榆林能源化工基地供水水源聯(lián)網(wǎng)調(diào)度的可行性

高旭艷

（陜西省水利電力勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院 陜西 西安 710001）

1 榆林能源基地的發(fā)展概況

榆林能源化工基地是以礦產(chǎn)資源為依托，集資源開(kāi)發(fā)與加工轉(zhuǎn)化為一體，以發(fā)展能源化工產(chǎn)業(yè)為主導(dǎo)的能源化工基地?；?998年經(jīng)原國(guó)家計(jì)委批準(zhǔn)規(guī)劃建設(shè)，經(jīng)過(guò)10余年建設(shè)和發(fā)展，初步形成了由榆林經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū)、神府經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū)、榆神煤化工園區(qū)、榆橫煤化工園區(qū)、府谷煤電化載能工業(yè)園區(qū)、綏米佳鹽化工園區(qū)、定靖油氣產(chǎn)能園區(qū)以及吳堡煤焦化園區(qū)組成的“兩區(qū)六園”的基本格局。按照“大煤田、大煤電、大化工、大載能”的高起點(diǎn)要求，引進(jìn)國(guó)家級(jí)、世界級(jí)的大企業(yè)、大項(xiàng)目，促進(jìn)資本、技術(shù)、人才向基地聚集，能源經(jīng)濟(jì)迅速崛起，帶動(dòng)了榆林區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會(huì)跨越發(fā)展。在“三個(gè)轉(zhuǎn)化”總體思路的科學(xué)指導(dǎo)下，在規(guī)劃先行和體制創(chuàng)新的有力推動(dòng)下，現(xiàn)在的榆林能源化工基地已成為國(guó)內(nèi)外知名企業(yè)和重大項(xiàng)目的集聚地、區(qū)域經(jīng)濟(jì)跨越發(fā)展的主要支撐點(diǎn)、陜西新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)區(qū)、全國(guó)重要的能源輸出地。

2 榆林能源基地主要水源工程

（1）王圪堵水庫(kù)

王圪堵水庫(kù)壩址位于榆林市橫山縣城關(guān)鎮(zhèn)西北的無(wú)定河干流上。是無(wú)定河中游一項(xiàng)水沙控制工程，在流域水土保持綜合治理基礎(chǔ)上，河流生態(tài)基流不受影響的前提下，調(diào)蓄無(wú)定河水沙資源，主要任務(wù)是供水、攔沙和灌溉等綜合利用。水庫(kù)總庫(kù)容3.8億m3，調(diào)節(jié)庫(kù)容0.907億m3。年可向工業(yè)、生活提供1.56億m3的供水量，供水保證率95%；平均年向壩址以下14.6萬(wàn)畝灌區(qū)補(bǔ)水0.418億m3。

（2）瑤鎮(zhèn)水庫(kù)

瑤鎮(zhèn)水庫(kù)位于禿尾河干流上游神木縣瑤鎮(zhèn)鄉(xiāng)附近，是一座以城鎮(zhèn)供水為主，兼顧農(nóng)業(yè)灌溉、生態(tài)用水等綜合利用的中型水利工程，是解決神木縣錦界工業(yè)區(qū)工業(yè)和城鎮(zhèn)居民生活用水的有效工程措施。水庫(kù)總庫(kù)容1060萬(wàn)m3，調(diào)節(jié)庫(kù)容621.75萬(wàn)m3。97%保證率下，年可向錦界工業(yè)區(qū)供水6257萬(wàn)m3；灌溉農(nóng)田0.35萬(wàn)畝，75%保證率下年供水量309.42萬(wàn)m3；生態(tài)林灌溉面積0.9萬(wàn)畝，年供水量270萬(wàn)m3。

（3）采兔溝水庫(kù)

采兔溝水庫(kù)位于瑤鎮(zhèn)水庫(kù)下游13km的采兔溝村附近的禿尾河上，水庫(kù)任務(wù)是在不影響下游生產(chǎn)、生活和生態(tài)用水的前提下，向大保當(dāng)工業(yè)區(qū)供水。水庫(kù)總庫(kù)容7281萬(wàn)m3，調(diào)節(jié)庫(kù)容5800萬(wàn)m3，死庫(kù)容996萬(wàn)m3。主要供水任務(wù)是向清水溝工業(yè)園區(qū)的生活、工業(yè)供水，并兼顧下游的農(nóng)業(yè)灌溉和生態(tài)用水，年向工業(yè)區(qū)供水量5450萬(wàn)m3，供水保證率為95%。

（4）李家梁水庫(kù)

李家梁水庫(kù)位于榆林市西北約40km的孟家灣鄉(xiāng)曹家梁附近榆溪河支流圪求河下游，李家梁水庫(kù)的工程任務(wù)為城市和工業(yè)供水提供專用水源。水庫(kù)總庫(kù)容2340萬(wàn)m3，調(diào)節(jié)庫(kù)容1690萬(wàn)m3。95%保證率可向城市和工業(yè)供水3980萬(wàn)m3。

（5）大泉引黃工程

大泉引黃為無(wú)壩引水，規(guī)劃水源站址位于黃河干流皇甫川口以上約6km的大泉村，距上游龍口水庫(kù)約46km。

大泉引黃工程2020年的供水范圍為榆神工業(yè)區(qū)和榆橫工業(yè)區(qū)，兩工業(yè)區(qū)缺水量為4.07億m3，考慮輸水損失后需引黃水4.56億m3。2030年磧口和大柳樹(shù)引黃工程實(shí)施后，當(dāng)?shù)氐挠苌窆I(yè)區(qū)供水工程、硬地梁應(yīng)急供水工程等將作為能源基地的備用水源，屆時(shí)大泉引黃工程的供水范圍調(diào)整為府谷煤電載能工業(yè)區(qū)和榆神工業(yè)區(qū)，榆橫工業(yè)區(qū)由磧口引黃工程供水，2030年府谷煤電載能工業(yè)區(qū)和榆神工業(yè)區(qū)缺水量約6.68億m3，考慮輸水損失后，需從大泉引黃河水量約7.59億m3，經(jīng)計(jì)算渠首平均引水流量為95m3/s。輸水工程等主要工程設(shè)施按2030年規(guī)模實(shí)施。

（6）磧口引黃工程

磧口水利樞紐位于黃河北干流中部，壩址左岸為山西省臨縣，右岸為陜西省吳堡縣，開(kāi)發(fā)任務(wù)為防洪減淤、發(fā)電、供水等綜合利用。水庫(kù)總庫(kù)容123.1/125.7億m3（初期/后期），調(diào)節(jié)庫(kù)容81.8/27.9億m3，死庫(kù)容42.8億m3。

磧口引黃工程主要向魚(yú)米綏鹽化學(xué)工業(yè)區(qū)和榆橫煤化學(xué)工業(yè)區(qū)供水，規(guī)劃從磧口水庫(kù)庫(kù)區(qū)年抽水3.04億m3，考慮輸水損失后向工業(yè)區(qū)配水2.07億m3，其中榆橫工業(yè)區(qū)配水1.66億m3，魚(yú)米綏工業(yè)區(qū)1.01億m3。

（7）大柳樹(shù)引黃工程

大柳樹(shù)樞紐位于黃河黑山峽河段出口以上2km處，地處寧夏回族自治區(qū)中衛(wèi)縣境內(nèi)。工程的任務(wù)主要是優(yōu)化配置黃河上游水資源，重點(diǎn)解決黑山峽河段地區(qū)的生態(tài)環(huán)境建設(shè)用水，兼顧寧蒙兩省區(qū)和陜西榆林能源基地的工業(yè)生產(chǎn)和生活用水等。水庫(kù)總庫(kù)容114.8億m3，調(diào)節(jié)庫(kù)容66.6億m3，死庫(kù)容 29.4 億 m3。

大柳樹(shù)陜西供水范圍包括定邊、靖邊兩縣，供水任務(wù)包括100萬(wàn)畝生態(tài)建設(shè)田（其中林草50萬(wàn)畝，灌區(qū)農(nóng)田灌溉50萬(wàn)畝）灌溉及石油天然氣化工區(qū)工業(yè)及生活用水，總引水量5.66億m3，考慮輸水損失后配水量為4.81億m3，其中灌溉用水3.8億m3，工業(yè)1.01億m3，供水線路末端至舊城水庫(kù)。

3 水資源配置思路

榆林能源化工基地所在的榆林市生態(tài)環(huán)境脆弱，水資源貧乏，因缺水而導(dǎo)致環(huán)境惡化趨勢(shì)日益凸顯，因此能源基地水資源配置首先必須符合區(qū)域水資源開(kāi)發(fā)利用總體要求，地表水資源的開(kāi)發(fā)利用必須留夠生態(tài)環(huán)境最低用水要求，保證河道健康生命，地下水資源的開(kāi)發(fā)必須在遏制環(huán)境惡化、維護(hù)生態(tài)良好前提下，科學(xué)、合理、適度開(kāi)采，必須強(qiáng)化節(jié)水治污力度，在建設(shè)節(jié)水型社會(huì)前提下實(shí)施引黃措施，增補(bǔ)區(qū)域水資源量，提升區(qū)域水資源承載能力。以水的永續(xù)利用支撐區(qū)域的可持續(xù)發(fā)展。

境內(nèi)地表水源在滿足當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)需水和河道內(nèi)生態(tài)用水的前提下，一部分水質(zhì)較優(yōu)的水源可配給生活、城市或工業(yè)園區(qū)。區(qū)域地下水開(kāi)采在維護(hù)生態(tài)環(huán)境前提下，應(yīng)科學(xué)、合理、適度開(kāi)采，主要配置給基地內(nèi)的生態(tài)農(nóng)業(yè)、少量配給城鎮(zhèn)用水；水質(zhì)較好的深層地下水水源，應(yīng)嚴(yán)格控制開(kāi)發(fā)，其水量主要配給鄰近工業(yè)基地的二、三產(chǎn)用水。

長(zhǎng)距離、高揚(yáng)程的引水工程水源，其大部分水量主要配置給重點(diǎn)工業(yè)區(qū)和城市用水。積極推廣再生水的利用，再生水主要配置給城鎮(zhèn)生態(tài)環(huán)境和對(duì)水質(zhì)要求不高的工業(yè)用水。

4 供水聯(lián)網(wǎng)的必要性

（1）是保證能源基地建設(shè)供水安全的需要

省委、省政府在能源化工基地建設(shè)座談會(huì)上多次提出，基地發(fā)展制約在水，基地跨越關(guān)鍵在水。要全面規(guī)劃基地水源建設(shè)，統(tǒng)籌考慮地表水和地下水、生態(tài)用水和工業(yè)用水，尤其要抓緊實(shí)施黃河引水工程，從根本上解決水的制約。榆林地區(qū)水資源極度短缺、生態(tài)環(huán)境脆弱，但當(dāng)?shù)厮Y源難以保證供水能源基地供水需求。在規(guī)劃的當(dāng)?shù)厮垂こ虒?shí)施后，在充分考慮“節(jié)水、治污、挖潛”的前提下，水資源供需分析成果顯示，2020年能源基地75%代表年尚有5億多m3的缺口，缺水主要集中榆林市及各工業(yè)園區(qū)，需要調(diào)引黃河干流水來(lái)解決。所調(diào)水量需依托王圪堵、采兔溝、瑤鎮(zhèn)、李家梁水庫(kù)以及紅柳河、蘆河庫(kù)壩群的調(diào)蓄能力，并以各園區(qū)水廠為節(jié)點(diǎn)，建設(shè)完善區(qū)域供水網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，能夠更好的提高供水保障程度，推動(dòng)陜北能源化工基地建設(shè)跨越發(fā)展。

（2）是區(qū)域水資源優(yōu)化配置和管理的需要

通過(guò)能源基地供水聯(lián)網(wǎng)調(diào)度，按照區(qū)域（城、鄉(xiāng)）協(xié)調(diào)原則，考慮水源與用戶、水量與水質(zhì)的時(shí)空分布協(xié)調(diào)，實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)調(diào)度，合理配置地表水、地下水和非常規(guī)水，協(xié)調(diào)好三生（生活、生產(chǎn)、生態(tài)）用水，在配（供）水網(wǎng)絡(luò)化基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)水資源公平與高效利用。

綜上所述，從能源基地發(fā)展和和區(qū)域水資源優(yōu)化配置和管理的迫切需要等方面來(lái)講，進(jìn)行能源基地水源聯(lián)網(wǎng)是十分必要和緊迫的。

5 聯(lián)網(wǎng)調(diào)度的可行性

5.1 聯(lián)網(wǎng)調(diào)度的原則

區(qū)域內(nèi)水源聯(lián)網(wǎng)調(diào)度是以多水源聯(lián)網(wǎng)工程為基礎(chǔ)，每個(gè)工程既可以單獨(dú)運(yùn)行又可以相互調(diào)度，以輸水費(fèi)用最小、多水源豐枯共享，以最大程度提高水資源的利用效率，保障能源基地可持續(xù)健康發(fā)展。

5.2 聯(lián)網(wǎng)調(diào)度的可行性

榆林能源基地自然河流有“四河四川”，基本呈西北東南走向，主要河流上均已建或規(guī)劃有調(diào)蓄工程。工業(yè)園區(qū)已依托河流及城市，已基本形成“兩區(qū)六園”的格局。規(guī)劃的東、西、南三條引黃線路從各個(gè)方向向能源基地內(nèi)延伸。

未來(lái)待所有工程建成后，榆林能源化工基地主要供水工程有王圪堵水庫(kù)、采兔溝水庫(kù)、李家梁水庫(kù)、瑤鎮(zhèn)水庫(kù)等當(dāng)?shù)毓┧こ?，以及西線大柳樹(shù)、東線大泉、南線磧口等引黃工程。王圪堵水庫(kù)主要供水對(duì)象是榆橫煤化學(xué)工業(yè)區(qū)、魚(yú)米綏鹽化學(xué)工業(yè)區(qū)和靖定石油天然氣工業(yè)區(qū)；采兔溝水庫(kù)主要供水任務(wù)是向清水溝工業(yè)園區(qū)工業(yè)供水；李家梁水庫(kù)主要任務(wù)是向榆神煤化學(xué)工業(yè)區(qū)生活及生產(chǎn)供水；瑤鎮(zhèn)水庫(kù)主要任務(wù)是向錦界工業(yè)區(qū)供水；大柳樹(shù)引黃工程重點(diǎn)解決黑山峽河段地區(qū)的生態(tài)環(huán)境建設(shè)用水，并向靖定石油天然氣化學(xué)工業(yè)區(qū)供水；大泉引黃工程主要向府谷煤電載能工業(yè)區(qū)、榆神煤化學(xué)工業(yè)區(qū)、榆橫煤化學(xué)工業(yè)區(qū)供水；磧口引黃工程主要向魚(yú)米綏工業(yè)區(qū)、榆橫煤化學(xué)工業(yè)區(qū)供水。三條引黃供水線路末端大致都可以匯集到無(wú)定河、榆溪河河谷，而榆神煤化學(xué)工業(yè)區(qū)以及魚(yú)米綏鹽化工區(qū)相距不遠(yuǎn)，基本相鄰，具備聯(lián)網(wǎng)調(diào)度的有利條件。

6 初擬聯(lián)網(wǎng)方案

榆林大泉引黃工程從黃河干流右岸皇甫川口以上約6km的大泉村設(shè)水源泵站抽水，規(guī)劃2020年渠首引水量4.93億m3。引水工程從東北向西南依次向府谷煤電載能工業(yè)區(qū)、窟野河河谷區(qū)、清水溝工業(yè)區(qū)等工業(yè)布點(diǎn)分水后進(jìn)入榆溪河支流頭道河，全線共設(shè)7級(jí)抽水，沉沙調(diào)蓄水庫(kù)兩座，輸水干線全長(zhǎng)158.1km，累計(jì)凈揚(yáng)程528.8m，總裝機(jī)容量30.9萬(wàn)kW。聯(lián)網(wǎng)工程規(guī)劃將大泉引黃工程由榆溪河紅石峽水庫(kù)向榆橫工業(yè)區(qū)延伸約36km，以揚(yáng)水約51m可輸入到榆橫工業(yè)區(qū)調(diào)配，還可向魚(yú)米綏工業(yè)區(qū)重力供水。

大柳樹(shù)引黃工程引水線路由共用干渠、入陜干渠和定、靖干渠共三段組成，全長(zhǎng)約485km。大柳樹(shù)水庫(kù)至舊城水庫(kù)，采用明渠輸水，線路共設(shè)5級(jí)揚(yáng)水，累計(jì)揚(yáng)程160m，總裝機(jī)容量11.0萬(wàn)kW。在灌溉期間除保證農(nóng)業(yè)供水外，加大引水進(jìn)入舊城水庫(kù)及規(guī)劃的蔣家窯則水庫(kù)、雷河咀水庫(kù)等進(jìn)行調(diào)蓄，在非灌溉期由這些調(diào)蓄水庫(kù)向工業(yè)及生活供水。聯(lián)網(wǎng)工程規(guī)劃將由舊城水庫(kù)再次自流引水約78km進(jìn)入無(wú)定河后可引入王圪堵水庫(kù)，其水量根據(jù)實(shí)時(shí)情況可向榆橫、魚(yú)米綏甚至榆神工業(yè)區(qū)調(diào)配。

磧口引黃規(guī)劃從磧口水庫(kù)庫(kù)區(qū)抽水，引水線路從水源泵站出水池起，渠首設(shè)計(jì)引水流量11m3/s，經(jīng)各級(jí)加壓，向西以隧洞、倒虹形式穿越黃河干流與無(wú)定河干流區(qū)間的山梁和河溝至無(wú)定河左岸，然后引水線路經(jīng)加壓沿?zé)o定河左岸以壓力管道的形式上行，經(jīng)魚(yú)河堡至榆橫工業(yè)區(qū)，沿途設(shè)支線向魚(yú)河堡、米脂、綏德等工業(yè)區(qū)供水，引水線路全長(zhǎng)117.85km，共設(shè)5級(jí)加壓站（包括水源泵站），累計(jì)總揚(yáng)程532m，裝機(jī)容量8.95萬(wàn)kW。聯(lián)網(wǎng)工程規(guī)劃可在魚(yú)河堡設(shè)抽水站揚(yáng)水約170m，引水約30km進(jìn)入榆橫工業(yè)區(qū)配水，基本形成聯(lián)網(wǎng)框架，再根據(jù)各工業(yè)區(qū)中小型供水工程實(shí)際情況納入網(wǎng)絡(luò)。

三條引黃線路均可延伸至榆橫工業(yè)區(qū)，因此，可以設(shè)想以三大引黃工程為骨干，以榆神、榆橫、魚(yú)米綏三大工業(yè)區(qū)和王圪堵水庫(kù)為節(jié)點(diǎn)，配合各工業(yè)區(qū)其他供水工程，基本上可形成供水網(wǎng)絡(luò)，互補(bǔ)余缺。陜西水利

[1]陜西省水利廳。陜西省水資源開(kāi)發(fā)利用規(guī)劃（修編），2014年.

[2]陜西省水利電力勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院。榆林能源基地黃河引水工程總體規(guī)劃，2008年.

[3]陜西省水利電力勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院。榆林大泉引黃工程規(guī)劃，2013年.

[4]裴源生,趙勇,張金萍.廣義水資源合理配置研究理論[J].水利學(xué)報(bào)，2007.1：1-7.