农田退水及中水等非常规水资源循环利用在玉溪市“三湖”地区的探索与实践

玉溪市三湖生态环境保护研究与工程管理中心云南玉溪 653100

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摘要：近年来，云南省玉溪市抚仙湖、星云湖、杞麓湖地区“三湖”地区降雨普遍减少，湖泊蓄水量持续减少，形势异常严峻，为解决水资源短缺问题，玉溪市启动了“三湖”湖外水资源循环利用工程，将农田退水、初期雨水、散漏污水、中水等非常规水资源视为宝贵资源，进行循环用利用，最大限度减少污染负荷入湖。

关键词：抚仙湖、星云湖、杞麓湖；水资源；循环利用

玉溪市地处滇中，全市国土总面积15285平方公里，占云南省总面积的3.87%，辖区有珠江和红河两大流域（有极少部分属长江流域），其中珠江流域内有云南省九大高原湖泊中的三个湖泊（抚仙湖、星云湖、杞麓湖），简称“三湖”。三湖蓄水总量210.13亿m3，约占九大高原湖泊总蓄水量的70%，是玉溪市可持续发展的基础和根本保障，近年来，受全球气候变暖的影响，“三湖”地区降雨普遍减少，湖泊蓄水量持续减少，经水文分析计算，2022年抚仙湖入湖水量 1.76亿方，湖面蒸发量2.31亿方，水资源量为-0.55亿方；星云湖2022年天然入湖水量0.79亿方，湖面蒸发量0.37亿方，水资源量为0.42亿方；杞麓湖2022年天然入湖水量0.63亿方，湖面蒸发量0.45亿方，水资源量仅为0.18亿方，水资源紧缺形势异常严峻，为此，玉溪市启动实施“三湖”水资源循环利用工程，将农田退水、初期雨水、散漏污水、中水等非常规水资源视为宝贵资源，进行水资源优化配置和循环利用。

一、总体思路

节约集约“三湖”流域水资源开发利用，统筹湖泊保护和生产生活，以减少入湖污染负荷为核心，进一步优化配置水资源，一湖一策实施集生态环保基础设施、农业生产用水灌溉、高效节水水利、高标准农田改造引水、高效林业发展用水“五位一体”的“三湖”湖外水资源循环利用工程，推动农田退水、初期雨水、散漏污水、中水等水资源在湖外循环利用，实现高污染负荷水体得到有效管控、“三湖”主要入湖河流水质全面改善，确保抚仙湖水质总体保持Ⅰ类、星云湖水质Ⅴ类向好、杞麓湖水质脱劣企稳，促进生态效益、经济效益、社会效益“三提升”。

二、技术路线

坚持源头治理不动摇，按照“截得住、控得实、用得好”的要求，构建拦截、抽提、调蓄、灌溉、管理五个体系，抓实系统谋划、以供定需、时空分布、项目支撑、调蓄能力、水价改革、管理运行七项重点，实施水源、提水、蓄水、输水、用水、清水入湖、水质综合改善、抗旱防洪应急八类工程，形成“调蓄带—抽提泵站—调蓄坝塘—生产灌区—调蓄带”水资源循环利用闭环体系，最大限度从源头上削减入湖污染负荷。工程由以下五个体系组成：

（一）拦截体系。充分发挥库容分别为45.3万方、113万方、120万方的抚仙湖、星云湖、杞麓湖调蓄带拦截作用，因地制宜开展连通扩容，建设完善拦截基础设施，把农田尾水、初期雨水、散漏污水、回用中水从源头、过程、末端多级拦截后引入调蓄带，截住入湖污染负荷，实现清污分流、清水入湖。其中，在汛期拦蓄处置上，采取抽提调蓄一点、净化入湖一点、应急外排一点的方式，对水质符合入湖要求的通过河道直接入湖，对水质未达入湖要求的抽提回用，对形成洪汛威胁的应急外排（抚仙湖通过东岸截污管网外排、星云湖通过出流改道工程隧道外排、杞麓湖通过调蓄隧道外排）。

（二）抽提体系。加强已建成73座提水泵站（抚仙湖3座、星云湖40座、杞麓湖30座）运行管理，新建改建抚仙湖12座、星云湖5座、杞麓湖16座提水泵站，完善输水配套基础设施，全面提升抽提输水能力，根据流域降雨、调蓄带水位、农业和林业用水需求等情况，旱季将调蓄带蓄水抽提至高位水池后用于生产，雨季将调蓄带蓄水抽提至山区坝塘和高位水池后按需调用。

（三）调蓄体系。管好用好蓄水能力为1055万方的28个现有可用水库坝塘和高位水池（抚仙湖16个175万方、星云湖9个600万方、杞麓湖3个280万方），因地制宜开展水库坝塘连通扩容、除险加固，新建抚仙湖11个、星云湖5个、杞麓湖19个高位水池，完善蓄水配套基础设施，全面提升流域水资源调蓄能力，汛期前完成调蓄带抽空、清淤、晒塘工作，精准防控初期雨水，有效调控汛期雨水，确保初期雨水容得下、调得出，汛期雨水可调控、排得出。

（四）灌溉体系。建设完善农业灌溉、林业用水等基础设施，将调蓄带蓄水用于农业灌溉和林业发展，实现水资源循环利用。其中，抚仙湖探索划分“农业小区”网格，建设中心机房、用水管网、生物净化塘等基础设施，将调蓄带蓄水引入“农业小区”后实现网格用水小循环，剩余尾水回收引入调蓄带后进入湖外用水大循环；星云湖建设现代化高水平灌区，杞麓湖建设南岸高效节水示范灌区，发展设施农业、现代农业和生态林业，将调蓄带蓄水用于农业灌溉和林业发展。

（五）管理体系。健全科学的监测机制，定期开展水库坝塘、高位水池、入湖河道、调蓄带等水体监测，精准推动水资源循环利用；健全快速的响应机制，加强气象预警预报、水质监测、河道闸门、泵站启停之间快速联动响应，在确保汛期防洪安全的同时有效调控汛期雨水；健全精准的调度机制，根据水库坝塘、高位水池和调蓄带水量情况，精准调度分配水资源；健全高效的管护机制，明确项目管护主体和资金筹措渠道，实施常态化运行管护，强化监督考核，确保项目正常运行；健全完善的计价机制，建设完善计量基础设施，推进农业综合水价改革，实现项目可持续运行。依托五项管理机制，构建智慧管理系统，确保水资源循环利用系统高效运行。

三、工程规模

目前，“三湖”地区水资源循环利用工程拦截体系已经建成，其中抚仙湖流域建成生态调蓄带7.85公里，总库容45.3万立方米，经水文分析计算，雨季初期最大可拦蓄初期雨水41.2万立方米；星云湖建成生态调蓄带25.57公里，总库容113万立方米，经水文分析计算，雨季初期最大可拦蓄初期雨水113万立方米；杞麓湖建成生态调蓄带27.8公里，总库容120万立方米，经水文分析计算，雨季初期最大可拦蓄初期雨水102.5万立方米。下一步，将逐步配套抽提体系、调蓄体系、灌溉体系、管理体系，让拦蓄下来的农田退水、初期雨水、散漏污水、中水回用至灌区，按照“以供定需”的原则，灌区面积需根据调蓄带年汇入水量的规模来确定。

（一）抚仙湖调蓄带汇入水量和灌溉面积初步测算

1.调蓄带汇入水量。调蓄带汇入水量包含两部分，一是汇水区降雨产生的年径流量；二是汇水区范围内农田灌溉产生的退水。①年径流量。采用径流系数法进行计算，降雨量采用多年平均降雨量913mm，径流面积是调蓄带以上径流面积扣除上游水库积水面积和大坝以下不汇入调蓄带的河道径流面积，为32.73平方公里，径流系数采用第三次全国水资源调查评价水资源四级区套县级行政区成果，为0.1808，经计算，年径流量为540.3万立方米，详见下表。②农田灌溉退水量。灌溉面积采用调蓄带上游的实际灌溉面积4.68万亩，亩均灌溉用水量采用《玉溪市2021年水资源公报》公布的亩均灌溉用水量222立方米/亩，退水系数采用0.2，经计算得年退水量为207.8万立方米。年径流量与农田灌溉退水量两项合计748.1万立方米。

2.灌溉面积。为调蓄带汇入水量/亩均灌溉用水量。亩均灌溉用水量采用《玉溪市2021年水资源公报》公布的亩均灌溉用水量222立方米/亩。经计算S=748.1/222=3.37万亩。

（二）星云湖调蓄带汇入水量和灌溉面积初步测算

1.调蓄带汇入水量。调蓄带汇入水量包含两部分，一是汇水区降雨产生的年径流量；二是汇水区范围内农田灌溉产生的退水。①年径流量。采用径流系数法进行计算，降雨量采用多年平均降雨量848.7mm，径流面积是调蓄带上游12条河流集水面积之和209平方公里，但未扣除水库集水面积，径流系数采用第三次全国水资源调查评价水资源四级区套县级行政区成果，为0.1422，经计算，年径流量为2522万立方米，详见下表。②农田灌溉退水量。灌溉面积采用调蓄带上游坝区灌溉面积6.4万亩，亩均灌溉用水量采用《玉溪市2021年水资源公报》公布的亩均灌溉用水量310立方米/亩，退水系数采用0.2，经计算得年退水量为 396.8万立方米。年径流量与农田灌溉退水量两项合计2918.8万立方米。

2.灌溉面积。为调蓄带汇入水量/亩均灌溉用水量。亩均灌溉用水量采用《玉溪市2021年水资源公报》公布的亩均灌溉用水量310立方米/亩。经计算S=2918.8 /310=9.4万亩。

（三）杞麓湖调蓄带汇入水量和灌溉面积初步测算

1.调蓄带汇入水量。调蓄带汇入水量包含两部分，一是汇水区降雨产生的年径流量；二是汇水区范围内农田灌溉产生的退水。①年径流量。采用径流系数法进行计算，降雨量采用多年平均降雨量893.7mm，径流面积是调蓄带上游7条河流集水面积之和124平方公里，但未扣除水库集水面积，径流系数采用第三次全国水资源调查评价水资源四级区套县级行政区成果，为0.1565，经计算，年径流量为1734.3万立方米，详见下表。②农田灌溉退水量。灌溉面积采用调蓄带上游4个中型灌区的实际灌溉面积8.03万亩，亩均灌溉用水量采用《玉溪市2021年水资源公报》公布的亩均灌溉用水量153立方米/亩，退水系数采用0.2，经计算得年退水量为245.72万立方米。年径流量与农田灌溉退水量两项合计1980.02万立方米。

2.灌溉面积。为调蓄带汇入水量/亩均灌溉用水量。亩均灌溉用水量采用《玉溪市2021年水资源公报》公布的亩均灌溉用水量153立方米/亩。经计算S=1980.02/153= 12.9万亩。

四、项目推进中应注意的关键问题

1.应坚持低水低用的原则。“三湖”湖外水资源循环利用工程“五位一体”工程体系中虽包含高效林业发展用水工程，但调蓄带水资源应优先在坝区使用，因为玉溪市当前农业灌溉水费约为0.65元/立方米，如果抽提到山区灌溉林木，则电费将成倍增长，导致工程从经济上不合理。

2.应坚持适度截流的原则。经现场调研，目前抚仙湖21条主要入湖河道中有6条主要入湖河道汇入调蓄带；星云湖12条主要入湖河道中除大龙潭河外，其它11条河道均汇入调蓄带；杞麓湖7条主要入湖河道中除者湾河外，其它6条河道均汇入调蓄带，如果将汇入调蓄带的水资源全部抽提回用的话，将导致“三湖”水位持续下降，湖泊水动力、水环境、水生态发生改变，最终导致湖泊水质下降。

3.应坚持分期推进的原则。目前“三湖”地区水文、气象监测体系尚未健全，在计算调蓄带水资源量的时候，没有更多实测资料可参考，主要靠本地区经验公式来计算，可能导致计算结果存在一定误差，工程建设过程中建议按照低水抵用的原则，按照由近及远的顺序分期实施规划内项目，如果发现水资源无法覆盖较远灌区，则应该及时终止后续工程建设，避免造成投资损失。

五、结论

在玉溪市“三湖”降雨、水资源持续减少的背景下，玉溪市实施“三湖”湖外水资源循环利用工程，将农田退水、初期雨水、散漏污水、中水等非常规水资源视为宝贵资源进行循环用利用，对缓解“三湖”地区水资源紧缺压力和减少污染负荷入湖具有重要意义。但项目实施一定要坚持系统谋划、以供定需、低水低用、适度截流、分期推进的原则，才能发挥项目最大效益，避免投资浪费。

参考文献：

[1] 徐嘉颉李步青玉溪市全域现代化水网建设规划（2020-2035年），2020

[2] 杨文春谷桂华等玉溪市水资源公报，2021

[3] 张玉蓉顾世祥等云南省用水定额（2019 年版）

[4] 张有林何永俊等玉溪市“三湖”湖外水资源循环利用工程规划方案编制指导意见 2023

[5] 艾永智谷桂华玉溪市三湖调蓄带集水区域汛初和汛期降雨径流估算说明，2023

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