请问您,贮水调节池的设计补水量怎么确定?若是估算,以什么为估算的依据?

请问您,贮水调节池的设计补水量怎么确定?若是估算,以什么为估算的依据?,第1张

1、如果全部加压的话,这个设计补水量应该大于日用水量的平均时流量,不宜大于最大时流量,你可以取这两个流量的中间值即可。

2、如果部分加压,部分市压的话,补水量可以按1的流量加上市压部分的设计秒流量。

具体你可以参考建筑给排水设计规范,里面363条等等有比较详细的解释。。

景观设计水景设计施工标准

 景观设计的人工景观要素主要有文物古迹、文化遗址、园林绿化、艺术小品、商贸集市、建构筑物、广场等,下面为大家整理了一些景观设计水景设计施工标准,一起来看看吧!

 游泳池设计要求

 1,游泳池结构钢筋混凝土结构(自防水)

 2,压顶可采用花岗岩,厚度不超过50mm

 3,淋浴地面应考虑防滑及排水顺畅

 4,游泳池池壁、池底交接处阴角,台阶阴角需倒圆角

 5,游泳池下池台阶宽度不小于 350mm,高度不大于200mm(儿童游泳池台阶高度以100mm为宜)。台阶应设扶手,扶手可采用Ø50x3不锈钢管,扶手高度900MM。扶手安装采用预埋件安装。

 6,池底图案应有详细大样及材料色彩选型

 7,游泳池水处理

 设计池水在进行过滤净化前,应先将水中的杂物经过毛发聚集器进行预净化;

 过滤砂缸应选用强度高,耐腐蚀、滤速高、过滤效果好的产品,并宜安装,操作简便,外型美观,过滤介质一般采用石英砂;

 为保证泳池的水质质量,应向循环水中投加混凝剂、PH 值调整剂和除藻 剂等;泳池水必须进行消毒杀菌处理。

 8,游泳池溢流口及溢流沟设计要求

 沿池壁两侧或周边设置齐岸外溢式溢流水槽;

 溢流水槽的截面尺寸,宜按池水循环水量 10%~15%计算确定,但槽的最 小宽度宜为 200mm;

 槽内应设排水口,排水口均匀布置,排水口数量计算确定;槽底应有 1%的坡度坡向排水口;

 9,游泳池辅助用房(更衣、淋浴)

 更衣间应设置排水措施;

 淋浴间应设置冷、热水管道和排水措施;

 10,构造做法

 池壁做法 (从外到内)

 面层(玻璃马赛克或瓷片)

 20 厚 1:2 聚合物水泥砂浆

 聚合物水泥基防水涂抹 1。0 厚

 结构面板一律先清除干净(包括油污,浮浆),蜂窝麻面,用 1:25 水 泥砂浆嵌平补实

 池底做法 (从上到下)

 玻璃马赛克 (瓷片)

 20 厚 1:2 聚合物水泥砂浆

 聚合物水泥基防水涂抹 1。0 厚

 结构面板一律先清除干净(包括油污,浮浆),蜂窝麻面,用 1:25 水 泥砂浆嵌平补实

 100 厚 C10 混凝土垫层

 素土夯实>92%

 游泳池平台做法(从上到下)

 面层

 30 厚 1:3 干硬性水泥砂浆

 100 厚 C10 混凝土

 150 厚 6%水泥石粉渣

 素土夯实>92%水

 下墙体做法(水吧吧凳等)

 面层 (玻璃马赛克或面砖)

 20 厚 1:3 聚合物水泥砂浆

 砖砌

 钢筋混凝土池底

 消毒浸脚池池底构造做法

 面层(玻璃马赛克或面砖) z

 20 厚 1:3 聚合物水泥砂浆 z C20 钢筋混凝土结构

 100 厚 C10 混凝土

 150 厚 6%水泥石粉渣

 素土夯实>92%

 消毒浸脚池池壁构造做法

 面层(玻璃马赛克或面砖)

 20 厚 1:3 聚合物水泥砂浆

 C20 钢筋混凝土结构

 人工湖设计要求

 池底

 1,硬底池底构造做法1(膨润土防水毡防水)(从上到下)

 面层

 50 厚细石混凝土,配筋 Ø6@150 双向

 150 厚水泥石粉保护层膨润土防水毡素土夯实

 2,硬底池底构造做法2 (膨润土防水毡防水)(从上到下)

 面层

 40 厚细石混凝土

 300 厚回填土(塘泥)

 膨润土防水毡

 素土夯实

 3,结构板上池底构造做法

 散铺大小天然卵石(粒径 50-200)

 20 厚 1:25 水泥砂浆粘牢粒径 30-80 卵石

 20 厚防水砂浆(1:2 水泥砂浆加 5%防水剂)

 3 厚聚合物水泥基防水涂抹 z

 20 厚 1:3 水泥砂浆找平层 z 钢筋混凝土结构

 100 厚 C15 混凝土

 2:8 水泥土分层夯实

 素土夯实>92%

 池壁

 1, 膨润土防水毡防水池壁构造做法(从外到里)

 面层

 100 厚钢筋混凝土保护

 膨润土防水毡

 15 厚 1:3 水泥砂浆找平层

 钢筋混凝土结构

 2,天然石块驳岸及滚水坝构造做法(从上到下)(石块只出现在人可看到的区域)天然石块,150 厚 1:3 水泥砂浆灌缝 (或用密封油膏嵌实)

 200 厚 C20 钢筋混凝土结构

 压顶

 1,普通石材压顶构造做法1

 面层(厚度<50)20 厚防水砂浆(1:2 水泥砂浆加 5%防水剂)

 3 厚聚合物水泥基防水涂抹

 20 厚 1:3 水泥砂浆找平层

 按摩池

 1,水力按摩池水处理设计

 宜选用内水型喷嘴;

 喷嘴沿池壁布置,应高出座位坐板 020 米,其间距宜为 07~10 米,如为矩形池,喷嘴不得相对布置,以保证相互不受干扰;

 喷头进气为环境空气时,进气管管口应设调节进气量的控制管帽,且进气口应高出池内水面不小于 200mm;

 喷头进气为气泵供给时,气泵应高出池内水面不小于 200mm;

 如气泵应低于池内水面,供气管应设计成倒 U 字形,且倒 U 字型管底,应高出池内水面不小于 200mm;

 2,气泡按摩池水处理设计

 池内应设气泡躺席、气泡坐席和池底气泡;

 气泡由空气泵知道,其容量根据池内喷头、气床和池底气泡席数量确定;

 气床和气席按所带孔数计算;

 气泵位置应高处池内水面 400mm,如有困难时,供气管应设计成倒 U 形状,倒 U 形管底高出池内水面 450mm,防止池水回流到气泵系统;

 喷气嘴、喷水嘴和供气、供水管道,应采用铜管或薄壁不锈钢管;

 3, 按摩池池底构造做法

 面层

 20 厚 1:3 聚合物水泥砂浆

 钢筋混凝土池底

 4, 按摩池座椅构造做法

 面层

 20 厚 1:3 聚合物水泥砂浆

 500 厚砖砌坐凳

 钢筋混凝土池底

 5,溢流要求——同游泳池溢流设计要求

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一、总体目标和思路

根据水利部水资源[2005]362号文《水利部关于同意在桂林市开展水生态系统保护与修复试点工作的批复》和广西水利厅对漓江大水系“六江四库四湖一湿地”建设的总体思路,以及2005年以来对会仙岩溶湿地水文观测、水文地质调查成果的分析,参照广西水利电力勘测设计研究院于2005~2006年提出的会仙湿地修复水工程规划和初步设计报告[1],提出会仙岩溶湿地水系统修复的总体目标是:通过生态和工程措施,提高湿地水位和恢复湿地原有水域面积,其中将湿地核心区自然水域面积从现在的约5km2扩大到约15km2,使湿地核心区睦洞湖及周边水域的水位高程达到1490~1495m,湖泊水域水深从目前约05m增加到1m以上;并通过建立东、西两个主要控制性水利枢纽工程,使湿地东、西两边的主要排泄河谷两岸的地下水位抬升到1480m左右,并能够排除50年一遇的洪涝灾害,有效地改善湿地水质,提升湿地的生态蓄水、保水和防洪调蓄能力,有效地改善湿地植物的生存环境,恢复湿地生态系统功能,美化湿地景观。

会仙岩溶湿地水系统修复工程规划应充分遵循湿地水系统分布格局与岩溶水系统演化的自然规律,根据湿地每年都有洪水淹没的特点和不同地段地形、地质与水文地质结构条件,尤其是要充分了解湿地的岩溶封闭储水地质体结构,采用地表、地下蓄水结合,以堵蓄(拦截洪水,提高水位)为主,补水为辅,蓄、补结合的方法,以能够有效蓄水为目的。重点对湿地内疏干渠道进行回填,恢复湿地原有的自然地形地貌形态,同时修建蓄水、补水工程,结合退耕(鱼塘)还湿(沼泽、水域)和湿地周边山区(补给区)封山育林、涵养水源和水土保持等措施,达到恢复或改善湿地原有水系统环境的目的。其中,前期的科学调查、勘察和论证是确保主要水系统修复工程能够有效蓄水保水的前提。

二、湿地水资源需求分析

由于本区降雨量在时间上分布极不均匀,80%的降雨量集中分布在每年的3~8月,尤其是5~6月,加上近年来受经济利益的驱动,对湿地的人为破坏导致湿地面积急剧减少。本次调查表明,会仙岩溶湿地自1969年以来,自然湿地(湖泊、沼泽)面积已经从超过30km2减少到目前不足13km2,湿地的地表水蓄积能力减弱,水域面积的季节性变化明显,枯水季节湖泊水域面积已萎缩到不足4km2;此外,人类活动对湿地水的疏通、灌溉和养殖用水的急剧增加造成了湿地水位的快速下降,致使小池塘、沼泽季节性干枯,湖滨区域枯季抬升到水面以上,给人为的围垦、拓荒提供了客观条件,加快了湿地被蚕食的进程。因此,实际上目前湿地水资源处于一种供需不平衡状况,即水资源输入不足以维持湿地现有水域面积和生态系统的需水要求,湿地处于逐年退化的现状。

在不考虑当前湿地水资源亏损,即假定湿地当前水资源处于供需平衡状态的前提下,按照湿地修复的总体目标,使湿地水域面积扩大到15km2,湿地地表水位平均提高按最低05m计算,所需要增加的水资源总量为:

会仙岩溶湿地生态系统研究

式中:Q表 为地表水资源需求总量;S为目标蓄水区的面积,即初定为15km2;Hi为新增蓄水深度。蓄水湖泊按平均提高蓄水深度05m计算,计算的湿地地表水资源需求为750×104m3(不含湿地内生物生态需水、土壤持水、灌溉用水和人畜饮水等);如果同时考虑将湿地水域周边枯水季节地下水位提高到平水季节水位,即将当前枯季岩溶地下水位从目前的最低大约1465m高程抬升到148m左右,即平均提高15m,达到在枯水季节能维持湿地生态系统正常的需水要求,则仅按照对会仙岩溶封闭储水构造体中与地下蓄水密切相关的背斜岩溶封闭储水构造体的蓄水范围(图2-9中的第Ⅳ类储水构造体分布范围,计22132km2)计算,所需要的水资源量为:

会仙岩溶湿地生态系统研究

式中:Q地为地下蓄水工程水资源需求总量;K为地下储水体孔隙率,根据对地表岩溶孔隙度的统计,按最低10%计算;S为地下目标蓄水区面积(大约为22132×104m2);Hi为新增蓄水深度,按15m计算。计算的地下蓄水水资源需求总量为3319·8×104m3。

上述两项水资源需求总量为4069·8×104m3。

三、湿地水系统修复工程方案

根据对上述水资源需求的分析,对会仙岩溶湿地水系统进行有效的修复是十分必要的。湿地水系统修复包括生态措施和工程措施。

水系统修复的工程措施包括建设地表、地下蓄水工程,增加湿地持水与水资源调蓄能力,或实施必要的补水工程。

会仙岩溶湿地多年平均降雨量(1951~2008年)为18904mm,降水量丰富。但由于降水在时空上分布的不均匀,致使湿地每年洪水泛滥,成为广西著名的内涝区。根据良丰水文站实测的20年洪水水位资料,有10年洪水淹没至会仙岩溶湿地核心地带的分水塘;而相思江洪水几乎每年都会淹没到睦洞湖乃至整个湿地。因此,每年5~6月暴雨期间会仙岩溶湿地均会发生全境内的洪涝灾害,每次洪水一般持续3~5d,严重时延续到 7~10d。此时的地表、地下水位一致,达到150m左右。因此,在泄洪过程中,通过控制性水利枢纽工程,保持地下水位1480m是完全可行的。对于地表水蓄水需求,以凤凰水文站、良丰水文站在典型年份(1956年、1961年)洪水过程分析,用水文比拟法按集水面积模拟相思江睦洞河河口两年一遇(P=50%)洪水仅3d的泄洪量即达到2728×104m3[1],大大超过湿地地表蓄水工程的水资源需求750×104m3,因此,通过修坝围堤蓄洪基本可以满足湿地水系统修复的需水要求。但是,如果考虑湿地水质改善、枯水季节湿地内生态需水与工农业用水需求、保持湿地水系统的良性循环,适当引水补充枯水季节湿地水资源是十分必要的。

1蓄水保水工程

由于会仙湿地属于岩溶地区,区域内岩溶作用强烈,尤其是地下岩溶管道密布,依据湿地优越的水文地质条件进行科学规划,即水坝的选址应充分利用岩溶封闭储水构造体稳定、有利的封闭界面条件,配合必要的水文地质勘察,科学选址,以保证蓄水后不渗漏、能有效储水保水为目标。

根据湿地内岩溶封闭储水构造体的类型、规模(级别)、分布、性质和封闭界面稳定条件,蓄水保水工程分梯级规划和设计,各级拦河蓄水工程的范围、建坝位置和性质等各有不同(图6-2)。

(1)水资源综合调蓄控制枢纽工程——地下岩溶水库

1)目标:建成集防洪排涝(50年一遇)与调蓄水资源(主体为建设岩溶地下水库,储蓄洪水,提高湿地地下水位)于一体、可人为调控的综合控制型水利枢纽(雨季开闸泄洪和旱季关闸蓄水),既能有效地泄洪和调蓄湿地水资源,科学调度漓江、洛清江洪水,又能有效储蓄洪水,提高湿地地表、地下水位,满足湿地修复后的生态需水要求,恢复湿地环境。

2)建设地点:会仙岩溶地下蓄水工程建设应按照岩溶地下储水构造体的结构,参照前人研究与实践经验[2-6],在详细调查、勘察的基础下科学选址。依据会仙岩溶封闭储水构造体结构的封闭界面条件、地形与水系统分布,将建坝地点初步选择在湿地两条主要地表与地下水排泄通道———良丰江与相思江穿越会仙褶皱-断陷复合岩溶封闭储水构造体的封闭边围段,即东部的良丰江穿越信都组碎屑岩(XD2)河床段(大致位于桂林—阳朔二级公路附近)和西部的上泥盆统溶江组灰岩与石炭系碎屑岩接触界面以下的相思江河床段(大致位于大湾—凤凰岭之间)(图6-3)。

图6-2 会仙岩溶湿地水系统修复初步规划图

3)建设规模与主要措施:蓄水范围即岩溶地下水库为整个会仙褶皱-断陷复合岩溶封闭储水构造体,储水体主要为中、上泥盆统灰岩。枯水季节地下蓄水水位保持在1480m。建设措施包括以下方面:

● 建设东、西两个泄洪和蓄水可调控型水坝。水坝的设计应充分考虑泄洪及蓄水两方面的需求,既能在洪水高峰时快速、有效地泄洪,又能确保洪水后期能有效蓄洪,提高地下水水位和满足湿地生态需水要求。水坝的设计应满足水位的可控性或可调节性,即建成的节制闸保证在雨季能开闸泄洪,当洪水降低到蓄洪设计水位(海拔1480 m)时,能关闸蓄水,使地下水库水位控制在1480 m。

● 拓宽和清理下游河床,保证洪水排泄渠道畅通。在进行科学评估、论证的基础上,对西部凤凰峡峡谷进行拓宽或开挖排洪隧道,提高峡谷的瞬时泄洪能力。

图6-3 会仙岩溶湿地水利工程平面剖面示意图

但河道拓宽或开挖排洪隧道是一把双刃剑,如果没有强有力的管理或控制措施,就像潘多拉匣子,会使湿地快速疏干,加快湿地的退化进程,使湿地生态环境进一步恶化。因此,决策必须慎重。

(2)区域性蓄水工程——地表地下综合蓄水

1)目标:为减少东、西水利总控制枢纽控制水位过高造成蓄水库区被淹没土地过多的现象,设计以会仙褶皱-断陷复合岩溶封闭储水构造体中次一级岩溶封闭储水构造体为单位,通过完善其封闭边围条件,即依托其封闭界面(边围),通过人为措施,在湿地建立多个次一级区域性独立地表、地下蓄水体系,以储蓄洪水,扩大湖泊水域面积,提高湖泊、沼泽的地表水位(地下水位同高),形成连片的水域与规模化沼泽地,保证系统水文系统和生物生态系统的多样性为目标。

2)建设地点:应建立在不同类型的二级岩溶封闭储水构造体之间的分界线附近,即该储水系统水资源输出口附近。由于不同岩溶水文地质条件(结构)的差异,不同岩溶封闭储水构造体之间的分界线两侧的岩溶发育、水文、水化学和土壤等均有较大的差异,通常在不同次一级水文地质单元之间存在地形梯度和较大的水力坡度,个别河段,如睦洞湖的主要出口神龙桥、古桂柳运河东段社门岭附近等,甚至出现明显的跌水现象。依据湿地内各二级岩溶封闭储水构造体水文系统的独立性和封闭界面条件、地形与水系统分布,具体建坝地点(见图6-2)选择在以下位置:

● 睦洞湖构造盆地储水型岩溶封闭储水构造体:选择睦洞河与会仙河穿越(流出)该岩溶封闭储水构造体的边围处建坝,包括神龙桥和高桥储水坝。前者位于神龙桥上游约300 m的睦洞河(湖)出口(现建有五孔公路桥),有地表跌水;后者位于高桥村会仙河床的岩关组白云岩段,有堤坝,地表跌水明显。

· 东、西向斜储水型岩溶封闭储水构造体:包括西部临桂二塘-罗锦向斜和东部良丰-六塘向斜岩溶封闭储水构造体。对前者,主要为地表蓄水,建坝地点以地形条件为主。西部泄洪和蓄水可调控型水利总枢纽工程也是本二级蓄水工程的一部分,另外,选择在四塘河与太平河汇合口以下的丘陵区,河谷狭窄处建设低坝(控制地下水位1480m),同时在金鸡村南建地表可控拦河滚水坝,将地表、地下水向北导向,将地下水位提高到170m以上(现水位约165m),控制金鸡河袭夺会仙复合储水构造体的地表、地下水资源;对于后者,东部泄洪和蓄水可调控型总水坝也是本区域蓄水工程的组成部分,另外,在三塘、社门岭建区域性拦河滚水坝(蓄水坝),同时,在南部西岭(沟河桥,现河床高165m)峡谷建蓄洪坝,使海拔170m以下岩溶地下水向北流入六塘向斜岩溶封闭储水构造体。

3)建设规模与措施:蓄水工程采用以多级拦河低坝(坝高2m以下)为主,地表与地下蓄水工程相结合的思路(图6-4)。所建坝能在洪水季节开闸泄洪,洪水过后即可关闸蓄水(设泄洪与蓄水水位可控制性水文节制闸)。

图6-4 会仙岩溶湿地水库建坝选址类型

为配合睦洞湖泊湿地生态景观修复,在龙山北部(龙山与督龙村之间)开挖(拓宽)一条长约500m,宽约5~10m的渠道,促进湿地水循环,改善龙山以北的沼泽化湖泊的水质,恢复湿地生态,同时形成绕龙山的水上旅游环线。

(3)局部地表蓄水工程

1)目标:主要指在封闭界面结构不稳定的岩溶边缘低地储水构造体内围堤筑堰,回填疏干渠道,恢复原有的地形格局,形成局部地表蓄水体,蓄积地表水或保持土壤水过湿状态,恢复退化湿地(湖泊、沼泽)生态环境。

2)建设地点:岩溶边缘低地储水构造体内的低洼储水塘排水口、沟渠;集中排泄的人工水道(如清水江、古桂柳运河)。

3)建设措施:回填疏干沟渠,退耕(鱼塘)还湿、保水。对集中排泄的人工水道(如清水江、古桂柳运河),主要修筑壅水性土堤(地表堵水堤)。

回填湿地内开挖的所有疏干沟渠保水,废弃取直的河道,回归河流自然特性和湿地自然属性,恢复湿地自然蓄水性能,结合退耕(鱼塘)还湿,再建低洼沼泽地和小水塘水生环境和小生态。

疏干渠道的形成有较长的历史过程,需要认真评估和循环渐进,先易后难,尤其是要与退耕还湿、退塘还湿有机地结合,既要保证群众的生活不受根本影响,也要让生态环境得到有序恢复。因此,湿地环境知识的普及与教育意义重大。政府部门在湿地环境恢复中应着重发挥引导、综合规划和管理的作用,在实施过程中给予必要的补偿和实施产业调整,是湿地修复的必经之路。

对于一些较大的疏干沟渠,如清水河谷、睦洞河出口,有必要建成具备节制闸的拦河蓄水坝(其作用是在洪水来临前开闸排空蓄洪区的蓄水,洪水期接纳相思江倒灌的洪水,发挥湿地作为泄洪区的作用;当洪水降低到蓄洪设计水位时,即关闸蓄水),同时,改造、加固原有的围堤2570m,新修围堤232m。湿地的形成经过了自然界长期的检验,恢复到湿地的原始状态没有技术风险,但如果蓄水深度加大,鉴于本岩溶边缘低地储水构造体存在不稳定的封闭界面(第四纪湖泊沉积、粘土等)条件,在加大的水压下可能会造成地表蓄水体与地下水库连通,而影响蓄水保水功能。因此,应严格控制,使设计蓄水位不超过原有(湿地退化前)水位。

对局部有地下水渗漏历史(如长期不能蓄水的九头山水库、凤凰山睦洞河-福山清水江堵水堤)、地质情况复杂但蓄水重要的地段,必须开展详细的岩溶水文地质调查与勘探,科学选址,并查出水库、堤坝渗漏的地下管道,通过人工灌浆,构筑防水帷幕,确保湿地有效蓄水。

2补水与调水工程

虽然湿地采用以堵蓄(拦截洪水)为主的蓄水工程修复方案能够有效地拦蓄洪水,但鉴于湿地平、枯水季节补给水资源量有限,无法满足保证湿地良好水质和水循环的要求(尤其在枯水季节),因此,实施湿地补水与调水工程是十分必要的。

补水工程的主要目的是满足平、枯水季节湿地生态需水与工农业用水、改善枯水季节湿地水质,促进湿地水循环。湿地补水与调水工程包括流域外补水与流域内水资源调配两大部分。

(1)青狮潭西干渠补水工程

为流域外补水,即通过青狮潭西干渠马面支渠引青狮潭水库水补给湿地,维持枯水季节湿地的生态用水和改善湿地的水循环,保持湿地水质优良。

马面支渠现有大部分渠道年久失修或人为破坏导致沿线渗漏严重,已经不能有效地发挥其输水作用,加上青狮潭水库有效库容有限,并同时承担为漓江补水、为桂林市提供生活用水和灌溉的多重任务,能够输送到湿地的水量有限,并且马面支渠当年设计建设时主要供附近的农田灌溉,并没有考虑、也没有能力为湿地补水。根据2006~2008年调查结果,目前青狮潭水库通过马面支渠补给湿地范围的水大部分时间(用水高峰期)只能限量、限时补给到四塘乡面村、峨底村一带,即湿地的北部边缘,用水低峰时可达会仙镇督龙、文全一带,但补水量十分有限,而且在农田灌溉季节还要按计划调配供水,即隔日补水到湿地,实际年供水量不足2000×104m3,尚不能满足周边农田灌溉的需求,更不用说为湿地补水。因此,必须从桂林市水资源整体调控的层面,按照“六江四库四湖一湿地”总体布局,协调、分配水资源。可通过漓江上游正在修建的小溶江水库枯季为青狮潭补水、与斧子口水库和川江水库协调漓江补水,减少青狮潭为漓江的补水量,新增青狮潭西干渠为会仙岩溶湿地的生态补水额度。此外,加强西干渠用水管理,做好西干渠沿线不同地段的用水计划,利用每年11月至次年2月农闲季节渠道沿线灌溉需水量少却正是湿地缺水季节的大好时机,科学调配、合理利用水资源。同时,对青狮潭西干渠进行修缮、防漏,减少沿线的渠道渗漏。按照主要补水区(包括睦洞湖、分水塘和清水江流域等)最低生态需水量估算,设计增加补水流量为03~05m3/s。

(2)太平河引水工程

属于相思江流域内调水。主要措施是,依据清水江—太平河河间地块地势低洼的有利地形条件,设计引太平河水为清水江湿地枯季补水,解决清水江湿地枯水季节水资源短缺和湿地逐步退化的问题。

太平河发源于临桂县二塘乡境内,全长12km,是相思江主干支流,其上游地势低平,河流两岸有众多的湖泊(如大马塘等)、沼泽和岩溶地下水补给,河流水资源量较丰富,年平均流量43m3/s,太平圩—龙山以南地段河床深切,河水直接汇入相思江,水资源未被充分利用;而太平河与清水江之间地势低平,没有明显的地表分水岭,雨季时太平河洪水泛滥并通过清水江与太平河中段的河间地块中的低洼地——寺湖涌入清水江湿地,并在西官庄附近的清水江出口再次汇入相思江。但由于清水江出口处狭窄,并受相思江洪水顶托,致使桂梧高速公路以下至河口的清水江河段壅水形成面积达十余平方千米的滞洪区。

工程设计在四塘乡太平圩村西、大马塘以东的太平河桥下游100m处建拦河低坝和扩充原有(经太平圩、神山东村西入寺湖)的引水渠道,在平、枯水季节引太平河水补给清水江湿地,雨季沟通泄洪通道,为太平河泄洪削峰。

太平河在设计的拦水坝处高程为150m,寺湖北部分叉入水口高程也大约为1495m,引水渠道长18km,因此,设计拦水坝抬高水位2m左右,渠道坡度11‰,工程量小,措施是可行的。设计引水流量为05~1m3/s。由于设计的拦河坝下游主要为波状垄岗地貌,耕地以旱地为主,加上引水流量小,有大马塘湿地调节,不会对下游农业灌溉和生态环境造成不良影响。

(3)会仙河引水工程

会仙河位于湿地西部边缘,雨季洪水暴涨,加上河道狭窄、拦河坝众多而洪水排泄不畅,部分洪水通过地形低洼沟谷或人工修建的引水渠道汇入湿地中心(主要是睦洞湖、分水塘和莲塘),使湿地成为会仙河的重要泄洪区。但是,在枯水季节,会仙河流量较小,并且沿河修建的众多拦河坝拦截或抽水提灌主要用于灌溉周边农田,为湿地补水流量有限。本工程计划在会仙河睦洞—莫家河段原有的拦河坝、提灌站和引水渠道系统的基础上,通过加高、加固拦河坝、维修或拓宽引水渠道,进一步加大引水量和提高引水入湿地的效率,重点是在农闲时节引水补给湿地。而在农业灌溉季节,即便因河水流量小不能有效增加对湿地水量的补给,也能提高湿地周边农田的灌溉用水量,减少湿地周边农业对湿地灌溉用水的需求。

由于会仙河枯水季节流量有限,本工程仅作为湿地补水的辅助工程措施。但如果能在会仙河上游(非碳酸盐岩分布区)修建或扩建蓄水工程,提高会仙河枯水季节流量,则本工程可以发挥更大作用。

消防水池是人工建造的供固定或移动消防水泵吸水的储水设施, 是天然水源或市政给水管网的一种重要补充手段。消防用水宜于生活、生产用水合用一个水池,这样既可降低造价,又可以保证水质不变坏。若公用水池时,消防进水口必须在其他进水口之下,但不得超过6M必要时,亦可建成独立的消防水池。

一般消防水池

1、当室外给水管网能保证室外消防用水量时,消防水池的有效容量应满足在火灾延续时间内室内消防用水量的要求。当室外给水管网不能保证室外消防用水量时,消防水池的有效容量应满足在火灾延续时间内室内消防用水量与室外消防用水量不足部分之和的要求。当室外给水管网供水充足且在火灾情况下能保证连续补水时,消防水池的容量可减去火灾延续时间内补充的水量;

2、补水量应经计算确定,且补水管的设计流速不宜大于25m/s;

3、消防水池的补水时间不宜超过48h;对于缺水地区或独立的石油库区,不应超过96h;

4、容量大于500m3的消防水池,应分设成两个能独立使用的消防水池;

5、供消防车取水的消防水池应设置取水口或取水井,且吸水高度不应大于60m。取水口或取水井与建筑物(水泵房除外)的距离不宜小于15m;与甲、乙、丙类液体储罐的距离不宜小于40m;与液化石油气储罐的距离不宜小于60m,如采取防止辐射热的保护措施时,可减为40m。

6、消防水池的保护半径不应大于1500m;

7、消防用水与生产、生活用水合并的水池,应采取确保消防用水不作他用的技术措施;

8、严寒和寒冷地区的消防水池应采取防冻保护设施。水池结构自重(标准值)

一、水资源评价范围

会仙岩溶湿地水系统构成复杂,涉及范围广。本次选择会仙岩溶湿地核心区,开展湿地水资源的调查与评价。

会仙岩溶湿地核心区包括清水江流域、睦洞湖、分水塘、莲塘和秦塘湿地等,具体范围为:西部以太平河(相思江)、会仙河为界,北部以地表分水岭(也是地下水分水岭)为界,东部以良丰江为界,南部按地表分水岭圈定。由此圈定的水资源评价区总面积为18606km2。

二、水资源调查与评价方法

本次湿地水资源的调查与评价是在湿地水文地质遥感解译与地面区域调查的基础上,依托湿地已有的主要水文站的长期水文观测资料,并在核心区内选择具有代表性地段(包括岩溶泉口、岩溶地下河出口、河流控制性断面),建立湿地生态水文与水资源观测站(网)(长期或短期)(见图3-12),开展定期的水位观测与测流,并由此厘定水资源评价的各项参数。

湿地水资源结构由水资源输入、输出和结构性蓄(持)水、生态需水等主要部分组成。湿地的水资源状态取决于湿地水的输入(补给)与输出两大因素之间的平衡。水文过程稳定、生态保持良好的湿地,其水的输入(补给)与输出应该保持相对平衡状态;水输入量大于输出量的湿地处于演进状态,水域面积逐年扩大,地表、地下水位逐步升高,湿地生态逐步改良;相反,湿地水域面积逐步缩小,生态环境将逐步退化,直至衰竭。

会仙岩溶湿地地表、地下水文结构极端复杂,加上湿地区内人口密集,人类活动(包括修建储(引)水工程、泄洪导流渠道、耕地和鱼塘占用湿地及作物耗水与人畜用水等)改变了地形、地貌和水文结构及水量的均衡关系,使其水资源的结构十分复杂。按照2006年至2008年对湿地的调查结果,其核心区水资源结构可以概括成如图3-34所示。湿地水资源量评价采用如下计算方法:

会仙岩溶湿地生态系统研究

式中:Wo为湿地水资源输出量,包括湿地输出的水径流总量(Wso,Wgo)和湿地水面蒸发量We等;Wi为湿地水资源输入量,包括大气降水Wp,会仙河等外源水补给Wi外,青狮潭补水Wi青等;Weq为湿地生态需水量(可利用水资源量),包括工农业用水W用和生态需水Weq等。

图3-34 会仙岩溶湿地水资源结构模式

1水资源输入

会仙岩溶湿地核心区水资源输入主要是大气降水,其次是核心区外围外源水补给和青狮潭水库补水三大部分。

(1)大气降水

会仙岩溶湿地位于北回归线附近,属于典型的中亚热带季风气候。这里地处广西多雨地带的桂北暴雨中心南缘,降水量充沛,多年平均降雨量(1951~2008年)为18904mm,年平均最大降雨量为24527mm,年平均最少降雨量为13133mm。按照水资源评价区总面积18606km2计算,大气降水总量Wp为351727824m3。

(2)青狮潭水库补水

青狮潭水库对会仙岩溶湿地的补水主要通过北部青狮潭水库西干渠马面支渠及其众多分支渠道实施补水。补水主要用于湿地分布区内的农田灌溉,部分成为鱼塘用水或湿地的生态需水。

马面支渠系青狮潭水库西干渠的主要支渠,次一级分支渠道可及整个湿地,包括四塘乡峨底—全洞—西官庄的清水江流域,会仙镇督龙—马面—莲塘、秦村、芬塘和会仙以西等地。但是,由于青狮潭水库西干渠马面支渠补水流量有限,尤其是农忙季节还需要与其他地区分享西干渠的水资源,因此,马面支渠属于管制性补水,农忙季节(每年4~10月)实际的补水天数平均每月不足15天,加上渠道上段沿线渗漏和分流,农忙季节补水实际只能到达督龙一带,在峨底-督龙渠段通过多个出口(或次一级渠道)排向湿地,但补水量并不稳定;而督龙以南、以西、以东的陡门、马面、会仙和莫家等地的渠道长期无水补给而处于废弃状态,部分渠段已遭受严重受破坏。

根据2006~2007年对区内青狮潭西干渠对湿地补水的调查和不定期测量结果(表3-15),选择渠道进入湿地核心区入口附近的四塘峨底隧道旁、赵家南部的流量测量结果,计算的渠道年平均补水流量为0805m3/s,每年为湿地补水天数按照农忙季节平均107天、农闲季节平均151天,计算青狮潭水库对湿地的补水总量为:

会仙岩溶湿地生态系统研究

表3-15 青狮潭水库西干渠马面支渠流量实测

(3)南部驾桥岭碎屑岩山区外源水补给

会仙岩溶湿地外源水输入包括两部分,一部分为太平河通过清水江入相思江的过境洪水,另一部分为会仙河通过睦洞湖的过境洪水及枯季的引水。过境洪水在短期内会再次排出湿地。本次水资源评价中所指的外源水是指来源于西南面会仙河,通过拦河坝和引水渠道补给湿地的水资源量。

会仙河发源于驾桥岭背斜北部,临桂县六塘乡小江附近,源头建有小江车计岭水库、小江水库等。会仙河从临桂六塘乡广洞、会仙镇干上进入会仙岩溶湿地平坦的峰林平原区后,河流坡度小,河流呈九曲十八弯的形态穿越湿地西部边缘于四塘乡江头附近汇入相思江。由于地势平坦,洪水季节会仙河泛滥,大量洪水通过低洼沟谷排向会仙湿地的腹部,包括睦洞湖、分水塘、渣塘底和莲塘等,使会仙湿地成为会仙河实际的泄洪区;平、枯水季节,由于会仙河水位较低,河水不能自流到湿地,但当地群众在河道内建设有梯级的拦河堤坝,或提高水位并沿泄洪低洼沟溪修建渠道引水,或蓄水并修建提灌站(或临时抽水站)提水后通过渠道引水,主要灌溉会仙河右岸的湿地内耕地或补给鱼塘用水,部分盈余水通过渠道补给湿地。从会仙镇同助(下贝)至高桥的会仙河段,共建有13座拦河坝、4个提灌站和相关灌溉渠道、13条引水渠道(直接从会仙河拦河引水)和1条古运河(洪水季节洪水倒灌入湿地)(表3-16),还有更多的临时性抽水设施。因此,从某种意义上讲,会仙河也是会仙岩溶湿地的重要补给水源。

表3-16 会仙河拦河坝、提灌站和引水渠道

续表

以上众多的水利工程,大部分首先是用于农田灌溉、鱼塘用水和人畜饮水,农田灌溉季节即便有盈余的水间接补给湿地,补给水量也十分有限,但雨季洪水泛滥短时间补给湿地的泄洪水量比较大。其中一年大部分时间能直接补给湿地的引水渠道仅有17号、18号、21号、25号和26号等少数引水渠道。本次仅对位于睦洞七星码头(来源于蒋家、新村附近拦河坝附近的17号、18号和20号引水渠道)、山尾西部会锦公路与会仙引水渠道交汇点(来源于会仙、下堽贝拦河坝附近的21号、25号引水渠道)和潘家西会锦公路与九图-潘家(来源于干上附近的26号引水渠道)渠道断面进行了不定期水文观测。测流结果见表3-17。

表3-17 会仙河引水渠道流量测量结果

续表

由此计算出的各渠道对湿地的直接补给水量如下:

1)睦洞七星码头会仙河引水渠道:年平均流量0035m3/s,年补给水资源总量为:0035(m3/s)×365(d)×24(h/d)×60(min/h)×60(s/min)=1103760m3。

2)下堽贝-会仙-大源头引水渠道(图3-35)年补给水资源总量(采用分时段计算方法)为7147823m3。

图3-35 下堽贝-会仙-大源头引水渠道2007年流量曲线

3)会仙九图-潘家引水渠道(图3-36)年补给水资源总量(采用分时段计算方法)为15912346m3。

图3-36 会仙九图-潘家引水渠道2007年流量曲线

以上各引水渠道对湿地的直接水资源年补给总量(未包括其他引水渠农田灌溉水间接补给湿地和洪水泛滥补给湿地的水资源)Wi外为24163929m3。

2水资源输出

主要包括湿地水输出(径流总量)和蒸发等。

湿地核心区的河流输出口众多,虽然在本次研究中对一些主要河流、水点进行了观测和测流(图3-37),但由于没有建立相应的水文监测站,缺乏系统的水文实测资料。因此,其水资源输出(即排出湿地核心区的水径流)总量W径依据位于湿地边缘的良丰水文站和凤凰水文站的流量测量资料推算为182008705m3。

图3-37 清水河睦洞河流量曲线

湿地核心区的水资源蒸发主要是指河流、湖泊、沼泽、鱼塘和水田的水面蒸发。本次水资源评价将土壤和植被的叶面水分蒸发作为湿地生态需水来考虑,不列入蒸发量的计算中。对岩溶地区,由于降水快速入渗补给地下,其蒸发量在本次研究中也不纳入评价中。因此,湿地核心区蒸发总量采用如下公式计算:

会仙岩溶湿地生态系统研究

式中:We为湿地核心区蒸发总量;Sw为湿地核心区水域总面积(包括河流、湖泊、沼泽、鱼塘和水田的总面积);Ve为单位年平均蒸发量(本次采用15697mm)。

2007~2008年采用了以遥感计算机分类为主、配合实地路线调查和点上验证的方法,对会仙湿地核心区内各类湿地现状与面积进行了调查和统计,调查结果表明,2006年11月湿地核心区水域总面积为582km2(表3-18)。

表3-18 2006年11月会仙湿地核心区各类湿地遥感调查统计

根据以上数据,采用公式(3-5)计算的会仙岩溶湿地核心区蒸发总量为91356540m3。

由此计算的湿地核心区水资源输出总量为273365245m3。

3湿地工农业用水需求分析

会仙岩溶湿地工农业用水主要包括城乡生活用水、工业用水、农业用水等几个方面。根据桂林市社会统计资料[6]和前人对桂林市附近地区需(用)水现状的调查、统计和研究[7],对会仙岩溶湿地核心区的用水分析如下:

1)生活用水:会仙岩溶湿地核心区人口约5万,其中乡镇非农业人口约7000人。根据桂林市社会统计资料[6],2009年城镇人均生活用水量按照32796L/d计算,农村人均生活用水按照1245L/d计算,会仙岩溶湿地核心区内年生活用水总量为27919653m3。但是,区内广西师范大学、桂林旅游专科学校和桂林理工大学等大专院校在雁山的校区内学生、教职员工的生活用水未统计在内。校园生活用水需求及其对湿地的影响有待进一步评价。

2)城镇工业用水:会仙岩溶湿地核心区的工业主要有临桂县工业集中区,其余为位于各乡(镇)城区的乡镇企业。2008年区内工业总产值估计大约为8亿元左右。按照桂林市300m3/万元的城镇工业用水定额计算,区内的城镇工业用水总量约为24000000m3。

3)农业用水:临桂县是广西桂林主要的农产品生产区,会仙岩溶湿地又是临桂县主要的农业生产区。农产品类型主要有种植业、养殖业、果林产业等。涉及的土地利用类型主要有水田、旱地(水浇地,含菜地)、鱼塘与养殖场、林地、果园等。根据2006年对湿地核心区农业遥感土地利用调查的统计结果,结合对桂林市周边地区不同农业种植、养殖类型的农业用水指标的统计分析,对区内各类农业用水量及农业用水总量进行分析,计算结果见表3-19。

表3-19 2006年会仙岩溶湿地核心区农业遥感调查统计及用水需求分析

以上3项的湿地用水总量W用为90000533m3。

4湿地生态需水和水资源评价

除上述湿地用水(包括部分为生态需水)外,湿地的生态需水还包括以下几个主要部分(可称为湿地的直接生态需水):

1)湿地植物,包括湿地内各类湿生植物、水生植物(挺水植物、沉水植物和浮水植物)群落,生长所需要的水资源量。此类需水包括植物生长所需要的生理需水(植物茎流量)、叶面蒸腾水分等。

2)湿地的畜、禽生活需水。

3)湿地土壤持水,尤其是沼泽地土壤维持饱水状态所需要的水资源量。

4)保持湿地当前水位、面积所需要的水资源输入。

鉴于会仙岩溶湿地植物和动物资源类型的多样性、分布的复杂性、土壤结构的复杂性,本次调查尚难以查清上述湿地直接生态需水的详细需求,因此,将会仙岩溶湿地核心区内上述直接生态需水量的计算进行简化,即将其多项需水指标作为一个整体——直接生态需水进行统一考虑,即假定当前湿地的生态现状为水资源供需基本平衡,以此来计算当前湿地核心区的当前直接生态需水量。

根据上述对湿地核心区水资源结构的分析,按公式(3-4)可以列出如下湿地核心区目前可直接用于生态用水的总量Weq计算公式:

会仙岩溶湿地生态系统研究

当湿地可利用水资源量少于湿地生态需水时,湿地处于退化状态,湿地的水域面积将逐步减小,湿地地表、地下水位逐步下降,湿地植物与动物的栖息地压缩,生态逐步退化;当湿地可利用水资源量大于湿地生态需水时,湿地处于演进状态,湿地水域面积稳步增加,生态环境逐步改善。

但是,事实上当前湿地是处于逐步退化,即水资源供需处于亏损状态。因此,湿地的生态补水是十分必要的。当前,湿地不同地区的水位(地表、地下水位)并不完全一致。在湿地核心区中央,如分水塘、睦洞湖,地表、地下水位比较高,一般枯水季节在海拔1490m左右,水深03~07m,丰水季节水位在海拔1500m左右,洪峰水位甚至可达1510m左右;而在湿地的东、西相思江河谷和良丰江河谷,枯水季节地下水位通常在海拔1470m以下,地表水位在海拔1480左右,洪峰水位可达1500m左右。但总体来看,湿地的枯水与丰水季节的水位平均存在1~2m的水位差。如果将现有湖泊(含沼泽地)常年水位提高1m,使湿地逐步恢复并保持良好的生态环境状态,则所需要再增加的湿地水资源量(湿地持水量)为:

会仙岩溶湿地生态系统研究

式中:H为湿地水位增加值,m;Wr为湿地需要增加的持水总量,m3;S为湿地水域面积,m2。

S采用2006年卫星资料,通过遥感调查分析获取的面积(不含水田)29180457m2。由于水深增加后水域面积相应增大,需乘以13的系数。由上述公式计算的Wr结果为379345941m3。如果再考虑湿地今后植物增加和畜禽总量增加的生态需水以及广西师范大学、桂林旅游专科学校和桂林理工大学等大专院校在雁山校区内的学生、教职员工的生活用水等,湿地缺水现象将更加明显。对湿地进行生态补水,恢复湿地生态是十分必要的。

针对会仙岩溶湿地的水文地质结构、湿地演化历史和水文时空变化特点,其生态补水措施以分段建坝蓄洪为主要手段,其次有引外源水(主要是青狮潭西干渠补水)、跨建渠道、跨河流引水(引太平水补清水江)等几种方案。此外,生态水系统修复措施还包括湿地外围汇水区的生态环境修复(重点是植被恢复及植被结构改良、上游建补水蓄水工程(水库))等。

结合流域经济发展水平,对规划水平年(2015年)南四湖流域四个水资源计算分区,按照生活、农业、工业及生态环境用水等四项需水量采用定额法进行预测计算。

2211 宏观经济发展趋势

(1)人口发展预测

将南四湖流域人口划分为城镇人口和农村人口两部分。规划水平年(2015年)人口预测,根据近期人口增长率进行趋势外推计算。依据山东省和江苏省城市建设规划成果,并结合南四湖经济发展水平,人口增长率按6‰、城镇化率按35%计算。

南四湖流域现状年(2006年)总人口为2210万人,人口自然增长率为6‰。以2006年为总人口预测基数,按如下公式

Pn=P0(1+r)n (21)

式中:P0为现状年总人口的数量,万人;Pn为预测年末总人口的数量,万人;r和n分别为人口综合增长率和预测年限。

经式(21)计算,得出南四湖流域规划水平年(2015年)各计算分区人口预测结果,见表21。在此基础上,再根据各分区的城镇人口所占比重推出各计算分区城镇人口,见表22。

表21 南四湖流域2015年各计算分区人口预测表 单位:万人

表22 南四湖流域2015年各计算分区城镇人口预测表 单位:万人

(2)牲畜发展预测

根据山东省和江苏省2002~2006年统计年鉴,并考虑畜牧业发展规划以及对畜牧业产品需求量,预测南四湖流域规划水平年(2015年)大小牲畜的总数,年增长率采用3%计算,具体情况见表23。

表23 南四湖流域2015年各计算分区牲畜发展预测表 单位:万头

(3)工业产值预测

根据南四湖流域2003~2006年工业总产值变化情况,结合流域目前经济发展的实际状况及经济发展中期发展计划,在预测工业总产值时,取工业总产值的年增长率为70%,以2006年为现状年,到规划水平年(2015年)工业总产值为277509亿元。南四湖流域规划水平年(2015年)各计算分区预测的工业产值见表24。

表24 南四湖流域2015年各计算分区工业产值预测表 单位:亿元

(4)农业生产预测

由于南四湖流域属于水资源较为短缺地区,而且南四湖流域地区有效灌溉面积已达耕地面积的80%左右,考虑到资源约束和经济结构的调整,认为规划水平年(2015年)的有效灌溉面积维持在当前水平不再增加,即规划水平年(2015年)的有效灌溉面积取现状年(2006年)的有效灌溉面积。

据此,南四湖流域各计算分区规划水平年(2015年)预测的有效灌溉面积分别为:济宁及湖区4985万亩,湖东枣庄区926万亩,湖西菏泽区3536万亩,湖西徐州区1509万亩,总有效灌溉面积为10955万亩;然后通过水田与耕地面积的比例,将有效灌溉面积分为水田和旱地,见表25。

表25 南四湖流域2015年各计算分区有效灌溉面积预测表 单位:万亩

2212 生活需水预测

(1)生活用水定额

根据山东省和江苏省统计资料分析,现状年(2006年)南四湖流域农村生活用水定额为80L/(人·d),大牲畜用水定额为40L/(d·头),小牲畜用水定额为15L/(d·头);城镇综合生活用水指标,湖东地区为120L/(人·d),湖西地区为125L/(人·d)。据“淮河流域及山东半岛水资源开发利用调查评价报告”,考虑到生活水平的提高,人均生活用水增长以50%计算,则规划水平年(2015年)农村生活用水120L/(人·d),大小牲畜用水定额保持不变;城镇综合生活用水指标,湖东地区为180L/(人·d),湖西为1875L/(人·d)。

(2)生活需水量预测

据得到的生活用水定额,并结合流域人口和牲畜数量的预测结果(表21~表23),得南四湖流域规划水平年(2015年)各计算分区城乡生活需水量,见表26。

表26 南四湖流域2015年各计算分区城乡生活需水量预测表 单位:万m3

2213 工业需水预测

工业需水量除了与国民经济发展计划及长远规划密切相关外,还受水资源条件、工业行业结构、工艺水平等多种因素的影响。具体来讲,就是与万元产值及用水定额有关,饮用水定额的大小主要取决于水资源的重复利用率。其计算公式如下:

变环境条件下的水资源保护与可持续利用研究

式中:W工为某一水平年工业需水量,万m3;Xi为某一水平年工业产值,万元;Qi为某一水平年万元产值取水定额,m3/万;i和n分别为某一工业部门和工业部门总数。

(1)工业用水定额

以工业产值与万元产值用水量的相关关系,推求工业发展用水量。因南四湖流域用水方式、用水管理以及行业结构和产品结构的不断调整,近年来南四湖流域各计算分区的单位工业产值用水量持续降低。

工业用水定额根据万元工业产值用水量计算,参考《全国水资源综合规划》《山东省“十一五”水利发展规划》及《江苏省“十一五”水利发展规划》,确定规划水平年(2015年)火电工业用水定额为187m3/万元、一般工业用水定额为79m3/万元,乡镇工业用水定额为34m3/万元。

(2)工业需水量预测

根据式(22),以及工业产值预测结果(表24)和工业用水定额预测结果,预测南四湖流域各计算分区规划水平年(2015年)工业需水量,见表27。

表27 南四湖流域2015年各计算分区工业需水量预测表 单位:万m3

2214 农业需水预测

(1)农田灌溉需水量预测

农业灌溉需水量,是指在一定的自然条件和生产条件下,为满足农作物生育期正常生长需要补充的水量。灌溉用水与作物种植类型、种植面积、气候和降雨、灌溉方式、管理水平及工程设施等因素有关。其关系式为

变环境条件下的水资源保护与可持续利用研究

式中:W灌为某一水平年总灌溉需水量;ωij为某一分区某一水平年某种作物的灌溉面积;mij为某一分区某一水平年某种作物的灌溉定额;λi为分区灌溉水利用系数。

1)农田灌溉定额。本节采用降雨长系列计算方法设计灌溉定额,据有关部门和研究单位大量的灌溉试验所取得的有关成果,分别提出降雨频率为50%、75%和95%典型年的灌溉定额。灌溉定额可分为充分灌溉和非充分灌溉两种类型,对于水资源比较丰富的地区,一般采用充分灌溉定额;而对于水资源比较紧缺的地区,一般可采用非充分灌溉定额[40]。

根据南四湖流域的具体情况,考虑到水资源的约束和节水灌溉的发展与推广,在分析灌溉效率调查研究成果的基础上,参考“全国水资源综合规划”相关研究成果,确定规划水平年(2015年)不同保证率下各计算分区的灌溉定额,见表28。

2)灌溉水利用系数。根据《山东省水利发展“十一五”规划》及《徐州市“十一五”水利发展规划》(2006年),并综合考虑加强灌溉用水管理、推广节水灌溉技术,提高灌溉水利用系数等情况,确定南四湖流域各计算分区农业灌溉水利用系数。

表28 南四湖流域2015年各计算分区农业灌溉定额预测表 单位:m3/亩

其中,济宁及湖区是075,湖东枣庄区是065,湖西菏泽区是078,湖西徐州区是062。

3)农田灌溉需水。根据有效灌溉面积(表25)、灌溉定额预测结果(表28)和灌溉水利用系数,并依据式(23),可以预测南四湖流域各计算分区规划水平年(2015年)不同保证率下农业灌溉需水量,见表29。

表29 南四湖流域2015年各计算分区不同保证率农田灌溉需水量预测表 单位:万m3

(2)林牧渔业需水量预测

林牧渔业需水量包括林果地灌溉、草场灌溉、鱼塘补水等3项。根据南四湖流域现有林果地、草场和鱼塘情况、行业发展规划以及市场需求情况,进行林果地、草场和鱼塘灌溉面积发展指标预测。南四湖流域规划水平年(2015年)林牧渔业灌溉面积预测成果见表210。

表210 南四湖流域2015年各计算分区林牧渔业灌溉面积预测表 单位:万亩

根据现状典型年调查成果,并依据山东省和江苏省节水灌溉规划,分别确定规划水平年(2015年)林果地灌溉、草场灌溉和鱼塘补水需水定额,山东省林牧草灌溉定额采用110m3/亩,鱼塘补水定额以433m3/亩计;江苏省林牧草灌溉定额采用120m3/亩,鱼塘补水定额以467m3/亩计。综合林牧渔业灌溉面积预测成果(表210)和相对应的灌溉定额,预测出南四湖流域规划水平年(2015年)林牧渔业需水量,见表211。

表211 南四湖流域2015年各计算分区林牧渔需水量预测表 单位:万m3

(3)农业需水量预测

综合全流域农田需水量(表29)和林牧渔业需水量(表211)的预测成果,可得到南四湖流域各计算分区规划水平年(2015年)农业需水预测成果见表212。

表212 南四湖流域2015年各计算分区农业需水预测表 单位:万m3

2215 生态环境需水预测

(1)城镇生态环境需水量

城镇生态环境需水量指为保持城镇良好的生态环境所需要的水量,主要包括城镇河湖需水量、城镇绿地建设需水量和城镇环境卫生需水量。

1)城镇绿地环境需水量。据山东省城市发展规划及徐州市城市建设“十一五”发展规划,依据规划水平年(2015年)植被面积及灌溉定额,确定城镇绿地植被需水量,采用定额法计算:

WG=SGqG  (24)

式中:WG为绿地生态需水量,m3;SG为绿地面积,亩;qG为绿地灌溉定额,m3/亩。

2)城镇河湖补水量。采用定额法进行城镇河湖补水量计算。即按照现状年(2006年)的水面面积和城镇河湖补水量估算单位水面的河湖补水量,根据对规划水平年(2015年)河湖面积的预测计算所需水量。

3)城镇环境卫生需水量。采用定额法计算:

Wch=SCqG (25)

式中:Wch为环境卫生需水量,m3;SC为城市市区面积,m2;qG为单位面积的环境卫生需水定额,m3/m2。

(2)农村生态环境需水量

1)林草植被建设需水量。林草植被建设需水是指为建设、修复和保护生态系统,对林草植被进行灌溉所需要的水量,林草植被主要包括防风固沙林草等。

林草植被生态需水量采用面积定额法计算

变环境条件下的水资源保护与可持续利用研究

式中:Wp为植被生态需水量,m3;Spi为第i种植被面积,亩;qpi为i种植被灌水定额,m3/亩,参照农作物灌水定额的计算方法。

2)湖泊生态环境补水量。湖泊生态环境补水量指为维持湖泊一定的水面面积或沼泽湿地面积所需人工补充的水量。

湖泊生态环境补水量根据水面蒸发量、渗漏量、入湖径流量等按水量平衡法估算

WL=10S(E-P)+F-RL (27)

式中:WL为湖泊生态环境补水量,m3;S为需要保持的湖泊水面面积,亩;P为降水量,mm;E为水面蒸发量,mm;F为渗漏量,m3;RL为进入湖泊径流量,m3。

3)沼泽湿地生态环境补水量。沼泽湿地生态环境补水量用水量平衡法进行估算

Ww=10S(Ew-P)+F-Rw (28)

式中:Ww为沼泽湿地生态环境需水量,m3;S为需要恢复或保持的沼泽湿地面积,亩;Ew为降水量,mm;F为沼泽湿地蒸发量,mm;F为渗漏量,m3,对于底层为冰冻或者泥炭层的沼泽湿地,可近似认为渗漏量为0;Rw为进入沼泽湿地的径流量,m3。

据山东省城市发展规划及徐州市城市建设“十一五”发展规划,确定规划水平年(2015年)植被面积及灌溉定额,计算规划水平年植被型需水量;而湿地、湖泊及城镇河湖补水量,考虑渗漏、蒸发及降雨等综合因素,计算规划水平年(2015年)水面型需水量。经分析计算,南四湖流域各水平年计算分区生态环境需水量见表213。

表213 南四湖流域各水平年生态环境需水预测成果表 单位:万m3

2216 需水综合分析

综上所述,根据对南四湖流域农业、工业、生活、生态需水量的预测成果,可以得到南四湖流域现状水平年(2006年)和规划水平年(2015年)的总需水量预测成果,见表214。

表214 南四湖流域各水平年总需水量计算成果表 单位:万m3

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