趙玲課,劉敏娜

(1.咸陽市水利工作隊(duì),陜西 咸陽 712000;2.西安水文水資源勘測中心,陜西 西安 710100)

1 研究背景

1.1 縣域概況

涇陽縣隸屬咸陽市,地處關(guān)中平原中部,縣境介于東經(jīng)108°29′40″～108°58′23″,北緯34°26′37″～34°44′57″,南北寬27 km,東西長42 km,縣轄總面積777.5 km2?？h境內(nèi)有涇河和冶峪河以及三原縣的界河清峪河3條過境河流,涇河是渭河左岸一級支流,自西北向東南流經(jīng)涇陽縣南部,冶峪河是清峪河右岸一級支流、石川河二級支流、渭河三級支流。涇陽縣地勢總體呈西北高、東南低,按地貌形態(tài)和特征,可分為北部基巖山區(qū)、黃土塬(亦稱北塬)、洪積扇區(qū)和涇河河谷階地區(qū),北塬和河谷之間為廣闊的沖積平原。涇陽縣屬于暖溫帶大陸性季風(fēng)氣候區(qū),具有雨熱同季、寒暑極端,四季冷暖、干濕分明的氣候特點(diǎn)。

涇陽縣“七普”常住總?cè)丝跒?5.28萬人,其中農(nóng)業(yè)人口24.29萬人,非農(nóng)業(yè)人口為10.99萬人。2020年全縣國內(nèi)生產(chǎn)總值為80.9億元。

1.2 年均水資源可利用量

涇陽縣年均水資源可利用總量為25 159.49萬 m3/a。其中:多年平均地表水資源可利用量18 129萬 m3(1956-2020年均值);多年平均淺層地下水可開采量5 681.33萬 m3(2001-2020均衡計(jì)算值),張家山泉群巖溶水年可開采量2 764.54萬 m3。重復(fù)量為引地表水灌溉入滲和庫塘蓄水入滲量之和1 415.38萬 m3。

1.3 現(xiàn)狀年可供水量

根據(jù)涇陽縣水利工程分布及供水能力,計(jì)算得現(xiàn)狀年75%、50%、25%頻率年地表水主要水源及可供水總量分別為9 190.76萬 m3、9 254.36萬 m3、9 427.39萬 m3?，F(xiàn)狀地下水年供水能力為5 936.63萬 m3,其中淺層地下水為5 449.68萬 m3,巖溶水為486.95萬 m3。

綜上可知現(xiàn)狀涇陽縣75%、50%、25%可供水量分別為15 127.39萬 m3、15 190.99萬 m3、15 364.02萬 m3。

1.4 現(xiàn)狀用水量

根據(jù)《涇陽縣統(tǒng)計(jì)年報(bào)》及涇陽縣行政區(qū)劃,分析得出涇陽縣現(xiàn)狀年總用水量為11 974.63萬 m3。其中農(nóng)業(yè)灌溉用水量10 661.98萬 m3,工業(yè)用水量219.64萬 m3,建筑業(yè)用水量10.51萬 m3,三產(chǎn)(服務(wù)業(yè))用水量74.05萬 m3,城市居民生活用水量445.58萬 m3,農(nóng)村居民生活用水量700.04萬 m3,牲畜及家禽用水量234.89萬 m3,林果灌溉用水量118.02萬 m3,魚塘補(bǔ)水用水量100.67萬 m3,生態(tài)環(huán)境用水量9.26萬 m3。從供用水量對比分析,現(xiàn)狀可供水量滿足當(dāng)前用水需求。

2 需水量預(yù)測

隨著涇陽縣社會和國民經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展,需水量也隨之增加,水資源供需矛盾凸顯,按近期、遠(yuǎn)期分行業(yè)進(jìn)行需水量預(yù)測,即農(nóng)業(yè)、工業(yè)、生活及河道外生態(tài)環(huán)境需水。依據(jù)社會經(jīng)濟(jì)指標(biāo)和行業(yè)用水定額預(yù)測的2025年和2035年不同頻率各部門總需水量如表1分示。

表1 需水量匯總表 萬 m3

3 供需平衡分析

水資源供需平衡一般進(jìn)行兩次供需平衡分析:一次分析是考慮人口自然增長、經(jīng)濟(jì)發(fā)展、城市化程度和人民生活水平的提高計(jì)算需水量,按供水預(yù)測的零方案,即在現(xiàn)狀水資源開發(fā)利用格局和發(fā)揮現(xiàn)有供水工程潛力的情況下,進(jìn)行供需分析。當(dāng)一次供需分析有缺口,則在此基礎(chǔ)上進(jìn)行二次供需分析,即考慮強(qiáng)化節(jié)水、污水處理再利用、挖潛配套以及合理提高水價(jià)、調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、合理抑制需求和保護(hù)生態(tài)環(huán)境等措施進(jìn)行水資源供需分析。

3.1 “一次供需平衡”分析

水資源供給方面,不考慮增加新工程和新供水措施,完全以現(xiàn)狀工程組成的供水系統(tǒng)及其供水能力,去應(yīng)對未來社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展對水資源的需求情景下的供需分析。預(yù)測25%、50%和75%保證率下各規(guī)劃水平年需水量代入平衡計(jì)算。“一次供需平衡”分析的目的是確定現(xiàn)狀零方案時(shí)涇陽縣水資源供需平衡情況,以確定全縣水資源的需求是否能夠滿足,若不滿足時(shí),需進(jìn)行二次平衡分析?！耙淮喂┬杵胶狻狈治龀晒姳?。

3.1.1 近期“一次供需平衡”分析

涇陽縣近期2025年25%頻率下總需水量為14 372.70萬 m3,可供水量為15 364.02萬 m3,一次平衡結(jié)果表明,全縣余水991.32萬 m3。就各鎮(zhèn)區(qū)水量平衡而言,縣域各鎮(zhèn)區(qū)均存在余水現(xiàn)象,余水量最多的云陽鎮(zhèn),余水量為1 155.53萬 m3,余水程度72.76%;余水程度最大的鎮(zhèn)區(qū)為王橋鎮(zhèn),余水程度為114.41%,余水量為793.23萬 m3。

50%頻率下總需水量為16 986.89萬 m3,可供水量15 190.99萬 m3,一次平衡結(jié)果表明,全縣余水量3 204.1萬 m3,余水程度26.73%。由于縣域內(nèi)水資源分布及供水工程覆蓋面積不同,全縣僅口鎮(zhèn)存在缺水,缺水103.96萬 m3,缺水程度10.87%,其余各鎮(zhèn)均有余水,其中余水最大的為興隆鎮(zhèn),余水710.37萬 m3,余水程度46.44%,余水程度最大的為王橋鎮(zhèn),余水程度53.61%,余水量518.80萬 m3[1]。

75%頻率下總需水量為19 570.53萬 m3,可供水量15 127.39萬 m3,一次平衡結(jié)果表明,全縣余水量556.86萬 m3,余水程度3.82%。由于各鎮(zhèn)經(jīng)濟(jì)、農(nóng)業(yè)發(fā)展不均導(dǎo)致不同鎮(zhèn)區(qū)均存在余缺水量,其中缺水最大的為云陽鎮(zhèn),缺水量為176.81萬 m3,缺水程度6.05%。余水量最大的為王橋鎮(zhèn),余水量為260.26萬 m3,余水程度為21.22%。

3.1.2 遠(yuǎn)期“一次供需平衡”分析

遠(yuǎn)期2035年,涇陽縣社會、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境將進(jìn)入良性發(fā)展軌道,生態(tài)環(huán)境改善取得突破性進(jìn)展[2],水資源需求總量進(jìn)一步增大。一次平衡結(jié)果表明:

25%頻率總需水量18 244.99萬 m3,可供水量15 364.02萬 m3,余水量為2 199.03萬 m3,余水程度16%。全縣除口鎮(zhèn)及涇干街辦外均有余水,其中余水量最多的鎮(zhèn)區(qū)為興隆鎮(zhèn),余水量為532.62萬 m3,余水程度30.50%,缺水量最多的鎮(zhèn)區(qū)為口鎮(zhèn),缺水量為163.87萬 m3,缺水程度15.29%。

50%頻率總需水量23 110.53萬 m3,可供水量15 190.99萬 m3,全縣缺水量2 919.54萬 m3,缺水程度16.12%。就各鎮(zhèn)區(qū)水量平衡而言,全縣除王橋鎮(zhèn)外,其余各鎮(zhèn)均存在不同程度的缺水現(xiàn)象,其中缺水量最多的為云陽鎮(zhèn),缺水量為742.65萬 m3,缺水程度21.30%,缺水量程度最大的為口鎮(zhèn),缺水程度43.61%,缺水量為659.18萬 m3。

75%頻率總需水量25 172.94萬 m3,可供水量15 127.39萬 m3,全縣缺水5 045.55萬 m3,缺水程度25.01%。全縣除云陽鎮(zhèn)外均存在嚴(yán)重的缺水現(xiàn)象,缺水量最多的鎮(zhèn)區(qū)為興隆鎮(zhèn),缺水量1 228.77萬 m3,缺水程度35.57%,缺水程度最大的鎮(zhèn)區(qū)為口鎮(zhèn),缺水程度58.24%,缺水量為1 159.92萬 m3,唯一余水鎮(zhèn)區(qū)云陽鎮(zhèn),余水量為1 224.06萬 m3,余水程度80.55%。

表2 涇陽縣水資源“一次供需平衡”分析表 萬 m3

3.2 “二次供需平衡”分析

“二次供需平衡”分析的可供水量為現(xiàn)狀水利工程挖潛后,區(qū)內(nèi)規(guī)劃的改擴(kuò)建工程可供水量、雨水和再生水量之和。需水量按節(jié)水條件下的需水量,進(jìn)行“二次供需平衡”分析,其目的為區(qū)外引水和區(qū)內(nèi)水資源配置提供依據(jù)。

涇陽縣2020-2035年受區(qū)內(nèi)水資源承載力的約束,現(xiàn)狀水利工程改擴(kuò)建新增供水量,不同保證率的可供水量分配格局在2025年、2035年有所變化。近期可供水量增加幅度不是很大,而經(jīng)濟(jì)增長持續(xù)加快,遠(yuǎn)期需水量將大幅增加?！岸喂┬杵胶狻狈治龀晒姳?。

3.2.1 近期“二次供需平衡”分析

涇陽縣近期2025年25%頻率總需水量為9 372.7萬 m3,可供水量17 954.90萬 m3,余水8 552.20萬 m3,余水程度91.57%。各鎮(zhèn)均有余水,其中安吳鎮(zhèn)余水量最多,余水量為1 686.11萬 m3、余水程度222.35%;其次為口鎮(zhèn),余水量760.99萬 m3、余水程度110.93%;涇干街辦余水最少,余水量632.01萬 m3、余水程度55.74%。

50%頻率總需水量為11 986.89萬 m3,可供水量17 781.90萬 m3,余水5 765.01萬 m3,余水程度32.59%。2025年各鎮(zhèn)均有余水,其中安吳鎮(zhèn)余水量最多,余水量為1 389.73萬 m3、余水程度57.41%;其次為興隆鎮(zhèn),余水量1 144.21萬 m3,余水程度42.79%;中張鎮(zhèn)余水最少,余水量280.65萬 m3、余水程度11.54%。

75%頻率總需水量為14 570.53萬 m3,可供水量17 718.30萬 m3,余水3 147.77萬 m3,余水程度21.60%,2025年各鎮(zhèn)均有余水,其中安吳鎮(zhèn)余水量最多,余水量為1 119.59萬 m3、余水程度87.04%;其次為口鎮(zhèn),余水量425.45萬 m3,余水程度42.47%;王橋鎮(zhèn)余水最少,余水量41.41萬 m3、余水程度3.38%。

3.2.2 遠(yuǎn)期“二次供需平衡”分析

涇陽縣遠(yuǎn)期2035年25%頻率總需水量為13 244.99萬 m3,可供水量20 187.44萬 m3,全縣除三渠鎮(zhèn)外均有余水,余水量6 942.45萬 m3、余水程度52.42%。全縣余水最多的為興隆鎮(zhèn),余水量1 556.49萬 m3,余水程度89.12%,其次為安吳鎮(zhèn),余水量為870.17萬 m3,余水程度為72.05%[3]。

50%頻率總需水量為18 110.53萬 m3,可供水量20 014.42萬 m3,余水量為1 903.89萬 m3,余水程度10.51%。由于全縣水資源分布及供水工程覆蓋面積不同,縣域內(nèi)口鎮(zhèn)、三渠鎮(zhèn)、中張鎮(zhèn)存在不同程度缺水,其中口鎮(zhèn)缺水51.97萬 m3,缺水程度3.44%,三渠鎮(zhèn)缺水426.31萬 m3,缺水程度27.35%,中張鎮(zhèn)缺水239.47萬 m3,缺水程度9.03%。

75%頻率總需水量為20 172.94萬 m3,可供水量19 950.81萬 m3,全縣缺水222.13萬 m3,缺水率1.10%,全縣范圍內(nèi)除涇干街辦及云陽鎮(zhèn)有余水外,其余各鎮(zhèn)區(qū)均出現(xiàn)了不同程度的缺水,其中缺水量最多的鎮(zhèn)區(qū)為中張鎮(zhèn),缺水量為1 085.23萬 m3,缺水程度31.08%。缺水量最少的為興隆鎮(zhèn),缺水量為193.59萬 m3,缺水程度5.60%。

4 供需平衡成果研究

一次、二次供需平衡分析結(jié)果:豐水年全縣均有余水;平水年近期供水量滿足需求,有一定的富余,遠(yuǎn)期主要是灌溉缺水;枯水年近期全縣供大于需,有一定富余,遠(yuǎn)期大部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)均存在不同程度缺水,灌溉用水缺口較大。

從橫向區(qū)域格局來看,興隆、口鎮(zhèn)、三渠供需矛盾突出,現(xiàn)有水利工程老化造成可供水量下降;從縱向發(fā)展來看,遠(yuǎn)期隨著經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展,人類活動(dòng)能力的增加,土地類別的調(diào)整,人口城鎮(zhèn)化的推進(jìn),會造成用水格局發(fā)生變化,生活用水和生產(chǎn)用水向城鎮(zhèn)和工業(yè)園區(qū)集中,部分引水、提水工程失效,現(xiàn)有工程的供水能力將更加難以滿足需求,供水保障率低;從水資源特征來看,由于自產(chǎn)產(chǎn)水量較小、入境水量較大,存在水資源性短缺和工程性缺水雙重壓力,水資源時(shí)空分布不均,一是季節(jié)性缺水由于水資源在時(shí)間上的分布不均,61.5%的徑流產(chǎn)生于汛期,而其中的大部分不能保留和加以利用,由于水資源量在年內(nèi)、年際分配不均,連續(xù)最大四個(gè)月降水集中在6-9月份,占全年降水量的61.7%;年徑流量的變化幅度較大,以致枯水期出現(xiàn)水庫水量銳減。二是供水量保證率低水資源空間分布不均,部分地區(qū)水資源充沛,部分地區(qū)則嚴(yán)重不足。由于涇河穿境而過,沿河地區(qū)和涇惠渠干渠的取水保證率高,遠(yuǎn)離涇河高階地地區(qū)只能依靠當(dāng)?shù)厮畮旃┧虮谜咎崴?水量無法保證,水資源成為當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展的瓶頸。三是工程性缺水嚴(yán)重涇陽縣的云陽鎮(zhèn)、安吳鎮(zhèn)等部分鎮(zhèn)區(qū)存在現(xiàn)狀工程供水能力不足的問題,這些地區(qū)原有水利灌溉工程是可滿足要求的,但由于水利工程年久失修,清河上游的馮村水庫的供水對象轉(zhuǎn)為三原縣城市供水,安吳鎮(zhèn)的馮村大渠無水可供,近年來建設(shè)投入不足、云陽抽水站的供水規(guī)模逐年減小,致使現(xiàn)狀工程供水能力不足,其他4座抽水站工程供水能力減小、導(dǎo)致農(nóng)業(yè)供水工程供水能力不足,需要進(jìn)行加大投入,改造擴(kuò)容現(xiàn)狀供水工程規(guī)模。四是水源工程單一,缺乏應(yīng)急水源工程,隨著社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,人為加劇的水環(huán)境惡化問題及突發(fā)性污染事件可能威脅涇陽縣境內(nèi)的正常生產(chǎn)秩序。涇陽縣城現(xiàn)狀公共供水主要是由涇陽水廠供水,其水源工程單一,除了縣城建有應(yīng)急備用水源,其他鎮(zhèn)均缺乏應(yīng)急備用水源,在遇到突發(fā)性水污染事件時(shí),嚴(yán)重影響涇陽縣居民生活生產(chǎn)用水安全。

4 結(jié)語

綜上,可通過發(fā)揮現(xiàn)有供水設(shè)施作用的基礎(chǔ)上,采取強(qiáng)化節(jié)水措施,對現(xiàn)有灌區(qū)進(jìn)行基礎(chǔ)設(shè)施改造提高灌溉水利用系數(shù),新建、改建或擴(kuò)建一批供水工程等內(nèi)部挖潛和其他措施,新建西郊水庫抽水工程或加大取涇河干流水,西郊水庫受涇惠渠補(bǔ)水,反調(diào)節(jié)極大的增加了保供能力,可就近補(bǔ)水云陽鎮(zhèn)、安吳鎮(zhèn)灌溉水量的缺口,以提高枯水期的可供水量,提升各供水工程的供水能力,提高供水保證率,從而支撐縣域經(jīng)濟(jì)社會長足發(fā)展,保障水安全、提升水生態(tài)。