地表水資源可利用量計算方法探討
1、概述
水資源是重要的自然資源和經濟資源，對水資源的開發利用應有一定的程度。因此，在水資源評價工作中，不僅要評價地表水資源的數量，還要搞清地表水資源的可利用量，為合理形利用地表水資源提供科學依據。
對地表水資源可利用量的計算，通常采用的方法：一是扣損法，即選定某一頻率的代表年，在已知該年的自產水量（指當地降水產生的徑流量）、入境水量基礎上，扣除蒸發滲漏等損失，以及出境入海等不可利用的水量，求得該頻率的地表水資源可利用量。二是根據現狀中大中型水利工程設施，對各河的徑流過程以時歷法或代表年法進行調節計算，以求得某一頻率的地表水資源可利用量。上述兩種方法中，選擇代表年具有一定的任意性，而時歷法的調節計算不僅需要大量的相關資料，而且工作量繁雜。筆者結合我省地表水資源開發利用現狀，提出適合我省情況，并具有一定精度較為簡便的地表水資源可利用量計算方法。
2、地表水資源可利用量的有關因素與河道內用水量的估算
2.1頻率
地表水資源可利用量具有頻率的概念。區域地表水資源可利用量是在區域自產水量和區外流入水量的基礎上分析計算的，而不同頻率的區域自產水量和區外流入水量是不相同的。因此，地表水資源可利用量也必與頻率有關。
2.2水平年
地表水資源可利用量具有水平年的概念。不同水平年地表水的蓄、引、提等工程措施有所不同，其管理水平、調度運行方案也會有差異，因而在相同的區域自產水量和區外流入水量的條件下，地表水資源的可利用量也是不同的。
此外，河道內用水、下游地區用水以及地表水水質污染程度等因素，也將影響地表水資源的可利用量。
2.3河道內用水
河道內用水包括生產（如航運、水力發電等）和生態用水。我省水資源十分匱乏，水資源的供需矛盾非常突出。因此，對于河道內的生產用水暫不考慮，本文僅估算了河道內的生態用水。
河北省河流枯季斷流主要發生在平原地區，平原區分布的河流大多屬于大清河水系及子牙河水系，現階段改善河道內生態環境的具體目標是：大清河水系保證白洋淀不干淀，平水年白洋淀的蓄水量保持20世紀70年代平水年的水平。子牙河水系下游主要控制站——獻縣水文站平水年枯季平均流量，不小于20世紀70年代平水年的枯季平均流量。由于灤河、潮白薊運河及永定河山區的大型水庫及主要控制工程分屬水利部、北京市和天津市管理，南運河水系的兩大支流中，漳河出山口大型水庫——岳城水庫由水利部管理，衛河山區均位于河南省境內。上述河流我省均沒有調度運用權和控制能力，因此，這些河流的河道內生態用水問題難以確定。至于大清河、子牙河水系的水質污染問題，應當依靠排污企業及城市通過污水處理達標排放來解決，在目前水資源十分緊缺的情況下，不宜采用增加清水流量進行稀釋的途徑來改善水質。
通過資料分析，白洋淀20世紀70年代平水年年平均蓄水量0.69億m3，全年水面蒸發量0.94億m3，周邊的側向滲漏量0.22億m3.由此可知，要保持70年代平水年的平均蓄水量，需要入淀水量1.85億m3.因此，在最不利的情況下（如1984～1986年入淀水量為零）要使白洋淀年平均蓄水量保持0.69億m3，則需要山區水庫補水3.19億m3（沿途輸水損失按0.42考慮）。
子牙河系獻縣水文站，20世紀70年代平水年枯季平均流量為5.56m3／s，90年代為零，要維持70年代枯季平均流量需補水5.56m3／s，枯季按270d計，需要山區水庫補水2.36億m3（沿途輸水損失按0.45計）。
為了實現現階段大清河系及子牙河系河道內生態環境目標，河道內生態用水量共需5.55億m3.
3、地表水資源可利用量計算方法
我省地表水資源開發利用程度很高，現狀平水年地表水的供水量達到自產水量的55％左右；偏枯年可以達到70％左右。因而目前供水水平扣除回歸水的重復量，基本上反映了現狀地表水工程措施可能控制利用的河道外一次性最大水量。
為了能代表現狀條件下的自產水量、入境水量、出境水量及地表水的供水量，本次采用1990～2000年資料進行分析，為了顧及北京和天津兩市的用水量，我們的入境水量中扣除了引灤入津及潮白河、薊運河、永定河山區的出境水量，具體步驟如下：
（1）搜集1990～2000年自產水量、入境水量，灤河（引灤入津）、潮白、薊運和永定河山區的出境水量，以及本省地表水供水量。并分析自產水量的相應頻率，計算自產水量＋（入境水量——四河山區的出境水量）和地表供水量占該水量的比率（β，即地表水利用系數），見表1.其中1990～1997年自產水量、入境和出境水量采用《河北省水資源狀況分析報告》中的數據，該數據基本上代表了現狀水利工程狀況下地表水的最大供水量，扣除重復利用水量，即為地表水的可利用量。1998～2000年采用《河北省水資源公報》中數據，1990～2000年地表水供水量采用《河北省水資源公報》中的數據。1990～2000年自產水量的相應頻率是根據修正為現狀下墊面條件下的產流量（1956～1997年系列）計算的統計參數求得。
（2）通過資料分析，建立自產水量～“入境水量”相關圖。
（3）建立自產水量相應頻率與β相關圖。
4、平水年和偏枯水年地表水資源可利用量
由《河北省水資源狀況分析報告》可知，平水年（P=50％）的自產水量為107億m3，偏枯年（P=75％）為75.1億m3。
一般年份我省地表供水量當中70％供平原地區，而且主要是山前平原，30％供山丘區（包括山間盆地）。目前山前平原區的地下水埋深均在10m以上，地下水位遠遠低于平原河道河底高程，因而河道和渠系的滲漏損失，以及渠灌的田間滲漏水量，只能補給地下水，不可能回歸河道和渠系。近年來山區的地下水開采量發展很快，地下水年開采量由20世紀70年代末的12億m3增加到90年代末的23億m3.而這些開采井多分布在渠系較多的山間盆地，山間盆地較多的張家口、承德、唐山、秦皇島四市，山區地表水供水量和地下水開采量分別占全省山區地表水供水量和地下水開采量的80％和70％，地下水埋深一般在8m以上。由此說明，山區地表灌溉的滲漏部分，主要被地下水開采，回歸河道被重復利用部分很少，占地表水供水量不會超過5％。因此，上述計算的平水年和偏枯年的地表水供水量，基本上代表了現狀水平年沒有扣除河道內生態用水情況下的地表水資源可利用量。在自產水量＋“入境水量”中扣除現階段河道內生態用水5.55億m3之后，平水年的地表水資源可利用量為（114.7－5.55）×0.51=55.7億m3.偏枯水年的地表水資源可利用量為（77.3－5.55）×0.69=49.5億m3.
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