黑河流域水資源供需平衡分析

趙淑蘭

(遼寧省觀音閣水庫(kù)管理局,遼寧 本溪 117100)

供需平衡問題是水資源研究的核心問題之一,也是整個(gè)水資源評(píng)價(jià)的重要組成部分。供需平衡分析是區(qū)域經(jīng)濟(jì)規(guī)劃、環(huán)境保護(hù)和水資源管理、調(diào)配的重要決策依據(jù)[1]。黑河流域地表水開發(fā)利用量為33 123萬(wàn)m3,為多年平均自產(chǎn)地表水資源量68 792億m3的48.1%,開發(fā)利用程度較高。黑河金盆水庫(kù)向西安市城市及周邊灌區(qū)供水多年平均為3.7億m3,幾乎引用了黑河流域除生態(tài)用水以外的所有水量,使黑河干流峪口以上再無(wú)水源工程規(guī)劃建設(shè)的可能性。因此調(diào)整供水結(jié)構(gòu)和適度開源是水資源開發(fā)的必要之舉,通過(guò)流域水資源的合理配置,逐步調(diào)整不合理的供水結(jié)構(gòu)。

本文在黑河流域現(xiàn)有各類供水工程充分發(fā)揮現(xiàn)狀設(shè)計(jì)供水能力情況下,進(jìn)行一次供需平衡分析,摸清水資源缺口情況,通過(guò)采取節(jié)水措施和規(guī)劃新建水源工程,達(dá)到二次供需平衡。通過(guò)對(duì)流域的二次供需平衡分析表明,相關(guān)措施基本緩解了黑河流域水資源供需矛盾,保障了流域社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。

1 黑河流域水資源概況

1.1 水資源分區(qū)

黑河流域位于陜西省水資源4級(jí)分區(qū)寶雞峽到咸陽(yáng)南岸區(qū)(D050520)范圍內(nèi),按照黑河流域地形地貌特點(diǎn)及水資源情況可把流域分為2個(gè)水資源5級(jí)區(qū):

(1)源頭至黑峪口分區(qū)。為黑河源頭至黑峪口,結(jié)合黑河流域地形地貌特點(diǎn)進(jìn)行劃分;地貌類型為中高山區(qū)包括陳河鄉(xiāng)、厚軫子鄉(xiāng)、板房子鄉(xiāng)、王家河鄉(xiāng)以及集賢鎮(zhèn)、駱峪鄉(xiāng)、馬召鎮(zhèn)、樓觀臺(tái)鎮(zhèn)的部分,面積為1 887 km2,域內(nèi)人口稀少,水資源開發(fā)利用程度較低,為黑河流域的主要產(chǎn)水區(qū)。

(2)黑峪口至渭河。該區(qū)以黑峪口為節(jié)點(diǎn),結(jié)合區(qū)界線進(jìn)行分區(qū),包括二曲、富仁、辛家寨、司竹、終南以及廣濟(jì)、尚村、集賢、駱峪、馬召、樓觀臺(tái)的部分面積。該區(qū)以平原為主,面積為371 km2。

1.2 流域概況

黑河地處渭河中游,屬黃河流域,渭河一級(jí)支流,流域面積2 258 km2,河道平均比降8.8‰[2]。黑河峪口以上干流長(zhǎng)96.3 km,流域面積1 887 km2,峪口以下平原段河長(zhǎng)29.5 km,流域面積371 km2。流域涉及西安市周至縣15個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn),其中山區(qū)7個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn),平原區(qū)8個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)。據(jù)統(tǒng)計(jì),2010年流域總?cè)丝?4.66萬(wàn),主要分布在黑河流域平原區(qū)。流域耕地面積為2.77萬(wàn)hm2(41.6萬(wàn)畝),有效灌溉面積1.47萬(wàn)hm2(22.05萬(wàn)畝),國(guó)民經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)總值為33.43億元。流域內(nèi)雨量豐沛,水量較大,水質(zhì)良好,是西安市主要的供水水源地。

流域多年平均降水量806 mm,水資源總量78 647萬(wàn)m3[3],其中地表水68 792萬(wàn)m3,地下水32 328萬(wàn)m3,重復(fù)量22 473 m3。地表水資源可利用量為 31 980萬(wàn)m3,占地表水資源量的46.4%,地下水資源可利用量為12 368萬(wàn)m3,水資源可利用總量為35 139萬(wàn)m3。2010年黑河流域?qū)嶋H供水總量42 235萬(wàn)m3(其中流域內(nèi)供水量為13 830萬(wàn)m3),占流域水資源總量的53.7%。地表水為33 123萬(wàn)m3(向流域外供水量28 405萬(wàn)m3,流域內(nèi)供水量為4 718萬(wàn)m3),為多年平均自產(chǎn)地表水資源量68 792萬(wàn)m3的48.1%。地下水開發(fā)利用量為9 112萬(wàn)m3,占地下可開采量 12 368萬(wàn)m3的73.7%?？梢钥闯隽饔騼?nèi)的地表水開發(fā)利用程度較高,地下水開發(fā)利用尚有一定的潛力,但是,由于黑河流域平原區(qū)地下水的開采已造成地下水位下降,因此只能少量開采地下水量。

2 黑河流域水資源供需分析

2.1 需水量預(yù)測(cè)

依據(jù)《西安市國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十二個(gè)五年計(jì)劃綱要》和《周至縣國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展 “十二五”發(fā)展規(guī)劃綱要》,至2020年黑河流域總?cè)丝?8.6萬(wàn),工業(yè)增加值為185 610萬(wàn)元,農(nóng)田有效灌溉面積為 2.121萬(wàn)hm2(約31.82萬(wàn)畝),林果草地灌溉面為0.667萬(wàn)hm2(約10萬(wàn)畝);2030年總?cè)丝?0.84萬(wàn),工業(yè)增加值為397 840萬(wàn)元,農(nóng)田有效灌溉面積為2.57萬(wàn)hm2(38.55萬(wàn)畝),林果草地灌溉面積為0.667萬(wàn)hm2(約10萬(wàn)畝)。依據(jù)現(xiàn)狀用水水平和《陜西行業(yè)用水定額》、《城鎮(zhèn)居民生活用水量標(biāo)準(zhǔn)》,并參考《全國(guó)水資源綜合規(guī)劃》有關(guān)成果,擬訂規(guī)劃水平年生活用水標(biāo)準(zhǔn),最后預(yù)測(cè)規(guī)劃2020,2030年需水量。

根據(jù)計(jì)算結(jié)果可知,50%保證率情況下,現(xiàn)狀年黑河流域需水總量為11 159.33萬(wàn)m3,2020年需水總量為13 579.96萬(wàn)m3,2030年需水總量為15 321.24萬(wàn)m3。75%保證率情況下,現(xiàn)狀年黑河流域需水總量為11 995.9萬(wàn)m3,2020年需水總量為14 673.79萬(wàn)m3,2030年需水總量為16 562.76萬(wàn)m3。預(yù)測(cè)結(jié)果見表1。

表1 黑河流域需水量預(yù)測(cè)成果表

2.2 現(xiàn)狀可供水量

考慮調(diào)出水量后,黑河流域內(nèi)現(xiàn)狀水平年50%保證率可供水量為15 221.6萬(wàn) m3,75%保證率年可供水量為13 850.6萬(wàn)m3,95%保證率年可供水量為12 390.6萬(wàn)m3。峪口以上現(xiàn)狀水平年50%保證率可供水量為4 388萬(wàn)m3,75%保證率年可供水量為3 847萬(wàn)m3,95%保證率年可供水量為3 161萬(wàn)m3;峪口以下現(xiàn)狀水平年50%保證率可供水量為10 833.6萬(wàn)m3,75%保證率年可供水量為10 003.6萬(wàn)m3,95%保證率年可供水量為9 229.6萬(wàn)m3。其中整個(gè)流域地表水50%保證率可供水量為8 460萬(wàn)m3,75%保證率年可供水量為7 089萬(wàn)m3,95%保證率年可供水量為5 629萬(wàn)m3;地下水可供水量為6 761.6萬(wàn)m3。

2.3 一次供需平衡分析

水資源利用規(guī)劃立足于當(dāng)?shù)厮Y源現(xiàn)狀,通過(guò)抑制需求和增加供給,對(duì)流域進(jìn)行的供需分析。根據(jù)供需平衡預(yù)測(cè),50%保證率情況下,峪口以上不存在缺水,缺水主要集中在峪口以下;75%保證率下,峪口以上不缺水,峪口以下2020,2030年分別缺水2 747.14萬(wàn),4 657.43萬(wàn)m3,整個(gè)流域分別缺水823.19萬(wàn),2 712.16萬(wàn)m3;95%保證率情況下,峪口以上不缺水,整個(gè)流域2020,2030年分別缺水2 283.19萬(wàn),4 172.16萬(wàn)m3。根據(jù)一次供需平衡結(jié)果,黑河流域峪口以上不存在缺水,峪口以下缺水嚴(yán)重,因此需要增加水源工程來(lái)解決缺水問題。不同代表年一次供需平衡分析結(jié)果見表2。

表2 不同代表年一次供需平衡分析結(jié)果表

3 水資源供需平衡對(duì)策

3.1 新建重點(diǎn)供水工程

3.1.1 2010—2020年重點(diǎn)供水水源工程

(1)田峪水庫(kù)。田峪水庫(kù)位于黑河一級(jí)支流田峪河上,距西安市70 km,田峪水庫(kù)在2020年前建成。田峪河流域面積為297.5 km2,多年平均年徑流量為0.80億m3,20%、50%、75%、95%不同頻率年徑流量分別為1.15億,0.82億,0.63億,0.42億m3。田峪水庫(kù)庫(kù)容1 640萬(wàn)m3,有效庫(kù)容1 500萬(wàn)m3,水庫(kù)以上流域面積196 km2,多年平均年徑流量為0.78億m3,年可供水量2 920萬(wàn)m3。

(2)引水工程規(guī)劃。周至縣黑河水廠規(guī)劃二期2010—2015年建成,新增供水1.5萬(wàn)m3,將有效解決周至縣城及周邊地區(qū)飲水問題。樓觀鎮(zhèn)就峪河水廠工程,新建供水能力1.2萬(wàn)m3,2010—2015年建成,解決3.4萬(wàn)人的用水。廣濟(jì)(西駱峪地表水)、尚村 (地下水)、集賢鎮(zhèn)水廠工程(赤峪河地表水),擬新建供水能力1.5萬(wàn)m3,2010—2020年建成,可解決10.22萬(wàn)人的飲水困難。

3.1.2 2020—2030年重點(diǎn)供水水源工程

引漢濟(jì)渭調(diào)水工程是為解決關(guān)中地區(qū)水資源短缺,供需矛盾突出、生態(tài)環(huán)境惡化而規(guī)劃建設(shè)的大型跨流域調(diào)水工程。該工程設(shè)計(jì)年引水量15.5億m3,規(guī)劃給西安供水5億～9億m3,預(yù)計(jì)2015年前開工建設(shè),2020—2030年發(fā)揮效益。

3.2 規(guī)劃可供水量預(yù)測(cè)

規(guī)劃2020年,黑河流域頻率50%、75%、95%,年總可供水量分別為16 261.8萬(wàn),14 890.0萬(wàn),13 429.1萬(wàn)m3。規(guī)劃2030年,黑河流域頻率50%、75%、95%,年總可供水量分別為19 271.8萬(wàn),17 316.0萬(wàn),15 271.1萬(wàn)m3。

3.3 二次供需平衡分析

50%代表年情況下,規(guī)劃2020,2030年,流域不缺水;75%代表年情況下,規(guī)劃2020,2030年流域整體不缺水,但是峪口以下存在缺水,缺水量分別為1 707.74萬(wàn),1192.03萬(wàn)m3;95%代表年情況下,規(guī)劃2020,2030年流域整體存在缺水,缺水量分別為1 244.69萬(wàn),12961.66萬(wàn)m3。為此需要通過(guò)引胥濟(jì)黑調(diào)水工程和引漢濟(jì)渭工程置換水量供給,同時(shí)綜合考慮節(jié)水的情況下,供水基本上能夠滿足社會(huì)經(jīng)濟(jì)用水要求。各水平年流域二次供需平衡結(jié)果見表3。

表3 2020,2030年二次供需平衡結(jié)果表

4 結(jié) 語(yǔ)

通過(guò)二次水資源供需平衡分析結(jié)果表明,采用相關(guān)措施基本緩解了黑河流域水資源供需矛盾。黑河峪口以上地區(qū)是主要的產(chǎn)水區(qū)和供水區(qū),且人口稀少,一、二、三產(chǎn)業(yè)分布較少,在各規(guī)劃年不同代表年均不會(huì)產(chǎn)生缺水。黑河峪口以下區(qū)域是黑河流域一、二、三產(chǎn)業(yè)的主要分布區(qū),區(qū)域內(nèi)水資源量及供水工程分布均較少,2個(gè)規(guī)劃年該區(qū)存在缺水。對(duì)整個(gè)流域來(lái)說(shuō),75%代表年情況下,規(guī)劃2020,2030年流域整體不缺水,但是峪口以下存在缺水。目前,引氵胥濟(jì)黑調(diào)水工程已建成,準(zhǔn)備實(shí)施調(diào)水,同時(shí)遠(yuǎn)期將實(shí)施引漢濟(jì)渭工程,因此,可通過(guò)引氵胥濟(jì)黑調(diào)水工程和置換水量供給,改變流域因外供水而造成的缺水面貌,加強(qiáng)水資源合理配置,實(shí)現(xiàn)水資源可持續(xù)利用,對(duì)黑河流域乃至周至縣的可持續(xù)發(fā)展將起著決定性作用。

[1]孫博,汪妮,解建倉(cāng).浐灞流域水資源供需平衡分析及矛盾對(duì)策 [J].水資源與水工程學(xué)報(bào),2009,20(2):67-71.

[2]陜西省水利廳水政水資源處.陜西省水資源開發(fā)利用規(guī)劃[R].西安:陜西省水利廳,2005.

[3]西安理工大學(xué).陜西省西安市黑河流域綜合規(guī)劃 [R].西安:西安理工大學(xué),2011.