◎李曉春　任新群　　孫少軍

大中型水庫在渭河生態(tài)調(diào)度中的作用分析

◎李曉春1任新群2孫少軍3

1　渭河概況

渭河是黃河第一大支流，發(fā)源于甘肅省渭源縣鳥鼠山，流域涉及甘肅、寧夏、陜西三省（自治區(qū)），在陜西省潼關(guān)縣注入黃河。渭河流域面積13.48萬km2，干流全長818km。陜西省渭河干支流現(xiàn)有23座大中型水庫，原設(shè)計總庫容15.05億m3，現(xiàn)狀總庫容12.38億m3，現(xiàn)狀興利庫容9.04億m3。

2　渭河生態(tài)調(diào)度問題的提出

2.1最嚴格水資源管理制度對水資源管理提出了新要求

根據(jù)國務院安排，2014年、2015年兩個年度水利部等10部委組成了考核工作組，對各省、自治區(qū)、直轄市落實最嚴格水資源管理制度情況進行首次考核，考核結(jié)果全國通報。根據(jù)省政府安排，2014年和2015年，由省水利廳等5廳局的副廳級領(lǐng)導帶隊，10廳局參加，組成5個考核小組，對全省12個市區(qū)政府“三條紅線、四項制度”落實情況進行全面考核，考核結(jié)果全省通報?？己私o水資源管理提出了更高的要求。

2.2渭河全線綜合整治對水量調(diào)度提出了更高要求

2011年陜西省渭河全線綜合整治工程實施以來，渭河630km堤防全線完工，橫貫關(guān)中的渭河美景初顯，河流生態(tài)問題愈加受到全社會關(guān)注。2015年5月，省政府啟動了新一輪“渭河流域水污染防治鞏固提高三年行動（2015～2017年）”，要求非汛期渭河干流林家村斷面每日不低于8m3/s，華縣斷面不低于12m3/s，干流楊凌以上河段穩(wěn)定保持Ⅲ類水質(zhì)，楊凌以下河段保持Ⅳ類水質(zhì)。新一輪渭河治理對水量調(diào)度工作提出了更高的要求。

2.3渭河水質(zhì)污染嚴重，生態(tài)水嚴重不足

截至2014年底，陜西省渭河干流化學需氧量平均濃度較2011年下降了32.9%，氨氮平均濃度下降了45.2%。渭河干流楊凌以上河段達到Ⅲ類水質(zhì)，楊凌以下河段達到Ⅳ類水質(zhì)，渭河入黃斷面達到Ⅳ類水質(zhì)。雖然渭河流域水污染防治工作取得明顯成效，但還存在城鎮(zhèn)生活污染、工業(yè)污染、農(nóng)業(yè)面源污染日趨嚴重，枯水期生態(tài)流量不足等突出問題。特別是渭河干流枯水期生態(tài)用水被占用情況嚴重，局部河段基本處于斷流狀態(tài)。如林家村樞紐工程進行了加壩加閘改造后，渭河被引入渠道發(fā)電和灌溉，導致從大壩到魏家堡渠首70多km渭河河道在枯水期嚴重缺少生態(tài)水，生態(tài)環(huán)境惡化。

圖1　大中型水庫分布圖

3　參與渭河生態(tài)調(diào)度的大中型水庫篩選

3.1水庫分布

陜西省渭河流域目前運用的大中型水庫有23座，分布見表1和圖1，其中大型水庫4座，中型水庫19座，干流1座，支流22座。

3.2水庫篩選

篩選的原則是，在保證城市、工業(yè)和灌溉供水任務后水庫仍有剩余水量可用于枯水期生態(tài)調(diào)度，每個河段內(nèi)都有參與水庫。

林家村以上河段，只有渭河干流上的林家村樞紐，為中型水庫。在此河段初步選擇林家村樞紐。

林家村～魏家堡河段支流上有4座水庫，馮家山和石頭河水庫為大（2）型水庫，段家峽和王家崖水庫為中型水庫。段家峽水庫位于馮家山水庫上游，興利庫容只有885萬m3，在滿足灌溉供水前提下，能夠為生態(tài)調(diào)度提供的水量較小，且距離千河入渭口較遠，生態(tài)調(diào)度中不宜選用。王家崖水庫雖然興利庫容較大，為4705萬m3，由于是一座渠庫結(jié)合工程，水庫蓄水大部分來自林家村樞紐的引水，生態(tài)調(diào)度中也不宜選用。該河段選擇馮家山和石頭河水庫作為生態(tài)調(diào)度的供水水庫。

表1　　大中型水庫基本信息

魏家堡～咸陽河段支流有7座水庫，金盆水庫和羊毛灣水庫是大（2）型水庫，其它5座水庫為中型水庫。漆水河支流上白荻溝水庫和東風水庫的興利庫容較小，分別為573萬m3和908 萬m3，水庫有灌溉供水任務，在滿足灌溉供水前提下，能夠為生態(tài)用水的供水量較小，生態(tài)調(diào)度中不宜選用。老鴉嘴水庫興利庫容609萬m3，是羊毛灣灌區(qū)渠庫結(jié)合水庫，生態(tài)調(diào)度中也不宜選用。大北溝水庫和信邑溝水庫興利庫容較大，分別2048萬m3和2119萬m3，但兩庫是寶雞峽渠庫結(jié)合工程，水源主要由寶雞峽引渭總干渠補給，生態(tài)調(diào)度中也不宜選用。該河段選用羊毛灣水庫和金盆水庫兩座大型水庫作為生態(tài)調(diào)度的供水水庫。

咸陽～臨潼河段支流有4座水庫，均為中型水庫。楊家河水庫興利庫容只有530萬m3，生態(tài)調(diào)度中不宜選用。泔河水庫興利庫容較大，為3030萬m3，該水庫為寶雞峽灌區(qū)渠庫結(jié)合水庫，水庫蓄水主要是寶雞峽干渠向其充蓄，生態(tài)調(diào)度中也不宜選用。石砭峪水庫位于灃河支流石砭峪河上，大壩距離灃河入渭口64.9km，水庫興利庫容2160萬m3，該水庫結(jié)合引乾濟石工程，每年向西安市供水6000萬m3，鑒于該水庫是西安市城市供水事故備用水源地，且從外流域調(diào)水，同時水庫大壩距離灃河入渭口較遠，生態(tài)調(diào)度中也不宜選用。李家河水庫為新建水庫，相對總庫容較大，其設(shè)計任務中含有生態(tài)供水，可作為生態(tài)調(diào)度的供水水庫。

臨潼～華縣河段支流有7座水庫，均為中型水庫。其中渭河干流北岸石川河支流5座，南岸支流零河和沋河各1座。石川河支流的5座水庫，除桃曲坡水庫興利庫容較大外，其它4座水庫興利庫容都較小，且石川河干流下游河道為嚴重巖溶滲漏區(qū)，4座水庫不宜選擇作為生態(tài)調(diào)度供水水庫。桃曲坡水庫興利庫容3602萬m3，自1995年起向銅川城市供水，主要擔負銅川新、老城區(qū)居民生活供水及陜焦化工有限公司、華能（銅川）電廠等工業(yè)供水，同時還有灌溉供水，雖然水庫盈利庫容較大，但可為渭河干流生態(tài)供水水量較少，生態(tài)調(diào)度中也不宜選用。該河段選擇零河水庫和沋河水庫作為枯水期生態(tài)調(diào)度的供水水庫。

綜上所述，初步篩選8座水庫作為枯水期生態(tài)調(diào)度水庫，水庫分布見表2。

4　近年水庫運用和供水特點

4.1馮家山水庫

2001年～2013年非汛期馮家山水庫灌溉供水量在1794萬m3～10236萬m3，城市供水量在761萬m3～1232萬m3、工業(yè)供水量在852萬m3～1903萬m3和二級電站供水量在265萬m3～6085萬m3。平均供水量9956萬m3，最大為2004年16660萬m3，最小為2007年6593萬m3，最大值是最小值的2.5倍。平均來看，馮家山水庫灌溉供水量占總供水量的68%，城市和工業(yè)供水分別占14% 和18%。

4.2石頭河水庫

2001年～2010年石頭河水庫供水主要為西安供水、五丈原城鎮(zhèn)供水和農(nóng)灌供水，2011年增加了咸陽城市供水，2012年和2013年分別增加了楊凌和寶雞城市供水。2001年～2013年，石頭河水庫非汛期城市（鎮(zhèn)）供水量在2310萬m3～8157萬m3，平均值為4696 萬m3；灌溉供水量在1872萬m3～4658 萬m3，平均值為3506萬m3。城市（鎮(zhèn)）和灌溉非汛期平均供水量8202萬m3，最大為2013年11744萬m3，最小為2007年5617萬m3，最大值是最小值的2.1倍。平均來看，石頭河水庫城市（鎮(zhèn)）供水量占總供水量的57%，灌溉供水分別占43%。

石頭河水庫近年來運用中每個月都向渭河河道補水，起到了增大渭河干流生態(tài)流量的作用。2001年～2013年非汛期平均向渭河河道補水量為7267 萬m3，2012年最多16350萬m3，2003年最少172萬m3。

4.3金盆水庫

2007年金盆水庫建成蓄水。2007年～2013年非汛期金盆水庫的主要任務是城市供水，兼顧灌溉和發(fā)電。出庫水量由城市供水、灌溉用水和河道退水（生態(tài)用水）三部分組成。多年非汛期平均城市供水15330萬m3，灌溉供水1920萬m3，合計供水量17250 萬 m3；城市供水占總供水量的88.9%，灌溉只占11.1%。

金盆水庫調(diào)度中有生態(tài)用水調(diào)度，起到了增大渭河干流生態(tài)流量的作用。2007年～2013年非汛期平均向渭河河

道補水5492萬m3，2012年最多12746

萬m3，2007年最少1760萬m3。

4.4羊毛灣水庫

羊毛灣水庫非汛期的主要任務是灌溉和養(yǎng)殖綜合利用。2001年～2011年非汛期供水多年平均1190萬m3，最大供水量是2004年1643萬m3，最小是2002年843萬m3。灌溉供水量變化較大，11月份為0，5月份2萬m3，1月份為灌溉用水高峰期，最大為385 萬m3；12月份、3月份和6月份供水量在200萬m3左右。

表2　　枯水期生態(tài)調(diào)度初步選用水庫

圖2馮家山水庫非汛期各月平均供水量

圖3　石頭河水庫非汛期各月平均供水量

圖4金盆水庫非汛期各月平均供水量

4.5林家村水庫

2001年～2013年，林家村渠首平均引水52189萬m3，非汛期平均引水量31894萬m3，占年引水量的61.1%。非汛期最大引水量為2004年44530萬m3，最小引水量2003年20829萬m3。非汛期11月引水量最大為4907萬m3，5月引水量最小為2783萬m3，月平均引水量為3987萬m3。

2001年～2013年，林家村渠系平均退水量29211萬m3，非汛期平均退水量15081萬m3，分別占年、非汛期引水量的56.0%和47.3%。非汛期最大退水量為2012年 27229萬 m3，最小退水量為2003年2741萬m3。非汛期11月退水量最大，為 4104萬 m3，占引水量的83.6%；4月退水量最小為963萬m3，占引水量的29.2%，月平均退水量為1955 萬m3，占引水量的49.0%。

4.6沋河水庫

2002年～2013年，沋河水庫的主要任務是以工業(yè)供水和城市供水為主，農(nóng)業(yè)灌溉很少，工業(yè)主要為渭河化肥廠供水，城市為渭南市供水。2002年～2013年非汛期平均供水量為854萬m3，最大供水量為2006年1030萬m3，最小為2003 年726萬m3。沋河水庫工業(yè)和城市各月供水量變化不大，供水量在100萬m3左右，4月份最大為111萬m3，2月最小為99萬m3。

圖5　2001-2011年羊毛灣水庫非汛期各月平均供水量

圖62001-2013年寶雞峽林家村樞紐非汛期各月平均引、退水量

圖72002-2013年沋河水庫非汛期各月平均供水量

5　水庫生態(tài)調(diào)度潛力分析

水庫有無水量可供枯水期生態(tài)調(diào)度的影響因素涉及幾個方面，主要包括水庫汛末蓄水量、來水量、供水量和水庫運用限制水位等。對于初步選定的水庫，選擇典型年，利用水庫汛末蓄水、各月來水、各月供水資料，通過水庫興利調(diào)節(jié)列表逐月計算水庫各月末的蓄水量，以此判斷水庫在保障正常生產(chǎn)生活供水后是否有剩余水量供枯水期生態(tài)調(diào)度利用。

5.1馮家山水庫

選擇2007年、2008年和2011年計算馮家山水庫生態(tài)可調(diào)水量，10月底實際蓄水量作為汛末蓄水量，分別為709.87m、707.82m和709.34m，非汛期控制水位按694m考慮，供水量按當年水庫實際供水量計，對非汛期各月水量進行列表調(diào)節(jié)計算。水位710m與694m之間庫容為16860萬m3?？梢钥闯?，3個典型年滿足非汛期供水量后，各月末最少可用水量分別為14636萬m3、15954萬m3和12546萬m3，可見馮家山水庫非汛期除了保障當前現(xiàn)狀供水任務外，有剩余水量可以參與枯水期生態(tài)調(diào)度。

5.2石頭河水庫

選擇2007年、2008年、2011年計算石頭河水庫生態(tài)可調(diào)水量，10月底實際蓄水量作為汛末蓄水量，分別為791.14m、800.02m和794.85m，非汛期限制水位按760m考慮，供水量按當年水庫實際供水量計，非汛期水量進行列表調(diào)節(jié)計算。水位801m與760m之間庫容為8811萬m3?？梢钥闯觯?個典型年滿足非汛期供水量后，各月末最少可用水量分別為 5179萬 m3、7094萬 m3和4339萬m3，可見石頭河水庫非汛期除了保障當前現(xiàn)狀供水任務外，仍結(jié)余有一定水量，可以參與枯水期生態(tài)用水調(diào)度。

5.3金盆水庫

選擇2008年、2012年、2013年計算金盆水庫生態(tài)可調(diào)水量，汛末蓄水量按10月底實際蓄水量計，分別為593.5m、594.1m和581.5m，非汛期控制水位按560m考慮，供水量按當年水庫實際供水量計。對非汛期水量進行列表調(diào)節(jié)計算?？梢钥闯?，3個典型年非汛期滿足供水量后，非汛期各月末最少可用水量分別為 6234萬m3、6483萬m3和-1670萬m3。2012年汛末蓄水位較低，為581.5m，水庫可供水量較少，只有6342萬m3，蓄水量不足導致2013年3月和4月末水庫可用水量為負值，表明不能滿足供水任務的供水量，也無多余水量供生態(tài)調(diào)度。綜合分析，大多數(shù)情況下金盆水庫除滿足當前現(xiàn)狀供水任務外，仍有水量可參與枯水期生態(tài)用水調(diào)度。

5.4羊毛灣水庫

選擇2004年、2006年、2007年計算羊毛灣水庫生態(tài)可調(diào)水量，采用各年10月底實際蓄水量作為汛末蓄水量，供水量按當年水庫實際供水量計，非汛期控制水位按死水位620m考慮。對各年非汛期進行調(diào)節(jié)計算?？梢钥闯觯?個典型年滿足非汛期供水量后，各月月末最小可用水量分別為3695萬m3、2287萬m3和1371萬m3，可見羊毛灣水庫非汛期除了保障當前現(xiàn)狀供水任務外，仍有剩余水量可參與枯水期生態(tài)調(diào)度。

5.5沋河水庫

沋河2012年非汛期來水量793 萬m3，水量偏枯。2002年～2013年沋河最大供水量是2006年，供水量為1030萬m3，最小供水量為2003年的726萬m3。

選擇2012年來水計算沋河水庫生態(tài)可水量，10月底水位按正常蓄水位403m，非汛期控制水位按死水位計，供水量分別按最大供水量和最小供水量考慮。對非汛期水量進行調(diào)節(jié)計算?？梢钥闯?，滿足非汛期供水量后，沋河水庫剩余水量為514萬m3和737萬m3，若扣除水庫損失，可為生態(tài)提供的水量為400萬m3～600萬m3。

華縣最小生態(tài)流量為12.0m3/s，一天生態(tài)需水量至少104萬m3。由此可見，通過沋河水庫剩余水量來保證華縣的最小生態(tài)流量是不現(xiàn)實的。

5.6能夠參與生態(tài)調(diào)度的水庫

通過上述分析計算可知，水庫非汛期有無枯水期生態(tài)調(diào)度水量不但與非汛期來水量大小有關(guān)，還與上年汛末水庫蓄水量和非汛期供水需求有關(guān)。計算結(jié)果表明，初步選定的馮家山水庫、石頭河水庫、金盆水庫、羊毛灣水庫均有剩余水量可參與枯水期生態(tài)調(diào)度。

6　結(jié)論

結(jié)合水庫功能、興利庫容等，考慮林家村至華縣不同河段都有水庫參與調(diào)度，從23座大中型水庫中初步篩選8座水庫參與枯水調(diào)度。分別是馮家山水庫、石頭河水庫、金盆水庫、羊毛灣水庫、林家村樞紐、李家河水庫、零河水庫和沋河水庫。

在保證水庫供水任務的前提下，即保證城市、工業(yè)用水和灌溉供水，馮家山水庫、石頭河水庫、金盆水庫和羊毛灣水庫有水量可作為生態(tài)調(diào)度利用。

沋河水庫來水量、蓄水量和供水量調(diào)度計算結(jié)果表明，沋河可供生態(tài)的水量只有幾百萬m3，不宜選擇作為解決干流生態(tài)流量指標保證率供水水庫，可以作為水庫下游干流斷面的緊急調(diào)度情況下備用水源。陜西水利

［1］中國水利水電科學研究院.陜西省江河水庫管理局.陜西省渭河干流可調(diào)水量分析與釣魚機制研究2012-2014

［2］黃河水利委員會黃河水利科學研究院.陜西省江河水庫管理局.陜西省渭河流域大中型水庫聯(lián)合調(diào)度（枯水期）研究2015-2016

（責任編輯：王劍）

◆作者1、3系陜西省江河水庫管理局高級工程師。

◆作者2系陜西省三門峽庫區(qū)渭南河務局工程師。