(市、区)不同程度地引用了黄河水,引黄供水范围内的土地、耕地、人口分别占全省的51%、58%和48%,黄河水资源已成为沿黄地区国民经济和社会发展的命脉。

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1 历年供需情况水利论文GTs E4PqI

1.1 灌区及引黄概况水利论文;B(ow6H@@0|4`

  山东省引黄灌区工程建设始于50年代后期,灌溉面积仅为16万hm2,50年代至80年代以每十年翻一番的速度递增,90年代受自然条件和来水量减少的影响,发展速度有所减慢,基本稳定在170万hm2,其中1993年达193万hm2

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  随着全省引黄灌溉面积的稳步发展,引黄水量逐年递增,50年代为16.2亿m3;60年代为22.2亿m3;70年代为48.2亿m3;80年代为76.3亿m3;90年代因黄河上游来水偏少,引黄量有所减少,年均引水量为72.8亿m3。汛期(7~10月)引水量占全年的28%,冬季(11~次年2月)占全年的14%,春季(3~6月)占全年的58%。引水量中的90%以上用于农业灌溉。水利论文X7gI ]L`\0G

1.2 来水及断流水利论文 m$icV6K5sW.O

  山东黄河天然年均径流量为570亿m3。受中上游大中型水库的调节及引黄影响,黄河来水发生了很大的变化。50、60年代为486亿m3;70、80年代为367亿m3;90年代仅为222亿m3。汛期来水量占全年的57%。水利论文Ejy#z6^Y,[

  黄河下游自70年代以来,春季就因水资源供需矛盾而不断发生断流现象,1972~1999年的28年中,利津站有21年出现断流,占总年份的75%,累计断流79次,共1061天,21年中平均每年断流51天,其中断流天数最多的年份是1997年,为226天,占全年时间的62%,1981、1995~1997年甚至出现了全境断流。水利论文,o ^t7nm a

  90年代长时间的断流致使因农田减产造成的年均经济损失达10亿元;工业年均经济损失超过15亿元,其中1995年仅原油减产造成的损失超过30亿元;河口三角洲地区的生态平衡受到严重威胁;沿黄城乡居民生活用水发生严重困难,成为威胁社会稳定的大问题。水利论文?kL7^+qKM7M

2 现状水平供需平衡分析

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2.1 可供水量预测

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  根据干流大型工程对径流影响、引黄发展变化及黄河径流变化规律分析,选择1980~1995年小浪底站实测系列,扣除近十年水库以上用水增加值后,按照小浪底水库的调水调沙及防凌运用方式,进行调节计算,求出汛期和冬季的蓄水量作为春季的补水量。扣除河南的引水量后,推求出现状水平高村站的年来水量,考虑洪水期、高含沙期、冰凌期无法引水的情况和维持入海流量不小于50m3/s,并扣除高村以下河道蒸发、渗漏,推求50%、75%、95%保证率下相应的可引水量分别为181亿m3、122亿m3和86亿m3,可引水量约占来水量的62%。

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2.2 需水量分析

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  山东省工农业发展对黄河水资源的需求变化,一方面与沿黄地区干旱程度、供水范围有关,另一方面还必须符合全流域水资源配水方案。从现状用水情况看,一般干旱年份在85亿m3左右,严重干旱年份高达123亿m3。在南水北调工程生效前,国务院分配山东省的黄河水量多年平均为70亿m3。根据以上情况,将正常引黄水量70亿m3作为方案I;将一般干旱年份的85亿m3作为方案Ⅱ;考虑“九五”期间全省规划新增用水量25~30亿m3,以及严重干旱年份高达100亿m3以上,将100亿m3作为方案Ⅲ,其年内各时段的需水量详见表1。

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表1 现状水平供需水量预测统计

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The forecasting statistics of water supply and demand at present level水利论文6x:p$j-G0NkS fp6]


项目保证率(%)全年7~10月11~2月3~6月

可引50181.365.129.087.2
水量75122.144.525.152.5
(亿m3)9586.031.818.835.4

需水量方案Ⅰ70.08.818.742.5
方案Ⅱ85.010.524.050.5
(亿m3)方案Ⅲ10012.129.758.2

2.3 供需平衡分析

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  现状水平虽然黄河中上游用水量比以往明显增加,进入我省的多年平均来水量比1980~1998年实测值明显减少,但经小浪底水库调节后,春季来水接近现状情况。

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  保证率为50%的平水年份,三个用水方案汛期、春季均有较多余水可供开发利用,冬季除方案Ⅲ供需基本平衡外,也有较多余水。水利论文\(v/y"jA@

  保证率为75%的枯水年份,冬季、春季来水明显减少,其总量仅能满足Ⅰ、Ⅱ两方案用水需求,方案Ⅲ分别缺水4.6亿m3、5.7亿m3,可利用平原水库在上年汛期多蓄,但开发利用难度大。水利论文w8QwJ1q'Z

  保证率为95%的特枯年份,年内各时段来水量大幅度减少,供需矛盾较大,按70亿m3用水方案测算,冬季供需基本平衡,春季缺水7.1亿m3,可利用平原水库在上年汛期多蓄,但开发利用难度较大;85~100亿m3用水方案,冬季缺水5.2~10.9亿m3,春季缺水15.1~22.8亿m3,农业灌溉缺水较多,但能满足城市工业及生活用水和农村人畜用水。

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3 2010年水平供需平衡分析

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3.1 可供水量预测

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根据中上游当前实际用水量水平和2010年前可能兴建的引水工程,原预测花园口2000年来水水平,将推延至2010年,因此,2010年水平来水量预测以1984年规划的2000年来水水平为基础,选用小浪底站1950~1974年来水设计系列,考虑小浪底水库对径流的调节影响,加上小浪底至花园口干流区间及支流经当地工农业用水平衡后的入黄水量,扣除小浪底至高村河段工农业及城市生活用水,求得高村站的设计来水系列,其保证率为50%、75%、95%的可供水量分别为150亿m3、99.8%亿m3、70.2亿m3,较现状水平平均偏少18%。可供水量占来水量的61%,较现状水平进一步降低,其年内过程详见表2。水利论文1UU-P6Uz-? S%U@

表2 2010年水平供需水量预测统计

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The forecasting statistics of water supply and demand at 2010 level

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项目保证率(%)全年7~10月11~2月3~6月

可引50150.059.023.767.3
水量7599.839.514.545.8
(亿m3)9570.231.710.727.8

需水量方案Ⅰ70.08.818.742.5
方案Ⅱ85.010.524.050.5
(亿m3)方案Ⅲ10012.129.758.2

3.2 需水量分析水利论文ly)b4l7Q!Xl4X S^

  根据国务院规定,在南水北调工程生效前,由于整个黄河流域水资源供需矛盾十分突出,分配给山东省的年均引黄水量将维持在70亿m3的水平。随着灌区规模的控制和节水经验的推

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广,山东省农业生产节水量可以满足城市工业和生活用水增加量,因此,2010年水平,全省

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需水量仍与现状水平相同。

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3.3 供需平衡分析

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  2010年水平,黄河中上游各省区用水量均达到国家分配指标,我省黄河水资源供需矛盾更加突出:

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  对于保证率为50%的平水年份,用水方案Ⅰ、Ⅱ年内各时段有较多余水;方案Ⅲ冬季缺水6.0亿m3,可以从汛期和春季调济解决,能满足用水需要。

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  保证率为75%的枯水年份,方案Ⅰ冬季缺水4.2亿m3,可以从汛期和春季调济解决,基本能满足用水需要;能满足方案Ⅱ的总用水需求,汛期余水较多,冬季、春季分别缺水9.5亿m3、4.7亿m3,可多利用平原水库在汛期多蓄,但开发利用难度较大,小部分农业用水将得不到满足;用水方案Ⅲ总需求超过可引水量,冬季、春季分别缺水15.2亿m3、12.4亿m3,由于缺水较多,部分农业用水将得不到满足。水利论文Iw7j'H;Y$W

  对于保证率为95%的特估年份,年内各时段来水量大幅度减少,供需矛盾较大。仅能满足方案Ⅰ的总用水需求,汛期余水较多,冬季、春季分别缺水8.0亿m3、14.7亿m3,可多利用平原水库在汛期多蓄,但开发利用难度较大,部分农业用水将得不到满足;用水方案Ⅱ、Ⅲ总需求超过可引水量,冬季缺水13.3~19.0亿m3、春季缺水22.7~30.5亿m3,由于缺水较多,仅能优先满足城市工业及生活用水和农村人畜用水,大部分农业用水将得不到满足。

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4 对策建议水利论文k6\+bU J

  随着黄河流域内国民经济和社会的发展,水资源利用供求矛盾将更加突出,进入黄河下游山东段的水量将进一步减少,有关单位和部门必须对水资源统一管理,采取综合的开源节流和水质保护措施,才能确保山东沿黄社会经济的可持续发展。

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4.1 实行水资源的统一管理和调度水利论文 |/F"\G&?F3PTo

  黄河干流上已建成的水利枢纽和大型灌区,在水量调度上分别归属不同省区和部门,追求目标各异,造成上、中、下游不能统筹兼顾,导致下游枯水季节用水紧张,增加了断流机率。黄委会要总结1999年下游水资源统一调度的初步经验,编制不同来水情况下的水量调配方案,对全河水资源实行统一管理、统一调度,并优先保证城乡工业和生活用水,努力减少并争取避免下游断流。水利论文H-lT Y!uRErDe

4.2 加强调蓄工程建设和调度运用管理

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  目前黄河一方面存在枯水期供需紧张的矛盾,另一方面存在每年有部分水量集中流入大海的现象。国家应在上中游加快建设多年调节的大型蓄水工程,山东省也合理规划和建设一批沿黄平原水库,做到冬蓄春用,丰蓄枯用。同时,开展小浪底水库水量调度优化方案的研究,

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优化水库运用方式,改善下游用水条件。水利论文8i6~i@:F W

4.3 加强水污染防治

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  目前,黄河进入山东的水源符合国家三级水质标准,但近几年流域内多次发生较大范围的污染事故,既影响了两岸引黄供水的正常进行,又造成水资源的浪费。随着今后城市及工业引黄用水的增加,对水质的要求越来越高。黄委会应该对黄河水质进行全面的监测和管理,杜绝各类污水排入黄河,避免再走“先污染后治理”的老路。水利论文7UD"eu"d:F5jA$HCN

4.4 节约用水水利论文9rbYk6[`z

  沿黄各灌区应从缓解水资源供需矛盾和提高引黄用水效益出发,采取经济、法律、行政、科技的各种措施在引黄灌区全面推行节约用水。提高水价,用价格杠杆来促进节约用水。同时,加大节水工程的投入力度,提高水资源的利用率。

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4.5 加快南水北调东线工程建设

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  黄河可开发利用的水量已越来越不能满足省内沿黄各市地国民经济发展的需要,并且开发难度越来越大。从长远看,南水北调东线方案是从根本上解决山东省水资源不足的关键工程,其工程建设方案,已研究论证了多年,部分工程初具规模,建议国家早下决心,筹集资金,使该工程早日全面发挥效益。水利论文C8l?rj W U

参 考 文 献

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[1] 张明德,毕东升,孔国锋等。山东黄河水资源科学利用及调度措施研究。山东黄河河务局,1998年1月。水利论文J:re3oD#p

 

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