引(氵)胥济黑工程的必要性与可行性初探.docx

引(氵)胥济黑工程的必要性与可行性初探

　　摘要：西安市属于资源性缺水地区，西安市区缺水尤为严重，需要继续做好区外调水的准备。本文提出的引氵胥济黑工程将进一步补充市区供水水源，文中对引水的必要性及可行性做了探讨，并针对两种引水方案具体分析、计算了可调水量。
关键词：引氵胥济黑工程跨流域调水可调水量
　　水资源调配是针对我国水资源在空间上与时间上天然分布和分配极端不均性，在空间上是从有余水或有余水潜力的地区向缺水的地区调水，时间上则包含对水资源的调蓄。进行区域水资源调配的意义就在于它是针对缺水区的供需矛盾和因缺水带来的环境与生态问题而采取的一种重要对策。
　　本文中探讨的引氵胥济黑工程，是将秦岭南麓汉江支流氵胥水河上游部分径流量引至秦岭北麓渭河支流黑河的跨流域调水工程。本文所选方案，水源调出区水资源丰富，流域内用水量小，开发利用程度很低且与调入区同辖于西安市周至县，调水距离短，工程量小，投资少，跨流域却不跨行政管理区调水，可避免水权之争，便于协调和管理，现实可行。此外，该工程可以作为陕西省水资源优化配置计划中的引氵胥济黑工程的一期工程实施。
１工程建设的必要性
１．１西安市水资源开发利用现状
　　西安市水资源不够丰富，属于资源型缺水地区。境内除秦岭南部汉江流域内的氵胥水河，洵河以及直接流入黄河的南洛河外，大部分河流属于黄河流域渭河水系。西安市多年平均自产地表水资源量为２１．７８亿ｍ３，多年平均地下水资源量为１７．２７亿ｍ３，扣除地表水和地下水之间的重复量１２．３９亿ｍ３，全市水资源总量为２６．６６亿ｍ３，按全市现有耕地、人口计算，亩均水资源６０１．３ｍ３/亩，人均水资源３８７．５ｍ３/人，远低于全国和全省亩均及人均值。多年来，境内地下水开发利用程度高，现已无大的潜力可挖，地表水资源开发利用程度低，但可开发量有限。２０００年全市地表水开发利用量４８２１７万ｍ３，扣除引水和客水７１０８万ｍ３，实际开发利用自产地表水资源３０５０９万ｍ３，为地表水资源量的１４％，全市地下水开发利用总量１３００６２万ｍ３，为全市地下水资源可开采量１５．４８亿ｍ３的８４％。为此，需进一步调整城市供水结构，增大地表水供水量，减少地下水开采量，涵养水源。
１．２西安市可持续发展对水资源的需求
　　西安市总面积９９８３ｋｍ２，共辖新城、碑林、莲湖、雁塔、未央、灞桥、阎良、临潼、长安９区和周至、户县、高陵、蓝田４县。截止２０００年底，西安市总人口６８８．０１万人，其中非农业人口２８５．７９万人，城市化水平４１．５４％。西安市优越的地理位置，丰富的人文资源以及深远的历史渊源，使其成为我国重要的科研、高等教育、高新技术产业、旅游和商贸基地，是陇海兰新地带规模最大的中心城市。随着全球经济一体化、区域集团化的发展进程，西安市经济日益向国际化方向发展，其发展态势，是中国经济发展战略重点西移和缩小东西差距的重要支点。在“九五”计划中，西安市供水水资源系统优化调配研究作为一项子专题，有关专家、学者对其进行了深入的研究。在研究中，经对西安地区远景年２０５０年供需平衡分析，预测至２０２０年，考虑当地开源节流与区外调水情况下，西安地区将缺水１．５９５２亿ｍ３，随着工农业的进一步发展，特别是由于工业需水的增加，２０２０年～２０３０年，水资源供需矛盾将重新出现，且更加严重，由于地区水资源承载力有限，在这一阶段，水的问题将成为制约西安经济社会可持续发展的主要因素。为此，为保证下一世纪西安经济可持续发展对水的需求，应开源与节水并举，同时应继续增加跨流域调水规模，增进陕西省水资源的优化配置。
１．３引氵胥济黑与西安市市区需水
　　西安市市区人口集中，地表水资源量仅为０．４７亿ｍ３，资源性缺水较为严重。供水水源包括地下水源和地表水源两部分，地表水源有７处，主要以位于宝鸡眉县的石头河水库和位于周至县的黑河为主要水源。２０００年市区总供水量３．５４亿ｍ３，其中，地表水２．０７亿ｍ３，占总供水量的５８％，黑河引水系统总供水量为１．７９亿ｍ３，基本解决了中心城区的供需矛盾，但氵产河以东的纺织城、洪庆等外围组团的供水量不足，夏季高峰期，生活供水只能定时限量，工业生产勉强维持，同时，从现有地表水资源供水措施及需水保证率来看，中心市区仍需提前做好区外调水的前期工作以缓解供需矛盾。
　　汉江支流氵胥水河部分径流属于周至县地表水资源，开发利用程度很低，引氵胥济黑工程的建设将进一步开发西安市地表水资源，提高其有效利用率，补充市区供水水源，增强供水保证率，有助于缓解供需矛盾。
　　２工程建设的可行性
２．１氵胥水河流域概况
　　汉江是长江最大的一级支流，汉江在我省境内的流域面积为５９１１０ｋｍ２，多年平均径流量２６４亿ｍ３，流域北岸为秦岭南坡，支流众多，褒河、氵胥水河、子午河等较大支流多发源于石泉以上的秦岭山区，而且源远流长，河网密度大。汉江支流氵胥水河，发源于秦岭南麓陕西省周至县境内的光秃山，流经周至、太白、洋县、城固等县。于城固东南７ｋｍ的汉王城注入汉江，全长１６７．５ｋｍ，流域面积２３４０ｋｍ２，河道平均比降１．２６％，多年平均流量３７．６ｍ３/ｓ，落差１６３６ｍ，该流域面积为１０ｍ２以上的河流共有３２条，受大气环流、纬度及地形影响，降水量有北向南递减，径流亦由北向南递减。氵胥水河径流主要来源于降水，并有季节性融冰和融雪补给，径流的年际、年内变化，与降水的变化趋势基本一致，汛期集中在５～１０月，该流域升仙村水文站１９５６～１９８０年间多年平均年径流量为１０．９４亿ｍ３，变差系数Ｃｖ为０．４５，２０％、５０％、７５％及９５％各频率的年径流分别为１４．４４、９．８４、７．３３、５．４亿ｍ３。该流域高山区由中生界花岗岩组成，岩性较坚硬，中山区由石英岩、大理岩、黑云母花岗岩、云母片岩等组成。
２．２可调水量分析
　　引氵胥济黑是实现水资源优化配置的工程措施，为此，在兴建之前必须慎重研究，进行科学比选。可调水量是反映跨流域调水后水资源优化配置的综合指标，既要考虑调出区的可能，对调出区的生态环境不会造成不可弥补的影响，又要考虑调入区的有效利用，是比较复杂的资源优化配置问题，能否客观、科学地确定可调水量，不仅直接影响跨流域调水工程的决策，对工程规模和运行管理也十分重要。鉴于可调水量是调水工程可行性的关键问题之一，本文拟定两种调水方案，分别对氵胥水河部分流域进行可调水量分析。本文所说的可调水量，是指可供水河流的河川径流量，在扣除当地用水和河道内环境用水后可能向城市提供的水量。
　　氵胥水河流域水资源量应包括河川水资源量和地下水资源量，由于两种方案中所拟选的调水流域均地处山地高原，取水口高程在１６００ｍ以上，河流切割深，浅层地下水已作为河川基流排入河道，故认为河川径流量就等于水资源总量。又因所选流域人烟稀少，现无水利建设，无工业生产，人类活动对流域径流影响几乎可以不予考虑，所以此处的水资源量计算不考虑径流还原，以计算径流代表天然径流进行分析研究。经过对所选流域水文资料的分析、计算，可得两种方案相应的分析计算结果
　　方案一，选择老县城下游松树坪处为引水断面。
　　理由有３：其一，考虑到氵胥水河上游段老县城处地势平整，有利于建坝蓄水，且居于此地的居民只有１０余户，移民问题很容易解决；其二，从该处引水到秦岭北麓黑河流域的秋茅子沟，穿越秦岭的隧洞长度较短。其三，该部分流域面积不大，但水量丰富。根据１/５００００地形图，经计算，该流域总面积约为６３．９ｋｍ２，沿氵胥水河干流河长约为１１．４ｋｍ，引水断面处高程约为１７２７ｍ，引水断面之后１．０１ｋｍ处有支流汇入。引水至黑河流域秋茅子沟高程约１７００ｍ处所需开挖隧洞长约为３ｋｍ。流域多年平均年径流量为０．２５６亿ｍ３，扣除河道生态环境用水量３１．９７万ｍ３，引水断面多年平均可调水量约为０．２５２亿ｍ３。
　　方案二，选择都督门下游段与烂店子上游段之间一处作为引水断面。
　　与方案一相比较，该方案流域汇流面积较大，汇入支流沿干流河长集中增多，水量更为丰富。但从该引水断面引水至黑河流域秋茅子沟，穿越秦岭的隧洞长度增加不多。经计算，该流域总面积约为１２５．３ｋｍ２，沿氵胥水河干流河长约为１５．９ｋｍ，引水断面处高程约为１６６０ｍ，引水断面之后１．２５、３．０７、３．８３ｋｍ处分别有支流汇入。引水至黑河流域秋茅子沟高程约１６４０ｍ处所需开挖隧洞长约为５．８ｋｍ。流域多年平均年径流量为０．５０１亿ｍ３，扣除河道生态环境用水量６３．０７万ｍ３，引水断面多年平均可调水量约为０．４９５亿ｍ３。
　　由以上计算结果可知，两种方案中水量调出流域的多年平均年径流量分别是氵胥水河多年平均年径流量的２．３％和４．６％，故，即使将断面以上水量全部调走，也不致影响其下游工农业发展的需水量。因所需建水库库容较小，且地处山地高处，水库蒸发渗漏损失很小，因此，工程可调水量主要取决于断面下游河道的生态环境用水量，以保持引水口以下河流生态系统的生物多样性和改善环境质量，在本文中，参考有关研究成果，拟以ｐ＝９５％的１０ｄ最小枯水流量为标准来计算的。
２．３施工可行性
　　据实地调查及资料分析，该调水工程从施工条件及筑坝技术方面而言，均属可行，此外国内外长隧洞施工，已有丰富经验，我国建成５ｋｍ以上的输水隧洞已由若干条，故隧洞施工方面也不存在难以解决的困难。
　　总之，在引氵胥济黑工程可行性分析过程中，本文从经济合理，技术可行、环境容许的原则入手，来追求跨流域调水效益的。需特别说明的是，该拟选方案与陕西省水资源优化配置计划中的引氵胥济黑工程方案是完全不同的，所选方案，工程量小，投资较少，现实可行。
参考文献：
［１］水利部西北水利科学研究所．关中地区水资源优化配置研究报告［Ｒ］．１９９９．３
［２］西安工程学院，西安理工大学．西安市供水水资源系统优化配置研究报告［Ｒ］．１９９９．４
［３］王海成．西安市水资源开发利用潜力分析［Ｄ］．西安理工大学，２００２．１．
［４］陕西省水利厅南水北调考察组．陕西省两江联合调水工程初步方案意见［Ｒ］．１９９７．２
［５］陕西省汉中地区水电局．汉中地区实用水文手册［Ｒ］．１９８２．６．
［６］陕西省宝鸡地区水电局．宝鸡地区实用水文手册［Ｒ］．１９８３．２．