子牙河系总控制站——献县水文站,20世纪70年代平水年枯季平均流量为5.56m3/s,90年代平水年枯季平均流量为0,要维持70年代枯季平均流量需补水5.56 m3/s,枯季按270天计,需要山区水库补水2.36亿m3(沿途输水损失按0.45计)。
为了实现现阶段大清河系及子牙河系河道内生态环境目标,河道内生态用水量共需5.55亿m3。
3 地表水资源可利用量计算方法
我省地表水资源开发利用程度很高,现状平水年地表水的供水量达到自产水量的55%左右;偏枯年可以达到70%左右。因而目前供水水平扣除回归水的重复量,基本上反映了现状地表水工程措施可能控制利用的河道外一次性最大水量。
为了能代表现状条件下的自产水量、入境水量、出境水量及地表水的供水量,本次采用1990~2000年资料进行分析,为了顾及北京和天津两市的用水量,我们的入境水量中扣除了引滦入津及潮白河、蓟运河、永定河山区的出境水量,具体步骤如下:
(1)搜集1990~2000年自产水量、入境水量、滦河(引滦入津)、潮白、蓟运和永定河山区的出境水量,以及本省地表水供水量。并分析自产水量的相应频率,计算自产水量+(入境-四河山区的出境水量)和地表供水量占该水量的比率(β)称地表水利用系数,见表1。其中1990~1997年自产水量、入境和出境水量采用《河北省水资源状况分析报告》中的数据,该数据基本上代表了现状水利工程状况下地表水的最大供水量,扣除重复利用水量,即为地表水的可利用量。1998~2000年采用《河北省水资源公报》中数据,1990~2000年地表水供水量采用《河北省水资源公报》中的数据。1990~2000年自产水量的相应频率,系根据修正为现状下垫面条件下的产流量1956~1997年系列计算的统计参数求得。
(2)通过资料分析,建立自产水量~入境-四河山区出境水量(入境-四河山区出境水量,简称〃入境水量〃)相关图。见图1。
(3)建立自产水量相应频率(%)与(β)地表水利用率相关图,见图2。
由图1和图2可知,上述因子之间具有较好的正相关关系,前者相关系数为0.787,后者相关系数为0.928。从表1所列数据也可以明显看出,自产水量与出、入境水量的变化趋势是同步的,这主要是因为同在一个气候区域内,区域范围也仅限于海滦河流域。根据以往的分析,海河南系与滦河流域并非同步变化,但在同一水系内的自产水量、入境水量和出境水量还是基本上同步变化。
4 河北省平水年(P=50%)和偏枯水年(P=75%)地表水资源可利用量。
由《河北省水资源状况分析报告》可知,平水年(P=50%)的自产水量107亿m3,偏枯年(P=75%)75.1亿m3。通过图1算得P=50%年自产+〃入境〃为114.7亿m3,P=75%年为77.3亿m3。由图2查得P=50%相应β=0.51,P=75%相应β=0.69,则P=50%年的地表水可供水量为58.5亿m3,P=75%年的地表水可供水量为53.3亿m3。
一般年份我省地表供水量当中70%供平原地区,而且主要是山前平原,30%供山丘区(包括山间盆地)。目前山前平原区的地下水埋深均在10米以上,地下水位远远低于平原河道河底高程,因而河道和渠系的渗漏损失,以及渠灌的田间渗漏水量,只能补给地下水,不可能回归河道和渠系,近年来山区的地下水开采量发展很快,地下水年开采量由70年代未的12亿m3,增加到90年代末的23亿m3。而这些开采井多分布在渠系较多的山间盆地,山间盆地较多的张家口、承德、唐山、秦皇岛四市,山区地表水供水量和地下水开采量分别占全省山区地表水供水量和地下水开采量80%和70%,地下水埋深一般在8m以上。由此说明,山区地表水灌溉的渗漏部分,主要被地下水开采,回归河道被重复利用部分很少,占地表水供水量不会超过百分之五。因此,上述计算的平水年和偏枯年的地表水供水量,基本上代表了现状水平年没有扣除河道内生态用水情况下的地表水资源可利用量。在自产水量+〃入境水量〃中扣除现阶段河道内生态用水5.55亿m3之后,平水年的地表水资源可利用量为(114.7-5.55)*0.51=55.7亿m3。偏枯水年的地表水资源可利用量为(77.3-5.55)*0.69=49.5亿m3。