多目标条件下安徽省江淮分水岭重点流域水量分配方案研究.pdf

49conditionsJ.Water Resources Development Research,2023,23(9):49-55.HUANG Jun.Research on water allocation scheme for key basins of the JianghuaiWater Divide in Anhui Provinceunder multi-target多目标条件下安徽省江准分水岭重点流域水量分配方案研究 J.水利发展研究，2 0 2 3，2 3（9）：4 9-55.黄军深度分析多目标条件下安微省江淮分水岭重点流域水量分配方案研究黄军（安徽省水利水电勘测设计研究总院有限公司，安徽合肥230088)摘要：针对安徽省江淮分水岭地区存在的当地降水径流少、时空分布不均衡、区域对水资源特别是优质水源的需求日益增加等问题，在保护流域生态环境的基础上，结合该区水资源开发利用现状和水资源配置工程体系构建了区域水资源配置模型，经综合考虑水资源刚性约束指标、地下水管控要求、外调水工程建设以及再生水回用等要求，拟定了该区重点流域规划年水量分配方案，旨在为区域水资源合理开发、节约、保护与利用提供支撑。关键词：水资源配置；供需平衡分析；水量分配方案；合理性分析；江淮分水岭doi:10.13928/ki.wrdr.2023.09.009开放科学（资源服务）标识码（OSID）：中图分类号：TV212.2文献标识码：B文章编号：16 7 1-14 0 8（2 0 2 3)0 9-0 0 4 9-0 7Research on water allocation scheme for key basins of the Jianghuai Water Dividein Anhui Province undermulti-target conditionsHUANG Jun(Anhui Water Conservancy and Hydropower Survey,Design and Research Institute Co.,Ltd.,Hefei230088,Anhui,China)Abstract:In response to the issues of low local precipitation and runoff,uneven spatiotemporal distribution,and increasingregional demand for water resources,especially high-quality water sources in the Jianghuai(region between Yangtye Riverand Huaihe River)watershed area of Anhui Province,a regional water resource allocation model is constructed based onthe current situation of water resources development and utilization in the area and the water resources allocation engineeringsystem.Based on the comprehensive consideration of water resources rigid constraint indicators,groundwater controlrequirements,the requirements for the construction of external water transfer projects and the reuse of recycled water,awater allocation scheme for key basins in the area has been formulated,aiming to provide support for the rational develop-ment,conservation,protection,and utilization of regional water resources.Keywords:water resources allocations,supply and demand balance analysis,water allocation scheme,rationality analy-sis,Jianghuai WaterDivide收稿日期：2 0 2 3-0 7-12作者简介：黄军（19 8 9），男，高级工程师。主要从事水资源规划、管理与保护等工作。E-mail：h u a n g j u n 39 3 12 6.c o m50水利发展研究第2 3卷2023年第9 期安徽省江淮分水岭地区位于安徽省长江、淮河之间隆起的狭长地带，具有承东启西、贯通南北的区位优势，是连接皖江城市带、合肥都市圈、皖北“四化”协调发展先行区的重要纽带。因地势高亢、当地降水径流少且时空分布不均衡，长期以来一直是安徽省干旱缺水最为严重的地区之一。近几年，随着区内合肥市、滁州市经济社会的快速发展，区域对水资源特别是优质水源的需求日益增加，使得该区河流水资源供需矛盾日益加剧。开展该区重点流域水量分配方案研究，重点对流域河道外水量分配方案的制定和合理性进行研究，对于推动区域经济发展布局与水资源配置统筹协调，维系良好生态环境和节约保护水资源具有重要意义区域概况江淮分水岭地区位于安徽省淮河和长江两大水系之间，多年平均（19 56 一2 0 16 年）降水量10 0 0mm，由降雨产生的水资源量17 2.9 2 亿m；该区水资源总量（占安徽省5.3%）与人口（占安徽省15.4%）、经济总量（占安徽省2 6.0%）不匹配，存在着水资源赋条件较差，水资源承载能力不足，部分区域对稳定、充足的优质水源的需求量高以及水资源保护压力大等问题该区现状已建成渭史杭引水工程、马山引江工程以及引江济淮工程三大源水工程。该区现状充分依托大别山佛子岭、响洪甸、白莲崖、梅山、磨子潭以及龙河口六大水库群优质水源2 1及巢湖、瓦埠湖、城东湖、城西湖、高塘湖、女山湖等水源和引江济淮、马山引江等引江水源，利用史杭和驷马山灌区“长藤结瓜”的输水干渠，连接董铺、大房郢、众兴、江巷等大中型水库调蓄场所，形成横贯东西的江淮分水岭输水通道（渭河总干渠一滁河干渠一滁河），与引江济淮、驷马山引江共同构建了“一横两纵、优水优用”的江淮丘陵骨干供水框架，基本保障了区域城乡生活、工业、农业灌溉以及河道外生态对水的需求。根据市域行政区划以及供水体系的完整性，将江淮分水岭地区划分为史河、渭河、沣河、汲河、瓦埠湖、高塘湖、池河、滁河、巢湖等重点流域，涉及六安市、合肥市、安庆市、淮南市、芜湖市以及马鞍山市共6 市，流域总面积4.37 万km，占全省总面积的比例为31.2%。现状该区重点流域分区如图1所示2分配方法及配置模型2.1基本要求2.1.1分配原则公平公正，科学合理3。考虑各行政区域经济社会和生态环境状况、水资源条件和供用水现状、未来发展用水需求，统筹兼顾流域上下游、各行政区用水关系，做到公平公正。节水优先，集约高效。按照全面建设节水型社会的要求，合理确定强化节水条件下水量分配涉及的各相关地区取用水水量份额，促进提高用水效率和效益，抑制经济社会用水过快增长。牢固树立强化节水意识，促进用水效率和效益提高，抑制经济社会用水过快增长。总量控制，保护生态 4。严格控制流域和区域取用水总量，科学安排河道内与河道外用水，合理N16280东利辛县11670东11760东117:300东118:70东118:280东11996东五河县1:89140920km泉区颖东区怀远县淮上区阜阳市，蚌埠市凤阳县潘集区明光市凤台具阜南县天长市颖上县田家鹿大通寿县淮南市高塘湖定远具池河长具来安县洋河滁州市滁河谱区瓦埠湖全椒具河庐用区肥东县合肥市包河区金赛具金安区肥西县舍山具大安市马鞍山市省政府集湖市当涂县史河aFooSz.tE舒城具霍山县鸡江区图例美湖市巢江无为市重点流域范围河湖具政府省政府湾证区繁昌区市政府桐城市河流水系17240东钢陵市南陵县宣城市界1530r0东1650东16240东1737东1830东图1江淮分水岭地区重点流域分区示意51深度分析开发利用水资源，保障河湖湿地、河流和地下水系统的基本生态用水需求，促进水资源的可持续利用和生态环境的良性循环。尊重现状，统筹兼顾。以流域和区域用水总量控制指标为约束，统筹安排生活、生产、生态用水，在尊重现状用水的情况下，统筹考虑未来发展对水资源的合理需求，科学制订水量分配方案。民主协商，行政决策。对在水量分配方案制定及实施过程中遇到的重要问题，进行反复商量、充分交换意见、集思广益，谋求取得一致意见后，采用行政决策的方式，推动问题的解决，完善水量分配成果并适时发布。2.1.2主要技术指标 5水平年：现状水平年为2 0 2 1年，参照水利部已开展的水量分配方案，规划水平年确定为2 0 30 年。分配水源：为流域内当地地表水（含过境水），不含调人调出水量。分配对象：为流域内各行政区内的用水户（含生活、生产以及河道外生态用水户）。分配控制指标：即不同保证率分配水量。根据各流域在江准分水岭所处的位置及现状工程设计保证率，综合确定不同流域水量分配方案所采用的保证率。不同流域采用的保证率区别主要在中等干旱年份，其中长江流域主要为9 0%、淮河流域以南为80%、淮河流域以北为7 5%。分配计算单元：均采用流域套行政区为单元。2.2配置模型水量分配的关键是在充分保护区域重点流域水生态环境和实现流域水资源可持续利用的前提下，通过经济合理、技术可行的措施，确定各不同流域可资利用的最大的地表水可供水量，其往往需要通过水资源配置模型计算确定。其包括水源层以及用户层，其中水源层按照地表水、地下水、非常规水源进行分类；用户层按照生活、工业、农业以及河道外生态等进行分类。在充分考虑流域可利用水量、行政区用水总量、水利工程配置水量等因素的前提下，建立水资源配置模型。利用19 56 一2 0 16年长系列水文资料进行逐月调节计算。水资源优化配置的模型为Z=maxfi(x),fi(x)G(x)0(1)式中，f（x）、f（x）为目标函数；G（x）为约束条件。2.2.1目标函数以保证重要控制断面基本生态流量（水量）为目标。其公式如下Kfi(x)=max(2)式中，x为k控制断面基本生态流量（水量）（万m/a）。主要依据已有的成果进行选择；若选取的断面无该目标值，可参照Tennant法，按照汛期10%30%、非汛期10%确定。2.2.2约束条件（1）可供水量约束。综合考虑区域需水量以及水利工程的供水能力，供水设施可提供的水量确定约束条件。其公式如下KxW(3)k=1式中，W，为i水源的可供水量（万m）；水源包括当地地表水、浅层地下水、非常规水源以及外调水工程，深层地下水按照地下水管控要求不参与配置；各水源可供水量由水量分配方案、取水许可或工程配置水量确定。（2）用水总量约束。各用户配置总量的合计值不得超过该区域行政区用水总量控制指标。其公式如下KAA(4)iminimaxk=1式中，Amin和Amax分别为h分区i用水户的需水下限与上限（万m/a）。3流域水量分配方案确定3.1水资源供需分析按照用水总量控制和水资源高效利用的要求，与江淮分水岭地区重点流域涉及到的县级行政区用水总量控制指标相衔接，结合经济社会发展指标预测成果，按照最严格水资源管理及刚性约束要求，采用定额法为基本方法，进行规划水平年不同保证率条件下（多年平均、50%、8 0%和95%）分行业需水量预测，预测方案按照SL429一20086要求进行。在需水预测的基础上，开展供水预测分析。其中基准年供水量基于现状水资源利用工程运行情况、现有工程供水能力和基准年用水需求，通过供需平衡调节计算确定。未来可供水量的预测主要根52第2 3 卷水利发展研究2023年第9 期据水资源承载能力和水资源配置方案确定，在保证基本生态环境用水要求的基础上，统筹协调河道内用水与河道外用水，基于现状调查评价和基准年供需分析，依据规划水平年需水预测与供水预测的分析成果，开展河道外水资源供需分析。江淮分水岭地区重点流域规划水平年供水平衡分析成果如表1所列7 O表1江淮分水岭地区重点流域规划水平年供水平衡分析成果亿m流域保证率需水量可供水量缺水量多年平均3.463.320.1450%3.353.210.14史河80%4.254.110.1495%4.731.922.81多年平均4.354.350.0050%4.034.030洋河80%5.115.11095%6.244.671.57多年平均4.794.790.0050%4.544.540汲河80%5.85.8095%7.096.310.78多年平均11.9811.980.0050%11.5311.530瓦埠湖80%15.6215.62095%20.6313.826.81.多年平均7.67.60.00河50%7.367.36080%9.769.760多年平均13.6813.510.1650%13.2513.250滁河75%14.8914.89095%17.6415.681.96多年平均3.053.040.0250%2.982.980高塘湖80%3.613.61095%4.63.441.16多年平均6.986.730.2650%6.766.760池河75%7.877.87095%8.056.771.27多年平均41.1141.110.0050%38.2138.210巢湖80%45.1545.15095%48.3442.046.33.2水资源配置方案在安徽省第三次水资源调查评价成果的基础上，综合考虑该区各条河流来水条件、水资源配置工程体系建设，对2 0 30 年江淮分水岭地区重点流域范围可供水量进行了预测，并根据各流域水资源供需平衡情况，最终得到2 0 30 年行政区分行业水量配置成果。从水资源配置成果来看，按照水源类型分为地表水、外调水、地下水和非常规水源四类。其中，地表水为当地地表水；地下水为浅层地下水，深层地下水按照地下水管控条例要求不参与配置；其他水源主要为雨水、矿坑涌水以及再生水等。江淮分水岭地区由于河流汇水面积小，且丰枯变化较大，因此部分地区依赖外调水保障城乡居民及农业供水安全。其中六安市主要以史杭灌区上游六大水库为水源；合肥市主要依托董铺水库、大房郢水库，利用史杭灌区引水工程、引江济淮工程以及驷马山引江工程江水西引工程外调水进行保障；滁州市外调水工程主要包括江巷水库、驷马山引江工程等【；安庆市由于涉及流域面积小，主要依托当地水源；淮南市除当地水和淮干过境水外，还包括河灌区引水工程以及引江济淮工程外调水源；马鞍山市巢湖和滁河流域主要涉及引江济淮以及驷马山引江工程；芜湖市巢湖流域主要涉及引江济淮工程。江淮分水岭地区重点流域范围内水资源配置预测结果如表2 所列3.3河道外水量分配方案按照水量分配原则，以各县区用水总量控制红线和地表水可分配水量为基础，以分配范围配置方案为依据，结合流域范围内各行政区水资源供需分析及配置成果，经综合协调后确定2 0 30年江淮分水岭地区重点流域各行政区水量分配方案（见表3），分配对象是各流域内当地地表水，不含向流域外调出水量。来水频率主要为多年平均、50%、8 0%（除滁河、池河按照7 5%进行控制）以及9 5%。3.4合理性分析3.4.1与相关成果的协调性分析各流域在开展需水预测时即按照最严格水资源管理制度以及水资源刚性约束要求，依据江准分水岭地区重点流域涉及各县区用水总量控制指标，开53深度分析表2江淮分水岭地区重点流域范围内多年平均水资源配置结果亿m当地非常规行政区流域外调水地下水小计地表水水源史河3.260.000.050.013.32洋河2.371.870.100.014.35河2.312.330.130.024.79六安市河5.850.490.000.106.45瓦埠湖0.412.380.000.132.92巢湖4.260.250.110.014.63小计18.477.320.390.2826.46河0.720.080.000.000.80瓦埠湖2.683.630.030.046.37淮南市高塘湖0.390.160.000.010.56小计3.783.880.030.057.74瓦埠湖1.571.060.040.012.69高塘湖0.700.300.030.011.04巢湖16.229.800.231.1127.35合肥市池河0.960.080.000.001.04滁河1.260.500.030.001.79小计20.7211.750.321.1333.91河0.340.000.010.000.35安庆市巢湖0.060.000.000.000.06小计0.400.000.010.000.40高塘湖0.960.450.010.011.43池河4.910.680.060.045.68滁州市滁河6.843.180.120.3510.49小计12.714.310.190.4017.61巢湖2.180.250.000.002.43马鞍山市滁河0.900.330.000.001.23小计3.080.580.000.003.66巢湖4.771.840.010.036.64芜湖市小计4.771.840.010.036.64合计63.9229.670.951.8896.43展了规划水平年需水量的外延分析，并以此为总体控制，确定流域总配置水量。在总配置水量的基础上，扣除地下水、其他水源和外流域调水后，对流域内的地表水进行水量分配，再制定不同来水条件下的水量分配方案，确保流域涉及的各行政区用水总量满足控制指标要求。江淮分水岭地区重点流域涉及到的外调水工程包括引江济淮工程、史杭引水工程、驷马山引江工程等，相关工程的配置水量均与已批复的设计文件或已印发的水量分配方案进行了衔接，以保证分配成果的合理性与可行性。表3江淮分水岭地区重点流域水量分配方案亿m地市流域名称多年平均50%75%./80%95%史河3.263.154.051.86洋河2.372.192.581.85汲河2.312.733.182.20六安市河5.855.677.57瓦埠湖0.410.410.570.51巢湖4.263.844.504.45小计18.4617.9922.45瓦埠湖1.571.511.900.79高塘湖0.700.620.400.27巢湖16.2216.6717.379.81合肥市池河0.960.890.950.41滁河1.261.160.580.57小计20.7120.8521.211.85巢湖4.774.404.893.71芜湖市小计4.774.404.893.71渭河0.340.330.45安庆市巢湖0.060.050.060.06小计0.400.380.51高塘湖0.960.960.790.59池河4.914.815.262.05滁州市滁河6.847.164.964.32小计12.7112.9311.016.96河0.720.690.98瓦埠湖2.682.522.672.35淮南市高塘湖0.390.380.280.27小计3.793.593.93巢湖2.181.932.412.01马鞍山市滁河0.900.810.410.40小计3.082.742.822.41合计63.9262.8866.813.4.2水资源开发利用水平分析根据各重点流域地表水开发利用分析成果可知，各流域间差异较大，其中超过50%以上的为沣河和高塘湖流域；4 0%50%之间的包括史河、河、池河、滁河以及巢湖流域；30%4 0%的为瓦埠湖流域；30%以下的为汲河流域。江淮分水岭地区分布有合肥都市圈以及史杭、驷马山、撮镇等大中型灌区，而水资源相对贫乏，因而水资源开发利用程度较高，当地地表水为保障流域内经济社会发展提供了重要的基础性支撑。总的来看，安徽省江淮分水岭地区重点流域水资源开发利用量低于流域水资源可利用量，部分流54第2 3 卷水利发展研究2023年第9 期表4江准分水岭地区重点流域各行政区分配份额匹配性对比分配范围农田有效灌溉面积2030年地表水分配水量流域行政区面积/km比例/%面积/万亩比例/%水量/亿m3比例/%史河六安市2.685100.060100.03.26100.0洋河六安市1 697100.011.67100.02.37100.0河六安市2200100.0132.7100.02.31100.0六安市504285.2124.977.45.8584.7淮南市3365.727.417.00.7210.4河安庆市5429.29.25.70.344.9合计5920100.0161.4100.06.91100.0合肥市155033.389.827.71.5733.8淮南市2.57455.4196.760.62.6857.4瓦埠湖六安市52611.338.111.70.418.9合计4650100.0324.7100.04.66100.0滁州市83551.44550.80.9647.0合肥市45127.825.128.40.7034.1高塘湖淮南市33920.918.420.80.3918.9合计1625100.088.5100.02.05100.0合肥市7 66455.1438.161.016.2259.0马鞍山市9927.1567.82.187.9芜湖市2.00314.4107.515.04.7717.4巢湖六安市309022.2114.916.04.2615.5安庆市1571.11.50.20.060.2合计13906100.0718.1100.027.49100.0合肥市63413.031.616.00.9616.4池河滁州市423287.016684.04.9183.6合计4.866100.0197.6100.05.87100.0合肥市1.186.619.372.825.31.2614.0马鞍山市462.17.526.49.20.9010.0滁河滁州市450273.2189.165.66.8476.0合计6.150.7100.0288.3100.09.00100.0域考虑外调水工程实施后，其水资源开发利用率较现状有一定程度的降低，因而说明水量分配成果是合理可持续的3.4.3水量份额匹配性分析江淮分水岭地区重点流域涉及的各行政区分配水量比例与行政区所占面积、区域农田有效灌溉面积对比如表4 所列。由表4 可知，在充分考虑区间外调水工程配置水量后，分配范围内分配水量所占的比例基本是匹配的。4结语制定水量分配方案是落实最严格水资源管理制度的基本要求，是加强区域水资源配置，实现水资源可持续利用，支撑经济社会可持续发展的客观需要。根据江淮分水岭地区重点流域水量分配成果，经对其用水总量、水资源开发利用水平和水量份额匹配性进行合理性分析，表明该分配方案是可行的，可为地区合理调配水资源提供依据)）参考文献：1王明明，高勋，方琼，等，西沙河河道外水量分配研究J.江苏水利，2 0 2 2（9）：2 3-2 6.2朱红史杭灌区水资源配置与调度实践J中国水利，2019(3):16-18.3郑冬燕珠江流域水量分配基本框架研究C/中国水利学会中国水利学会2 0 13学术年会论文集：S1水资源与水生55韩丽宇）（责任编辑深度分析态，2 0 1 3：4 4 4-4 4 7.4曾凤连.浅谈水权、水量分配与用水总量控制的关系J治准，2 0 1 7(1 1)：2 5-2 6.5水利部水利水电规划设计总院，跨省江河流域水量分配方案制定技术大纲 R，2 0 1 9.6中华人民共和国水利部：水资源供需预测分析技术规范：SL4292008S.北京：中国水利水电出版社，2 0 0 8.7安徽省水利水电勘测设计研究总院有限公司：安徽省重点流域水量分配方案 R，2 0 2 1.8黄军，基于用水总量控制的合肥市水资源优化配置研究 J.水利规划与设计，2 0 2 3（6）：2 5-2 9.9张坤，孟晓辰，赵宏臻，等。交溪流域河道外水量分配方案研究及合理性分析 J.水利水电快报，2 0 2 2，4 3（4）：3 8-4 1.