楠溪江流域可外调水资源量分析

楠溪江流域可外调水资源量分析戴本石1蒋小浦2汤海宇3（1永嘉县水利局，325100）（2永嘉县水利勘测设计院，325100）（3浙江省水利河口研究院，310020）内容提要：在分析楠溪江流域水资源总量、水资源可利用量的基础上，根据现有水利工程和现状用水水平，探讨了楠溪江不同断面位置不同水平年不同水文年的可外调水量。关键词：楠溪江水资源可利用量生态需水量Tennant法1、楠溪江流域概述楠溪江位于浙江省东南沿海，是瓯江下游的最大支流，流域面积2436km2，其中永嘉县境内2223km2，占91.2%。其主源大源溪发源于仙居、永嘉两县交界的括苍山脉南麓，自北而南流至温州市对岸的瓯北镇汇入瓯江，干流全长142km。其中沙头以上属山溪性河道，沙头以下为感潮河道，受瓯江河口潮汐影响较大。楠溪江的主要支流有岩坦溪、张溪、鹤盛溪、小楠溪、花坦溪、五尺溪和陡门溪等。流域内植被覆盖良好，山林茂盛，多松、杉和竹，流域下游即属国家级风景旅游区——楠溪江风景区，青山绿水，风景如画，为旅游、度假的理想场所。楠溪江流域温暖湿润，四季分明，日照充足，雨量充沛，属中亚热带季风气候区。据永嘉县气象站观测资料统计，该流域多年平均气温18.2℃，极端最高气温38.2℃(出现在7月)，极端最低气温-4.2℃(出现在12月)。据流域降水特性，全年大致可为分梅汛、台汛和非汛期。4月～6月份为梅汛期，7月～10月份为台汛期，11月～次年3月为非汛期。楠溪江的支流大楠溪干流上有石柱水文站，小楠溪支流上有碧莲水文站，其控制集水面积分别为1273km2和433km2，观测资料有：水位、流量、泥沙、降水量等。流域内有鲍江、溪口、界岭、溪下、北溪、石乌、黄山等雨量站。2、楠溪江流域水资源总量估算2.1楠溪江流域降水量计算根据楠溪江流域雨量站1956～2000年逐年逐旬降水量（系列长短不一致的进行插补延长）采用泰森多边形法计算楠溪江流域逐年逐旬的面雨量。泰森多边形法的计算公式如下：式中：——流域平均面雨量；,——各雨量站的面积权重数；——各雨量站同时期降雨量。将楠溪江流域1956－2000年的流域平均面雨量进行频率分析，得楠溪江流域不同水文年的年降水量见表1。表1楠溪江不同频率年降水量频率20%50%75%95%年降水量（mm）2071.11763.21530.61244.42.2楠溪江流域径流量计算采用石柱站资料进行楠溪江流域径流量的分析计算。分析石柱站1957-1979、1980-2000年的降水径流关系如图1所示。根据石柱站1957-1979年、1980-2000年的降水径流关系进行一致性修正，并根据修正后的降雨径流关系计算楠溪江流域径流量。为便于分析计算，取两个断面计算楠溪江径流量，分别是沙头镇和楠溪江出口处。计算结果见表2。表2楠溪江不同频率水文年水资源径流量单位：亿m3频率断面75%95%沙头镇18.114.2楠溪江出口22.717.83楠溪江流域水资源可利用量估算水资源可利用量是指在可预见的时期内，在统筹考虑河道内生态环境和与红资源的基础上，通过经济合理、技术可行的措施，可供河道外生活、生产、生态用水的一次性最大水量。从这一界定出发，楠溪江流域应重点估算两个参数——即汛期难以利用的水资源量和河道内生态环境用水量。3.1汛期难以利用的水资源量根据杜晓舜、夏自强的研究[1]，汛期难以利用的水资源量与径流量在年内的分配不同有关，可以最大月径流量和最小月径流量的比值为基准，采用不同的系数来确定其弃水量。这是因为径流量年内分配越不均匀，对径流量的利用就越困难，弃水所占的比例就越大。根据表2结果选择典型年，在以典型年年内月径流量的分配过程估算楠溪江不同频率不同断面的难以利用的水资源量结果见表3。表3楠溪江流域难以利用的水资源量估算结果频率断面75%95%沙头镇6.94.8楠溪江出口8.35.83.2河道内生态环境用水量从生态环境保护的角度，河道生态环境用水量应大于等于河道生态环境需水量。从河道生态环境需水量出发，河道生态环境用水量是指用于维持水生生物正常生长及保护特殊生物和珍稀物种生存，保护和改善河流水体水质，维持河流水沙平衡、水盐平衡及河口地区生态环境平衡的水量。该领域的研究是目前国内外研究的热点之一，根据刘昌明、王西琴等前人的研究[2]，河道生态需水量采用可Tennant法，该方法是目前计算季节性变化的河流生态环境需水量的有效方法之一。这里上述方法计算生态需水量、环境需水量。计算结果见表4、5。表4楠溪江不同断面不同频率河道内生态需水量单位：亿m3断面生态效果频率75%95%沙头镇极好9.27.3非常好6.95.5好4.63.7中2.31.8差2.31.8极差00楠溪江出口极好11.59.2非常好8.66.9好5.74.6中2.92.3差2.92.3极差00因此，从保护生态环境的角度，楠溪江生态需水量的计算结果见表5。表5楠溪江生态需水量计算成果单位：亿m3频率断面75%95%沙头镇4.6～6.93.7～5.5楠溪江出口5.7～8.64.6～6.93.3楠溪江流域水资源可利用量估算根据表2、3、4、5结果计算楠溪江流域水资源可利用量结果见表6。表6楠溪江流域水资源可利用量计算成果单位：亿m3频率断面75%95%沙头镇4.3～6.63.9～5.7楠溪江出口5.8～8.75.1～7.44永嘉县楠溪江流域水资源需求量预测楠溪江流域尤其是其下游地区是永嘉县经济最具活力的区域之一，该地区经济快速发展，对水资源需求量不断提高。根据永嘉县水资源开发利用现状和总体部署，楠溪江也是菇溪、西溪、乌牛溪、温州发电厂的取水水源（或补充水源）。根据永嘉县国民经济各部门的发展规划、浙江省行业用水定额（试行本）及相关技术标准规范，预测永嘉县楠溪江流域不同水平年不同水文年的河道外生活、生产和生态需水量见表7。表7永嘉县楠溪江流域河道外水资源需求量单位：亿m3频率水平年75%95%2010沙头镇2.52.8楠溪江出口3.23.62020沙头镇4.34.6楠溪江出口4.95.35楠溪江流域可外调水资源量计算根据楠溪江水资源可利用量和永嘉县对楠溪江的水资源需求量，计算楠溪江可外调水资源量。结果见表8。表8楠溪江不同水平年可外调水资源量单位：亿m3频率水平年75%95%2010沙头镇1.8～4.11.1～2.9楠溪江出口2.6～5.51.5～3.82020沙头镇0～2.30～1.1楠溪江出口0.9～3.80～2.1结论和建议有上述分析计算可以看出，在现有水利工程和现状用水水平情况下，楠溪江沙头镇处2010年75%保证率的可外调水量约为3亿m3，95%保证率的约为2亿m3，沙头镇处2020年75%保证率的可外调水量约为1.2亿m3，95%保证率的约为0.55亿m3。楠溪江出口处2010年75%保证率可外调水量约为4亿m3，95%保证率约为2.7亿m3；2020年75%保证率的可外调水量年约为2.35亿m3，95%保证率约为1.05亿m3。需要说明的是：以上结论是在现有水利工程和现状用水水平情况下的分析结果。根据楠溪江流域规划、浙江省水资源保护和开发利用总体规划，楠溪江流域将建设源头、南岸水库，楠溪江口将建设大闸，这些工程可以有效调蓄洪水，汛期难以利用的水资源量和生态环境需水量将减少，水资源可利用量将增加，从而增加可外调水资源量，这些内容有待进一步探讨。同时本文所采用的Tennant法计算河道内生态需水量是基于目前的研究成果的一种方法，随着该领域研究的不断拓展和深入，楠溪江流域的生态环境需水量问