（一）位山干渠黄河水来水量分析

1.引水工程情况分析

由于位山干渠沉沙池池底高程低于沉沙池入一干渠口处闸底高程，位山灌区引水后，沉沙池会滞留部分黄河水，该部分黄河水一般会以蒸发、渗漏的方式消耗。某化工集团为充分利用沉沙池中滞留的黄河水，从沉沙池向某化工工业园区敷设管道，将该部分水源用于项目生产。

（1）位山引黄闸

位山引黄闸始建于1958年，1981年改建，设计流量240 m3/s，设计闸上水位41.00 m。改建后闸底高程为38.50 m（大沽基面），共8孔，单孔宽7.7 m，孔高3.0 m。其中，东三孔向一干渠输水，设计流量80.0 m3/s；西五孔向二、三干渠输水，设计流量160 m3/s。

（2）东输沙渠

东输沙渠自位山闸至王小楼东沉沙池入口，全长14.5 km，设计引水流量80.0 m3/s，渠道边坡为混凝土板全程衬砌，底宽42～45 m，边坡比为1∶2，渠底比降1∶6 000。输沙渠底比降较大，同时边坡全程衬砌，有利于输水输沙。主管部门将根据沉沙池淤积情况不定时清淤。

（3）沉沙池

位山灌区设有东、西两片沉沙池，分别利用王小楼和郝林大洼进行沉沙，占地5万余亩。东沉沙池位于位山闸下游14.5 km处，地处东阿县姜楼乡、刘集镇和聊城高新技术产业开发区顾官屯乡三乡（镇）交界，其范围北起老四干，南至王小楼，西起老郎营沟，东至西辛庄、闫庄，东沉沙池总面积15.87 km2，区内地面高程34.70 m，占地23 801亩。

东沉沙池自1968年至1976年自西向东共修建了3条沉沙条池，共占地9.2 km2。1号池总面积5 967亩，池内面积5 637亩，于1968年修建，1976年停用，池内平均淤高1.25米。2号池总面积2 956亩，池内面积2 429亩，于1970年修建，1974年停用，池内平均淤高1.28 m。目前，1号池和2号池已建成高地，并迁入新王小楼、辛庄两个村。3号池总面积4 878亩，于1973年修建，1976年投入使用，该池至今仍在使用。

根据《聊城市位山灌区沉沙池生态湿地保护与开发规划》，东沉沙池将进行扩挖清淤整治，扩挖后，1号池和3号池均投入使用，并具备蓄水功能，容积可达到868.22万m3，水面面积可达到3 391.5亩，折合226.1万m2。其水位—面积—库容关系详见表11-4、图11-3。

表11-4　东沉沙池水位—面积—库容关系表

图11-2　位山灌区东沉沙池规划后水面情况图

图11-3　水位—面积—容积关系图

2.黄河位山引黄闸引水情况分析

按照水利部的统一部署，1999年春季以来，黄委会对三门峡至利津河段实施统一水量调度。为搞好黄河水量调度工作，缓解山东省用水矛盾、确保黄河不断流，山东省引黄供水调度管理工作实行统一调度、总量控制、以供定需、分级管理、分级负责的原则。2010年，山东省发布了“十二五”用水总量控制指标，山东省从黄河干流引水分配的指标是650 300万m3，省分配给聊城市79 200万m3。

（1）引黄天数分析

黄河可引水天数主要受黄河水位、流量、含沙量及冰凌因素的影响，同时受灌溉用水等人为因素的影响。根据艾山站水文资料和现有工程运行情况，拟定以下引水控制条件：

①含沙量控制：根据多年引黄经验，为减少引沙量，减轻渠道淤积和泥沙处理负担，黄河水流含沙量大于30 kg/m3时不引水。

②流量控制：最小可引水流量主要是参照近期黄河山东段工农业引水造成的黄河各站流量差来确定。根据《黄河下游水量调度责任制（试行）》，为保证黄河不断流，“确保利津站断面流量不低于50 m3/s”的要求，利津站最小可引水流量采用50 m3/s，艾山站的最小可引水流量为250 m3/s，即小于250 m3/s时不引水。根据防汛规定，为确保防洪安全，黄河流量大于5 000 m3/s时不引水。

③冰凌控制：冰凌期一般发生在12月、l月、2月三个月内，封冻期可引水天数按封冻期的50%考虑。

④黄河调水调沙期间不引水。

⑤水位控制：由于近几年调水调沙原因，近年位山引水闸前黄河河道河底水位降低，增加了位山闸引水难度，本次论证考虑水位因素，黄河水位低于位山闸可引水水位时不引水。

根据上述可引水条件，统计黄河艾山站1980—2015年历年逐月可引水天数。经分析，艾山站多年平均可引水天数为257天。

根据艾山站的可引水天数，通过对艾山站历年（水文年）可引水天数进行从大到小排序，计算历年可引水天数经验频率，点绘各可引水天数经验频率点据，利用“多项式”对经验频率点据进行拟合，曲线如图11-4所示。

图11-4　艾山站可引水天数经验频率拟合曲线图

根据拟合曲线求出在50%、75%、95%保证率条件下，艾山站可引水天数分别为262天、202天、142天。

根据引水天数最接近原则，并考虑小浪底水库建成运用和黄河统一调度后的现状来水条件，选取2002年6月到2003年7月作为95%保证率典型年。采用同倍比法，求得95%保证率典型年逐月可引水天数，见表11-5。

表11-5　95%供水保证率时逐月可引黄天数

（2）位山引黄闸历年引黄水量分析

根据1980—2015年引水资料分析，位山灌区多年平均引水量为101 725万m3，多年平均年引水天数为129天，其中，3—5月、9—10月多年平均引水87.2天，占总引水天数的70%。

（3）黄河来水与聊城市降雨同频率遭遇分析

黄河流域主要集水区与聊城市行政区相距较远，且黄河流域面积较大（孙口站以上为734 824 km2），而聊城市区域面积相对较小，对黄河孙口径流量与同期聊城市年平均雨量进行相关分析，相关系数仅为0.20，因此可以认定两个系列没有相关关系，两者同时发生较大干旱的可能性较小。(www.daowen.com)

（4）位山一干渠引水情况分析

根据位山一干渠兴隆庄闸2001—2015年统计资料，一干渠多年平均引黄河水21 233万m3，一干渠主要为东阿县、聊城高新技术产业开发区、聊城经济技术开发区生产生活及茌平县、高唐县农业灌溉供水。

根据2001—2015年引水资料分析，兴隆庄闸引水流量一般为30-60 m3/s，最大引水流量为84.5 m3/s，多年平均年引水天数为55.1天，其中3—5月多年平均引水33.1天，占年总引水天数的60.1%，9—10月多年平均引水9.2天，引水时间最长的年份全年共引水99天。

（二）沉沙池可引水量分析

1.引水时间拟定

结合灌区引黄灌溉，位山灌区主要引黄灌溉期为每年春季3—5月和秋季9—10月。引黄河水通过位山灌区沉沙池后，含沙量大大减少，较大含沙量一般出现在每年8—9月，充库时可以避开高含沙时段。因此，按照95%保证率进行位山闸可引水天数分析，结合灌区灌溉引水时间，东沉沙池引黄河水月份可安排在3、4、5、9、10月，一干渠设计引水流量80 m3/s，实际引水流量一般在5～60 m3/s之间，泵站设计流量为1.11 m3/s。

根据近几年引水情况，一干渠每年至少引水2次，由此可确定项目每年引沉沙池水2次。因每年灌溉引水时间不定，调节计算暂按沉沙池3月、10月每月1次引水计算。

2.沉沙池引水调节计算

本次论证将在95%供水保证率条件下进行调节计算，并以此确定向项目供水的可行性。

（1）调节计算原理

根据水量平衡原理，调节计算公式为：

∆W=W入-W供-W蒸-W渗

式中：∆W为沉沙池蓄变水量，单位：万m3/a；

W入为入库水量，单位：万m3/a；

W供为沉沙池供水量，单位：万m3/a；

W蒸为沉沙池水面蒸发损失量，单位：万m3/a；

W供为沉沙池渗漏量，单位：万m3/a。

（2）沉沙池调度运行方案

根据沉沙池现状来水量和用水量系列，采用水量平衡原理，按典型年法逐月进行连续调算，采用“计入水量损失的时历列表法”进行兴利调节计算。

①沉沙池蒸发损失量

水库水面蒸发损失深等于水库水面蒸发深与当地降水量的差值，时段水面蒸发损失水量为时段平均水面面积与水库水面蒸发损失深的乘积。本次论证计算采用东阿站1981—2015年逐月实测蒸发资料，并将其换算为E601型蒸发成果；降雨量采用东阿站1981—2015年逐月实测资料。

根据供水保证率，蒸发损失计算采用95%频率降雨量典型年确定各月蒸发、降雨量。经过分析计算，以1992年作为典型年，根据95%频率降雨量对典型年逐月蒸发量进行倍数缩放后作为东沉沙池调算的逐月蒸发量，同时选用典型年的逐月蒸发量，当蒸发与降雨差值为负时，计算中取值为0。

表11-6　东沉沙池各月水面蒸发损失计算成果表 （单位：mm）

②沉沙池渗漏水量

由于当地浅层地下水埋深较浅，一般在3 m左右，沉沙池渗漏量较少，根据实际情况，沉沙池渗漏量按月平均库容的0.5%计算。

③水库控制条件

根据沉沙池情况，沉沙池调算的起调库容为保证当地生态环境用水的库容，水位应不低于34.50 m（水深1.5 m），对应库容为309.62万m3；最大允许水位按36.5 m计算，对应库容为759.75万m3，每次蓄水均蓄满。

④项目取水调度方案

为减小项目取水对灌区内农田灌溉的影响，项目采取非均匀取水，农田灌溉期间项目不引水，农田灌溉后引取东沉沙池内灌溉尾水。在引水总量不变的情况下，通过大秦水库与地下水井联合调度取水，灌溉期间多取大秦水库地表水，非灌溉期间多取东沉沙池灌溉尾水。

3.调算结果

对东沉沙池进行典型年变动用水时历法调节计算，调算结果见表11-7。

表11-7　沉沙池黄河水调节计算成果表

考虑到某化工工业园区原取水量200万m3，东沉沙池通过调算可以满足本项目的用水需求。沉沙池滞留水量为1 033.03万m3，最低库容为310.07万m3，对应水位为34.52 m，水深1.52 m，能够满足沉沙池景观用水需求，其余引水时间的引水量均下泄至下游。

（三）水资源质量评价

项目取地表水作为生产用水，因项目设置水处理装置，对水质的适应性较强，可将进水深度处理以适合锅炉用水、循环水用水等水质要求。因此，项目需求水质为水处理装置的进水水质要求。根据水处理装置用水工艺要求，水质符合《地表水环境质量标准》（GB 3838-2002）Ⅳ类标准即可使用。经山东省水环境监测中心聊城分中心对位山灌区黄河水进行取样检测，并将检测结果与《地表水环境质量标准》（GB 3838-2002）Ⅳ类标准值对比，所检测项目基本符合Ⅳ类标准，地表水水源可以用作工业用水水源。