Faith Chan

(1.貴州省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，貴州 貴陽(yáng) 550001；2.貴州省水利投資(集團(tuán))有限責(zé)任公司，貴州 貴陽(yáng) 550001；3.諾丁漢大學(xué)，英國(guó) 諾丁漢 NG1 4BU)

1 工程概況

加榜梯田位于貴州省黔東南苗族侗族自治州從江縣西部月亮山腹地的加榜鄉(xiāng)東北面，距縣城80km。根據(jù)《貴州加榜梯田國(guó)家濕地公園總體規(guī)劃》(2016—2025)，加榜梯田濕地公園屬于新興旅游地，近年發(fā)展勢(shì)頭迅猛，年游客容量為57.4萬(wàn)人次。根據(jù)當(dāng)?shù)亟y(tǒng)計(jì)局資料顯示:2017年接待游客約10.2萬(wàn)人次。根據(jù)需水預(yù)測(cè)成果，濕地公園存在約12.2萬(wàn)m3/a的需水缺口，因此需修建下堯水庫(kù)工程以滿足加榜梯田國(guó)家濕地公園對(duì)水資源的需求。

加榜河屬于珠江流域都柳江水系，是宰便河的一級(jí)支流、孖溫河的二級(jí)支流、都柳江的三級(jí)支流。加榜河發(fā)源于加榜鄉(xiāng)雙摘坡附近，河源高程1347m，河流自西南流至東北，流經(jīng)污灰、堯貴、下堯、那江、加榜后，在引膽北折后于宰便村下游處匯入宰便河。下堯水庫(kù)壩址集水面積31.2km2，主河道河長(zhǎng)14.99km，主河道平均坡降18.65‰。

下堯水庫(kù)工程主要承擔(dān)鄉(xiāng)鎮(zhèn)供水、灌溉、農(nóng)村生活供水及濕地公園供水。工程建成后，在下放環(huán)境水量的前提下，總供水量為1813萬(wàn)m3，其中：P=95%鄉(xiāng)鎮(zhèn)供水17.4萬(wàn)m3，P=80%灌溉供水1757萬(wàn)m3，P=95%農(nóng)村人畜供水26.3萬(wàn)m3，P=95%濕地公園供水12.2萬(wàn)m3。下圖為加榜河流域水系情況。

流域水系圖

2 現(xiàn)狀供水情況

下堯水庫(kù)工程主要承擔(dān)鄉(xiāng)鎮(zhèn)供水、灌溉、農(nóng)村生活供水及濕地公園供水。選取2017年作為基準(zhǔn)年，近期水平年取5～10a，遠(yuǎn)期水平年取15～20a，選取2030年為設(shè)計(jì)水平年。根據(jù)供水對(duì)象的特點(diǎn)，結(jié)合當(dāng)?shù)厮Y源條件，供水保證率取P=95%。

加榜鄉(xiāng)總面積211.33km2，總?cè)丝?0918人，其中:集鎮(zhèn)人口1863人，農(nóng)村人口9055人。根據(jù)《從江縣縣城總體規(guī)劃》(2009—2030年)和《從江縣加榜鄉(xiāng)總體規(guī)劃》(2011—2030)，到2030年，預(yù)測(cè)加榜鄉(xiāng)集鎮(zhèn)人口為0.3萬(wàn)人。

根據(jù)從江縣水利局提供的資料，加榜鄉(xiāng)現(xiàn)有供水水源為那哥溝，設(shè)計(jì)供水量為6.1萬(wàn)m3/a，2016年實(shí)際供水量4.75萬(wàn)m3，毛用水定額為70L/d·人。

3 需水預(yù)測(cè)

3.1 集鎮(zhèn)需水預(yù)測(cè)計(jì)算

3.1.1 集鎮(zhèn)需水預(yù)測(cè)計(jì)算

根據(jù)《村鎮(zhèn)供水工程設(shè)計(jì)規(guī)范》(SL687—2014)，集鎮(zhèn)居民生活綜合用水定額取100L/d·人。根據(jù)前面對(duì)2030年供水范圍內(nèi)的人口預(yù)測(cè)，加榜鄉(xiāng)集鎮(zhèn)人口為0.3萬(wàn)人，需水量為11.0萬(wàn)m3/a。

根據(jù)加榜鄉(xiāng)規(guī)模及實(shí)際情況，集鎮(zhèn)公共用水取集鎮(zhèn)居民生活綜合用水的15%。經(jīng)計(jì)算，集鎮(zhèn)公共用水量為1.7萬(wàn)m3/a。

根據(jù)《從江縣加榜鄉(xiāng)總體規(guī)劃》(2011—2030)，到2030年，集鎮(zhèn)道路廣場(chǎng)面積4.7萬(wàn)m2，綠地面積3.28萬(wàn)m2；根據(jù)《貴州省行業(yè)用水定額》(DB 52/T 725—2011)，綠地用水定額取1.3L/(d·m2)，按半年計(jì)算，綠地用水量為1.9萬(wàn)m3/a。

未預(yù)見(jiàn)用水量取以上3項(xiàng)總和的20%，經(jīng)計(jì)算未預(yù)見(jiàn)水量為2.9萬(wàn)m3/a。

經(jīng)計(jì)算，設(shè)計(jì)水平年集鎮(zhèn)總需水量為17.5萬(wàn)m3/a，設(shè)計(jì)水平年集鎮(zhèn)需水量成果詳見(jiàn)表1。

表1 鄉(xiāng)鎮(zhèn)需水預(yù)測(cè)成果

3.1.2 集鎮(zhèn)需水預(yù)測(cè)成果合理性分析

根據(jù)《村鎮(zhèn)供水工程設(shè)計(jì)規(guī)范》(SL687—2014) 4.1.2，貴州屬于四區(qū)，最高日居民用水定額可取130L/d·人，考慮日變化系數(shù)1.3后，集鎮(zhèn)居民生活綜合用水定額取100L/d·人基本合理。

根據(jù)《村鎮(zhèn)供水工程設(shè)計(jì)規(guī)范》(SL687—2014) 4.16，經(jīng)濟(jì)條件較好的鄉(xiāng)鎮(zhèn)綠地用水定額取1.0～2.0L/(d·m2)；根據(jù)《貴州省行業(yè)用水定額》(DB 52/T 725—2011)中表4，綠地用水定額取1.3L/(d·m2)；同時(shí)結(jié)合受水區(qū)實(shí)際情況，綠地用水定額取1.3L/(d·m2)基本合理。綜上所述，需水預(yù)測(cè)基本合理。

3.1.3 集鎮(zhèn)需水、節(jié)水及再生水回用

集鎮(zhèn)供水節(jié)水措施主要考慮以下2個(gè)方面：供水管網(wǎng)的改造和節(jié)水器具的普及。

根據(jù)《從江縣國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十三個(gè)五年規(guī)劃綱要》及《從江縣加榜鄉(xiāng)總體規(guī)劃》(2011—2030)提出的要求，結(jié)合供水區(qū)發(fā)展趨勢(shì)計(jì)算得出2030年污水排放量為8.8萬(wàn)m3，考慮到再生水回用主要用于澆灑道路和綠地，由此2030年再生水可利用量為1.8萬(wàn)m3[1]。

3.1.4 集鎮(zhèn)需水供需平衡分析

考慮到加榜鄉(xiāng)現(xiàn)狀水源為那河溝(引提水)，供水保證率較低，一旦遇到干旱年份基本無(wú)水可供，因此，供需平衡分析中不考慮現(xiàn)狀水源的供水量。

在采取了節(jié)水措施的前提下，對(duì)規(guī)劃水平年的水資源供需平衡進(jìn)行分析，結(jié)果見(jiàn)表2。

由表2可見(jiàn)，在考慮再生水利用的前提下，2030年水廠出水口斷面需水15.7萬(wàn)m3，考慮水廠5%處理自用水和干管5%的輸水損失后，鄉(xiāng)鎮(zhèn)2030年毛需水量17.4萬(wàn)m3。

表2 鄉(xiāng)鎮(zhèn)供水供需平衡成果

3.2 濕地公園需水規(guī)模計(jì)算

3.2.1 濕地公園供水范圍

下堯水庫(kù)濕地公園供水范圍為加榜梯田國(guó)家濕地公園，選取2017年作為基準(zhǔn)年，近期水平年取5～10a，遠(yuǎn)期水平年取15～20a，選取2030年為設(shè)計(jì)水平年。根據(jù)供水對(duì)象的特點(diǎn)，結(jié)合當(dāng)?shù)厮Y源條件，供水保證率取P=95%。

3.2.2 濕地公園供水現(xiàn)狀

根據(jù)《貴州加榜梯田國(guó)家濕地公園總體規(guī)劃》(2016—2025)，加榜梯田國(guó)家濕地公園范圍涉及黨扭、加頁(yè)、加車、擺別、擺黨和平妹行政村，公園東起坡巖，南至污利，北抵污俄，西至污晚，規(guī)劃總面積為2916.3hm2。根據(jù)江縣水利局提供的資料，加榜梯田國(guó)家濕地公園現(xiàn)狀水源主要為當(dāng)?shù)厝?，供水量?.45萬(wàn)m3，游客綜合用水定額為150L/人[3]。

3.2.3 濕地公園發(fā)展預(yù)測(cè)

根據(jù)資料顯示，加榜梯田國(guó)家濕地公園2017年接待的游客約10.2萬(wàn)人次。公園屬于新興旅游地，近年發(fā)展勢(shì)頭迅猛，估計(jì)近期(2018—2020年)游客增長(zhǎng)率為50%，中遠(yuǎn)期(2021—2030年)具有不確定性，暫不做預(yù)測(cè)。根據(jù)加榜梯田濕地公園年游客容量57.4萬(wàn)人次，以及預(yù)測(cè)的2020年游客人數(shù)34.4萬(wàn)人次，綜合預(yù)測(cè)到2030年年游客數(shù)量為55.0萬(wàn)人次，見(jiàn)表3。

表3 加榜梯田國(guó)家濕地公園游客預(yù)測(cè)

3.2.4 濕地公園需水預(yù)測(cè)

需水預(yù)測(cè)同時(shí)還需考慮當(dāng)?shù)貪M足游客住宿的能力，至規(guī)劃水平年預(yù)計(jì)當(dāng)?shù)亟ǔ?00家農(nóng)家旅店，接待留宿游客1270人/d，接待觀光和自助觀光游客人數(shù)分別為410人/d和153人/d。

根據(jù)《給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè)》(第2冊(cè))，接待留宿游客綜合生活用水量按人均留宿1d，人均就餐、購(gòu)物及其他娛樂(lè)消費(fèi)2次計(jì)，最高日用水定額合計(jì)取400L/d·人，接待觀光游客綜合生活用水量按人均就餐、購(gòu)物及其他娛樂(lè)消費(fèi)2次計(jì)，最高日用水定額合計(jì)取100L/d·人，自助觀光游客綜合生活用水量按人均就餐、購(gòu)物及其他娛樂(lè)消費(fèi)1次計(jì)，根據(jù)公共建筑生活用水定額取50L/d·人。日變化系數(shù)取1.4，游玩時(shí)間按300d計(jì)，見(jiàn)表4。根據(jù)表4可知：規(guī)劃水平年2030年，加榜梯田國(guó)家濕地公園最高日需水量為0.056萬(wàn)m3/d，考慮1.4的日變化系數(shù)，年均用水量為11.93萬(wàn)m3/a。

表4 加榜梯田國(guó)家濕地公園游客用水預(yù)測(cè)

注日變化系數(shù)為1.4，開(kāi)放旅游時(shí)間按300d計(jì)。

3.2.5 濕地公園需水預(yù)測(cè)合理性分析

高校教師在實(shí)踐教學(xué)中應(yīng)適時(shí)對(duì)學(xué)生予以專業(yè)指導(dǎo)和心理疏導(dǎo)，鼓勵(lì)學(xué)生大膽嘗試、勇于創(chuàng)新、積極創(chuàng)業(yè)。只有借助大量的基礎(chǔ)訓(xùn)練，學(xué)生才能養(yǎng)成嫻熟的操作技術(shù)；只有在反復(fù)操作中精益求精，學(xué)生才能養(yǎng)成精雕細(xì)琢、嚴(yán)謹(jǐn)極致的工匠精神。比如，學(xué)生要通過(guò)稱量、配制溶液等基本實(shí)驗(yàn)操作形成化學(xué)實(shí)驗(yàn)技能，通過(guò)自主設(shè)計(jì)，積累掌握產(chǎn)品工藝設(shè)計(jì)技能，而不能僅靠生搬硬套教師給定的設(shè)計(jì)方案。教師要善于根據(jù)人才培養(yǎng)的需要設(shè)計(jì)系列實(shí)踐教學(xué)活動(dòng)，使學(xué)生通過(guò)大量實(shí)踐活動(dòng)逐步掌握全部技能，從而養(yǎng)成實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力，盡快適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的需要。

加榜梯田國(guó)家濕地公園需水預(yù)測(cè)人數(shù)(55萬(wàn)人次)是根據(jù)《貴州加榜梯田國(guó)家濕地公園總體規(guī)劃》(2016—2025)中游客容量(57.4萬(wàn)人次)及游客預(yù)測(cè)成果(2020年達(dá)到34.4萬(wàn)人次)進(jìn)行綜合取值，是基本合適的。

根據(jù)《給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè)》(第2冊(cè))，接待留宿游客綜合生活用水量按人均留宿1d，人均就餐、購(gòu)物及其他娛樂(lè)消費(fèi)2次計(jì)，最高日用水定額合計(jì)取400L/(d·人)；接待觀光游客綜合生活用水量按人均就餐、購(gòu)物及其他娛樂(lè)消費(fèi)2次計(jì)，最高日用水定額合計(jì)取100L/(d·人)；自助觀光游客綜合生活用水量按人均就餐、購(gòu)物及其他娛樂(lè)消費(fèi)1次計(jì)，根據(jù)公共建筑生活用水定額取50L/(d·人)。日變化系數(shù)取1.4，游玩時(shí)間按300d計(jì)。用水定額根據(jù)《給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè)》(第2冊(cè))取值也是合適的。綜上所述，加榜梯田國(guó)家濕地公園需水預(yù)測(cè)成果合理。

3.2.6 濕地公園供水、節(jié)水及再生水回用分析

根據(jù)供水區(qū)內(nèi)發(fā)展趨勢(shì)、《從江縣國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十三個(gè)五年規(guī)劃綱要》及《從江縣加榜鄉(xiāng)總體規(guī)劃》(2011—2030)提出的要求，計(jì)算2030年凈用水量為11.93萬(wàn)m3，污水排放率取0.8，則污水排放量為9.54萬(wàn)m3，中水回用率取10%，由此計(jì)算2030年再生水可利用量為0.95萬(wàn)m3。

3.2.7 濕地公園供水供需平衡分析

根據(jù)調(diào)查收集資料顯示，加榜梯田國(guó)家濕地公園現(xiàn)狀水源主要為當(dāng)?shù)厝┧Ｕ下瘦^低，設(shè)計(jì)水平年不考慮其參與平衡；在采取了節(jié)水措施的前提下，對(duì)規(guī)劃水平年的水資源供需平衡進(jìn)行計(jì)算分析，設(shè)計(jì)水平年供需平衡結(jié)果見(jiàn)表5。

3.3 灌溉需水量計(jì)算

根據(jù)工程的灌溉面積、田土比例及作物組成，采用“薄—淺—濕—曬”的灌溉制度，采用相應(yīng)作物相應(yīng)年份的灌溉定額進(jìn)行長(zhǎng)系列計(jì)算灌溉需水量。水庫(kù)為多年調(diào)節(jié)，5—8月為逐旬計(jì)算，其他月份為逐月計(jì)算。2030年灌區(qū)設(shè)計(jì)灌溉面積24.67km2，其中水田13.73km2，旱地2.93km2，稻田養(yǎng)魚(yú)(也是水田)8.67km2。

種植結(jié)構(gòu)如下：水田大季種水稻13.73km2、小季種油菜10.987km2(水田油菜復(fù)種系數(shù)1.8)；旱地大季種玉米2.93km2、小季種油菜2.93km2(旱地油菜復(fù)種系數(shù)2.0)；稻田養(yǎng)魚(yú)田大季稻田養(yǎng)魚(yú)8.67km2、小季種油菜6.93km2(稻田養(yǎng)魚(yú)油菜復(fù)種系數(shù)1.8)，合計(jì)播種面積46.187km2。

供水按日變化系數(shù)1.5計(jì)算，《節(jié)水灌溉工程技術(shù)規(guī)范》(GBT 50363—2006)管道輸水損失不低于0.95，總輸水管道總長(zhǎng)33.6km，最遠(yuǎn)端受水區(qū)與水源之間有14.4km的管道，因此管道輸水損失擬按0.95考慮。田間水利用系數(shù)η水田=0.95、η旱地=0.90、η稻田養(yǎng)魚(yú)=0.95。根據(jù)水田、稻田養(yǎng)魚(yú)、旱地的比例，加權(quán)計(jì)算得到綜合灌溉水利用系數(shù)計(jì)算如下：

0.95×[(20600×0.95+4400×0.9+13000×0.95)/

(19600+4400+13000)]=0.897

經(jīng)計(jì)算，多年平均灌溉用水量為1536萬(wàn)m3，P=80%保證率年灌溉用水量為1757萬(wàn)m3。灌溉水量計(jì)算成果見(jiàn)表6。

表6 灌溉水量計(jì)算成果

3.4 受水區(qū)總供需平衡分析

根據(jù)集鎮(zhèn)、灌溉、農(nóng)村人畜和濕地公園需水預(yù)測(cè)及供需平衡分析成果，得到受水區(qū)供水規(guī)模成果，詳見(jiàn)表7。設(shè)計(jì)水平年2030年，下堯水庫(kù)受水區(qū)總供水量為1813萬(wàn)m3，其中：P=95%集鎮(zhèn)供水17.4萬(wàn)m3，P=80%灌溉供水1757萬(wàn)m3，P=95%農(nóng)村人畜供水26.3萬(wàn)m3，P=95%濕地公園供水12.2萬(wàn)m3。

表7 受水區(qū)供水供需平衡成果

4 結(jié) 論

加榜梯田濕地公園作為一種山區(qū)濕地公園復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)，既具有天然生態(tài)系統(tǒng)特性，又具有人工受水區(qū)的特性。由于不同的濕地公園復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)具有不同的組成特點(diǎn)，因此濕地公園復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)需水量的計(jì)算并沒(méi)有較為成熟的理論和規(guī)范可作為設(shè)計(jì)依據(jù)。加榜梯田濕地公園作為具有代表性的西南山區(qū)濕地公園，包含了集鎮(zhèn)、農(nóng)村、傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)、新型養(yǎng)殖業(yè)(稻田養(yǎng)魚(yú))、山區(qū)旅游等受水對(duì)象，其需水量的分析計(jì)算成果對(duì)南方濕地公園的生態(tài)需水量計(jì)算具有一定的代表意義。從分析計(jì)算成果可以看出，加榜梯田復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)，農(nóng)業(yè)需水量仍然占據(jù)80%以上的用水量，但是傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)對(duì)當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)發(fā)展貢獻(xiàn)比例相對(duì)較小。旅游業(yè)、新型養(yǎng)殖業(yè)(稻田養(yǎng)魚(yú))的需水量所占比例不大，但對(duì)當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)有很大的貢獻(xiàn)作用。在未來(lái)的濕地公園水利工程建設(shè)中，需要進(jìn)一步普及高效節(jié)水農(nóng)業(yè)，降低傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)用水的定額，將有限的水資源更多地投入到旅游業(yè)、新型養(yǎng)殖業(yè)(稻田養(yǎng)魚(yú))等產(chǎn)業(yè)中，將極大地促進(jìn)當(dāng)?shù)剞r(nóng)民的增收，同時(shí)助力山區(qū)農(nóng)民實(shí)現(xiàn)全面脫貧。