沐石河流域水量分配方案研究

2023-02-21王洁，孙依

东北水利水电 2023年2期

王洁，孙依

（吉林省水利水电勘测设计研究院，吉林长春 130021）

1 概况

沐石河流域现状水资源开发利用程度为45%，随着东北老工业基地振兴战略和国家粮食安全战略的实施，未来对水资源的需求将越来越大。水资源开发利用程度的加剧，给河流生态健康、水资源可持续利用带来了重大挑战。为促进流域水资源的可持续利用，协调治理开发与保护的关系，保障河道内生态环境用水，保证流域内各行业用水合理发展，亟需开展水量分配方案研究工作，明确各县级行政区用水权益，落实用水总量、控制节点最小生态环境需水量等指标。

沐石河是第二松花江下游左岸一级支流，发源于九台区沐石河镇老岭山脉毛家岭北麓，于德惠市松花江镇后口子屯汇入第二松花江，流域面积1 464 km2，河道长度113.4 km，河道平均比降0.06%，干、支流流经长春市九台区及德惠市。沐石河流域地势南高北低，流域年平均降水量比较充沛，水资源较丰富。河源高程约350 m，河口高程约150 m，流域内最高山顶高程522 m。沐石河在九台区城子街镇以上为低山丘陵区，水流较急，河岸被冲成陡坎，岸高1.5～2.0 m，河底质为细沙。城子街镇至德惠市五台乡对龙山屯，河谷逐渐开阔，两岸为起伏较缓的丘陵，河道弯曲，冲淤严重，河槽深2.0～5.0 m，河床底质为细沙。对龙山以下，河槽宽100.0～200.0 m，河谷两岸渐与宽阔的松花江干流冲积平原合一，多沼泽地，河床底质为泥沙或淤泥。

2 水资源及开发利用现状

2.1 水资源量

沐石河流域多年平均水资源总量为20 340万m3，其中地表水资源量11 504万m3、地下水资源量11 863万m3、重复计算量3 026 万m3。地下水可开采量为 8 002 万 m3。

2.2 地表水资源可利用量

地表水资源可利用量是指可供河道外消耗利用的最大地表水资源量。经复核，沐石河流域现状取水口取水能力为4 296 万m3，占地表水资源量的37%，已接近40%上限。因此，此次地表水可利用量成果按照现有取水口取水能力控制确定为 4 296 万 m3。

2.3 水资源开发利用现状

2019 年沐石河流域总供水量为11 126 万m3，其中：地表水供水量5 473 万m3、地下水供水量为5 653 万 m3。流域总用水量 11 126 万 m3，生活、一产、二产和三产用水分别为830，9 325，930，41万m3。

沐石河流域以农业用水为主，占总用水量的84%。流域总耗水量6 112万m3，其中生活781万m3、生产5 332 万m3，无生态耗水量。水资源总开发利用率为45%，其中地表水开发利用率30%，地下水开发利用率48%。

3 需水预测

3.1 经济指标预测

流域内现状城镇化程度较低，在6%左右，近年来随着城镇发展的区域差异性，流域内农村人口向城镇聚集，导致流域内城镇人口增加。经预测，2025 年总人口为31.66 万人，其中城镇人口1.88 万人，农村人口 29.78 万人；2030 年总人口为31.66 万人，其中城镇人口4.75 万人，农村人口26.91 万人。

根据流域内现有农业、工业、建筑业、第三产业基础，结合各地区国民经济“十四五”发展规划，预测2025 年国内生产总值为70.38 亿元，2030 年国内生产总值为90.40 亿元。

根据流域内各地区“十四五”水安全保障规划及相关灌区发展规划，预测2025 年农田灌溉面积0.96 万 hm2，2030 年农田灌溉面积 0.94 万 hm2，林果地灌溉面积及鱼塘补水面积维持现状不变。

流域内牲畜数量按照年增长率2%～3%预测，2025 年牲畜数量36.01 万头，其中大牲畜13.90 万头，小牲畜22.11万头；2030年牲畜数量40.98万头，其中大牲畜15.35 万头，小牲畜25.63 万头。

3.2 用水定额

居民生活用水定额预测参照DB 27/T 389-2019《吉林省地方用水定额标准》进行。2025 年居民生活需水定额城镇为115 L/（d·人）、农村为75 L/（d·人），2030 年居民生活需水定额城镇为120 L/（d·人）、农村为80 L/（d·人）。

工业、建筑业及第三产业需水定额以万元增加值计。根据各地区现状用水水平，结合产业结构及“十四五”水安全保障规划节水目标，确定用水定额。

随着流域水田节水改造工程的实施，水田灌溉需水定额有所降低，水浇地、菜田灌溉定额不变。根据各地区“十四五”水安全保障规划、DB 27/T 389-2019 及各地区灌区具体情况，预测规划水平年灌溉定额。

根据DB 27/T389-2019预测牲畜用水定额，规划水平年大牲畜50 L/（d·头），小牲畜25 L/（d·头）。

3.3 需水预测成果

经预测，2025 年流域需水总量 11 609 万 m3，其中生活913万m3，一产9 411万m3，二产1 227万m3，三产 58 万 m3；2030 年流域需水总量 12 281 万 m3，其中生活994万m3，一产9 650万m3，二产1 560万m3，三产 77 万 m3。

4 流域用水总量控制指标

沐石河流域无特殊生态环境需水要求，根据《吉林省水资源综合规划报告》《吉林省水中长期供求规划》《吉林省用水总量控制指标拟定报告》《长春市水资源综合规划》相关成果，统筹协调区域间利益关系和未来发展需求，确定沐石河流域2025 年用水总量控制指标为11 609 万m3，其中本流域地表水资源量控制指标为3 929 万m3，外流域调入地表水资源量控制指标为3 280 万m3，地下水资源量控制指标为4 400 万m3；2030 年用水总量控制指标为12 281 万m3，其中本流域地表水资源量控制指标为4 296 万m3，外流域调入地表水资源量控制指标为4 445 万m3，地下水资源量控制指标为3 540 万 m3。

5 水量分配方案

5.1 可分配水量

5.1.1 河道内需水保障情况

此次河道内生态环境需水主要计算成果是最小生态环境需水量，最小生态环境需水量指能够保证水体的基本功能，维持水体生态情况不持续恶化所需要的水量。

控制断面选取原则主要有：具有很好的代表性，可以较好地反映区域水文、水资源情况；尽量利用现有的监测断面，以便取得相应资料；尽量考虑交通方便，提高监测时效性；结合河流与县（市、区）界、水资源分区具体情况设施控制断面；流域出口设置控制断面。经分析选取浮家桥水文站、沐石河河口断面为控制性断面。

沐石河流域浮家桥水文站及河口断面生态流量的确定，采用Tennant 法计算断面的最小生态需水量。汛期取断面多年平均径流量的20%，非汛期取断面多年平均径流量的10%。沐石河流域干流无控制性水利工程，河口处生态流量下泄要求与浮家桥水文站断面取同一下泄流量，即断面最小生态水量为678 万m3。

5.1.2 地下水源配置情况

地下水按照属地原则参与配置，但不参与水量分配。根据《第二松花江流域水量分配方案》《吉林省水资源综合规划报告》《吉林省水中长期供求规划》《吉林省用水总量控制指标拟定报告》《长春市水资源调查评价》中对全省及第二松花江流域地下水配置量相关要求，并结合流域各县（市、区）现状供水结构，确定本次水量分配方案：沐石河流域2025 年配置地下水4 400 万m3，2030年配置地下水3 540 万m3，地下水利用水量未超当地地下水可利用量。

5.1.3 重要引调水工程情况

规划到2030 年沐石河流域共有调水工程1处，为松沐灌区工程，2025年工程调入德惠市的水量为3 280万m3，2030年调入德惠市的水量为4 445万m3。

5.1.4 地表水可分配水量

按照《跨省江河流域水量分配方案制订技术大纲》，根据《吉林省松花江（三岔河口以上）流域水量分配方案》分配给长春市的用水总量控制指标，在保证河道内生态环境用水、控制地下水合理开采及重大引调水工程的前提下，以流域用水总量控制指标为上限，通过长系列供需平衡计算分析，按沐石河流域出口处天然来水量排频，提出多年平均、50%，75%和90%来水频率情况下水量分配方案。2025 年多年平均情况下，地表水资源分配水量为 3 929 万 m3，允许耗损量为 2 357 万 m3；2030年多年平均情况下，地表水资源分配水量为4 296万 m3，允许耗损量为 2 578 万 m3。

5.2 河道外水量分配方案

5.2.1 地表水取用水量

2025 年多年平均条件下，沐石河流域当地地表水分配总量3 929 万m3，其中分配给九台区636万 m3，德惠市 3 293 万 m3；2030 年多年平均条件下，沐石河流域当地地表水分配总量4 296 万m3，其中分配给九台区 815 万 m3，德惠市 3 481 万 m3，分配方案见表1.

表1 地表水分配方案

流域不同来水条件下各地河道外地表水量分配份额，由各地上级水行政主管部门，视当年来水情况按同比例丰增枯减的原则，在流域年度水量调度计划中确定。

5.2.2 地表水允许耗损量估算

根据规划水平年分行业用水情况及耗损率，估算得到与本流域地表水可分配量相应的地表水允许耗损量。耗损率采用《2019 年吉林省水资源公报》成果，水田灌溉耗水率0.5，水浇地及菜田灌溉耗水率0.8，林牧渔耗水率0.9，农村生活、建筑业及牲畜耗水率1.0，工业、城镇生活及服务业耗水率0.3，生态环境耗水率0.9。

2025年多年平均条件下，沐石河流域当地地表水允许耗损量为2 357万m3，其中九台区381万m3，德惠市1 976万m3；2030年多年平均条件下，沐石河流域当地地表水允许耗损量为2 578万m3，其中九台区489万m3，德惠市2 089万m3，允许耗损量见表2。