李偉，李雙

（濟南市錦繡川水庫管理處，山東濟南 250112）

濟南錦繡川水庫水資源與多目標供水研究

李偉，李雙

（濟南市錦繡川水庫管理處，山東濟南 250112）

錦繡川水庫是濟南市南部山區(qū)重要水庫，同時為全國重點水源地，擔(dān)負著防汛抗旱、農(nóng)業(yè)灌溉、城市供水等多項任務(wù)。本文通過對錦繡川水庫水資源的分析，研究當(dāng)前供水過程中存在的問題，并提出解決辦法。

濟南市；錦繡川；水資源；供水研究

錦繡川水庫位于濟南市南部山區(qū)，玉符河上游，錦繡川支流上，控制流域面積166 km2。水庫設(shè)計庫容4 100萬m3，多年來水量3 065萬m3。水庫的主要職能為防汛抗旱、農(nóng)業(yè)灌溉、城市供水、生態(tài)用水。水庫建設(shè)之初主要用于農(nóng)業(yè)灌溉，1987年開始向城市供水，為緩解市區(qū)供水壓力和保泉做出了重要貢獻，水庫2007年列為省級飲用水水源地。錦繡川水庫地勢高，水質(zhì)好，承擔(dān)了分水嶺和龍奧片區(qū)城區(qū)供水、農(nóng)業(yè)灌溉、生態(tài)補水兼顧水力發(fā)電等多目標供水任務(wù)。

1 水文分析

1.1 降雨和徑流分析

錦繡川水庫流域經(jīng)過數(shù)十年小流域治理，上游植被情況已發(fā)生了較大變化，流域內(nèi)農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)也從農(nóng)作物逐步過渡到以經(jīng)濟作物為主?，F(xiàn)經(jīng)濟等果樹已達70%，農(nóng)作物主要以小麥、玉米、地瓜為主，果樹大多數(shù)為蘋果、梨、桃、櫻桃、杏、核桃、山楂等。流域內(nèi)森林覆蓋率達到65%，8座小水庫和多個攔河壩對攔蓄來水起到了重要作用，采用長系列多年來水統(tǒng)計數(shù)學(xué)平均已不適合水庫的現(xiàn)狀。為更準確地得出錦繡川水庫典型年（平水年）的徑流量，通過對錦繡川水庫流域多年流量過程的模擬，構(gòu)建了適合于錦繡川水庫流域的SWAT分布式水文模型。該模型需要的數(shù)據(jù)包括空間地理數(shù)據(jù)（數(shù)字高程模型（DEM）、土地利用和土地覆蓋（LUCC）、土壤分類（SOIL））、屬性數(shù)據(jù)庫（土壤數(shù)據(jù)庫、天氣發(fā)生器）、氣象數(shù)據(jù)資料（實測的降水、最高最低氣溫、太陽輻射、相對濕度、站點的位置）、校準數(shù)據(jù)（實測水庫徑流監(jiān)測數(shù)據(jù)）。根據(jù)水庫1956—2009年降雨資料知，平水年降雨量644.97 mm，輸入SWAT模型后得出平水年來水量為3 065.91萬m3，并由模型對各月份來水情況進行模擬計算。

1.2 蒸發(fā)分析

由山東省《水文圖集》查得庫區(qū)多年平均年陸上水面蒸發(fā)量1 407 mm，水庫水面與陸上水面蒸發(fā)量換算系數(shù)為0.94。水庫年水面蒸發(fā)量為1 322.6 mm。根據(jù)年降水量、徑流深計算水庫蒸發(fā)深為831.8 mm。損失水量的計算庫容為1 904萬m3，相應(yīng)庫面積1.82 km2，則水庫多年平均蒸發(fā)水量為151.4萬m3。

1.3 滲漏分析

水庫壩址地質(zhì)條件中等，年滲漏損失水量按計算庫容的10%計，為189.6萬m3。平均月?lián)p失為15.8萬m3。

2 用水量分析

2.1 灌溉用水量

水庫灌區(qū)屬于中型灌區(qū)，灌溉設(shè)計保證率P=50%。

目前水庫灌溉面積逐漸萎縮，設(shè)計灌溉面積為4 000 hm2，實際灌溉面積灌溉面積1 333.33 hm2，其中農(nóng)田666.67 hm2，林果666.67 hm2。灌區(qū)農(nóng)田主要以春玉米、夏玉米、冬小麥為主，其種植比例為冬小麥和夏玉米各占80%，春玉米占20%，復(fù)種指數(shù)1.8。錦繡川水庫灌區(qū)灌溉用水定額采用《山東省農(nóng)業(yè)灌溉用水定額(試行)》。灌溉分區(qū)為Ⅲ區(qū)，按復(fù)種指數(shù)1.8計算。經(jīng)計算年灌溉用水量為315萬m3。林果灌溉制度參照類似節(jié)水工程，噴灌用水定額為1500m3／hm2，則年用水量為100萬m3。農(nóng)業(yè)灌溉總用水量為415萬m3。

2.2 城市供水水量

錦繡川水庫城市供水主要為分水嶺水廠用水和奧體中心用水。錦繡川水庫向分水嶺水廠供水規(guī)模為5萬m3/d，年用水量為1 825萬m3。為解決東部城區(qū)供水能力不足的問題，錦繡川水庫干渠通過在泉瀘的興隆山洞經(jīng)興隆水庫向奧體片區(qū)供水，日供水能力2萬m3，年用水量730萬m3。

2.3 生態(tài)用水量

為緩解濟南城區(qū)水源緊張，恢復(fù)泉城景觀，恢復(fù)河道生態(tài)功能，錦繡川水庫通過錢家、大澗溝向濟南滲漏帶補水；通過濟南電力學(xué)校校內(nèi)興濟河景觀工程，向興濟河補水。經(jīng)統(tǒng)計，年補水量為415萬m3。滲漏帶補水工作一般在春夏兩季進行，河道工作一般在春夏秋三季進行。

3 水量平衡分析

將錦繡川水庫來水量和用水量進行水量平衡計算，匯總后結(jié)果見表1。

從表1可以看出，錦繡川水庫平水年水資源短缺660萬m3，且月份分布不均，來水量最多的月份為7月和8月，用水量最多的月份為4月和5月。由于現(xiàn)階段水庫庫容有限，一般情況下水庫平水年和枯水年在用水高峰期春季將出現(xiàn)水資源短缺甚至無水可用，豐水年夏季水量豐沛，超出水庫庫容，部分年份將溢洪棄水如2013年溢洪4 054萬m3，1994年棄水6 673萬m3，導(dǎo)致水資源出現(xiàn)嚴重浪費。隨著濟南市建設(shè)進程的不斷加快，水庫的供水目標將日益增多，水庫供需矛盾將更加突出。

表1 錦繡川水庫平水年水量平衡分析表萬m3

4 對策建議

1）水庫庫區(qū)綜合治理。通過庫區(qū)綜合治理，封閉管理，杜絕游客進入水源地，徹底清除庫區(qū)內(nèi)因耕地、果林等因素導(dǎo)致的庫容萎縮，同時減少因肥料和生活污水等帶來的面源污染，從而改善凈化水質(zhì)。

2）擴庫增容。錦繡川水庫的水位～庫容曲線一直采用的是20世紀80年代初高程，經(jīng)數(shù)10年運行，水庫庫區(qū)的地形地貌有了顯著變化，當(dāng)前錦繡川水庫庫區(qū)高程從上游九曲橋至壩址處高差近40 m。經(jīng)計算清淤挖庫可增加庫容900萬m3。建議申請編制錦繡川水庫工程規(guī)模論證報告，重新核定水庫控制運用指標，增加水庫庫容。

3）加快水庫監(jiān)測設(shè)施建設(shè)。通過建立入庫站，在南營、東路、跑馬嶺等山區(qū)丘陵地區(qū)加設(shè)水文控制站，開發(fā)水資源信息管理系統(tǒng)，運用水庫汛限水位動態(tài)控制和短期降雨相結(jié)合的辦法，使水庫的水文預(yù)報更為準確，采用長系列調(diào)節(jié)計算法評估水庫水資源可利用量，確保水庫合理調(diào)度。

通過以上分析，在水資源供需矛盾日益突出的情況下，錦繡川水庫可以采取多種措施提高水資源利用率，更好地發(fā)揮供水潛力，完成多目標供水任務(wù)，促進經(jīng)濟社會與生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展。

（責(zé)任編輯 崔春梅）

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李偉（1978—），男，工程師