高　晨　劉登峰　師小雨

（西安理工大學(xué)水利水電學(xué)院，西北旱區(qū)生態(tài)工程國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室陜西西安710048）

考慮外調(diào)水的渭南市渭北旱塬區(qū)供水保障研究

高晨劉登峰師小雨

（西安理工大學(xué)水利水電學(xué)院，西北旱區(qū)生態(tài)工程國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室陜西西安710048）

陜西省渭南市屬資源性缺水區(qū)，而處于渭北旱塬區(qū)域的5縣缺水形勢(shì)更為突出。為給該區(qū)域的水資源管理提供決策依據(jù)改善水資源供需形勢(shì)，進(jìn)行了該區(qū)域的供水保障研究。以2013年為現(xiàn)狀年分析了現(xiàn)狀年的供水量、用水量和用水水平，以2020年和2030年為規(guī)劃年進(jìn)行需水量預(yù)測(cè)和可供水量預(yù)測(cè)，完成了考慮外調(diào)水供水的水資源分量分質(zhì)配置，提出了針對(duì)性的保障措施。該研究對(duì)實(shí)現(xiàn)渭北旱塬區(qū)域水資源的可持續(xù)利用和社會(huì)經(jīng)濟(jì)及生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展具有參考價(jià)值。

渭南市；需水預(yù)測(cè)；供水預(yù)測(cè)；外調(diào)水；水資源配置

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當(dāng)今水資源短缺、水污染嚴(yán)重和水資源浪費(fèi)造成的水危機(jī)已成為人類社會(huì)發(fā)展的制約因素。渭南市是“大關(guān)中經(jīng)濟(jì)區(qū)”重要城市，這就要求有水資源來支持經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。但渭北旱塬是水資源供給的薄弱地區(qū)，水資源短缺的問題在一定程度上制約了經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展，迫切需要全面深入地開展水資源開發(fā)利用的基礎(chǔ)研究。使用外調(diào)水是資源性缺水區(qū)域供水保障的一個(gè)重要途徑，不少學(xué)者進(jìn)行了相關(guān)研究。2005年李景海等根據(jù)水資源“三次平衡”的配置思想，得出外調(diào)水工程對(duì)于解決區(qū)域的水資源短缺問題至關(guān)重要［1］。2007年秦大庸等優(yōu)化配置當(dāng)?shù)厮屯庹{(diào)水，協(xié)調(diào)各用水部門的關(guān)系，進(jìn)行了區(qū)域節(jié)水型社會(huì)建設(shè)研究［2］。2013年，李文忠等確定缺水量后，通過新建、改造水利工程，增加外調(diào)水，實(shí)現(xiàn)了本地水和外調(diào)水聯(lián)合配置［3］。黃強(qiáng)研究了陜西省南水北調(diào)工程受水區(qū)的水資源優(yōu)化配置，分析了2020年和2030年的配置結(jié)果，其中包括了外調(diào)水向渭南市供水［4］。水資源配置中常按照不同行業(yè)用水保證率進(jìn)行配水。暢建霞等［5］根據(jù)引漢濟(jì)渭工程配水區(qū)51年逐旬計(jì)算結(jié)果，統(tǒng)計(jì)出2020規(guī)劃水平年調(diào)水與不調(diào)水情況下灌溉、工業(yè)和生態(tài)保證率。楊麗美［6］考慮各用水部門的用水保證率，并按照分質(zhì)供水的配置原則，得出天津市規(guī)劃水平年水資源供需平衡結(jié)果。本文基于不同行業(yè)用水保證率的分量分質(zhì)配置原則，考慮跨流域調(diào)水，利用與各部門相適應(yīng)的不同保證率進(jìn)行渭南市渭北旱塬區(qū)規(guī)劃水平年的水資源配置。

1　渭南市渭北旱塬區(qū)概況

渭北旱塬位于黃土高原南端，地勢(shì)平坦，土壤肥沃，基本地貌類型是河流階地和黃土臺(tái)塬。屬暖溫帶半濕潤半干旱氣候區(qū)，多年平均降雨量530mm～565mm，多年平均氣溫11℃～13.5℃。規(guī)劃區(qū)內(nèi)較大的河流有黃河、渭河、洛河，都屬于黃河水系。按照國家《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》［7］（GB3838-2002），渭河、洛河流域地表水總體呈有機(jī)物污染，重金屬污染次之。地下潛水和基巖裂隙水均為無色無臭、透明的低礦化水，礦化度一般不高于2g/L。地下水水質(zhì)總體良好。

根據(jù)《陜西省統(tǒng)計(jì)年鑒》［8］及《渭南統(tǒng)計(jì)年鑒》［9］等，區(qū)域包括合陽、澄城、蒲城、白水、富平5縣，轄4個(gè)街道、57個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)，總面積6360.6km2。截止2013年底，常住人口共260.52萬人，其中，農(nóng)村人口占總?cè)丝?4.5%。生產(chǎn)總值474.06億元，境內(nèi)有效灌溉面積193.36萬畝，工業(yè)增加值225.98億元。各行政分區(qū)水資源可利用量見表1。

2　現(xiàn)狀年水資源開發(fā)利用情況

2.1現(xiàn)狀年供水量

研究區(qū)境內(nèi)水資源開發(fā)利用現(xiàn)狀包括供水狀況、供水水源狀況、供水工程、各用水部門用水狀況等多方面情況。供水水源分當(dāng)?shù)氐乇硭⒌叵滤?、未來的跨流域調(diào)水、跨流域供水和污水處理回用等6種。2013年底，區(qū)域內(nèi)地表水工程供水占總供水量的71.88%，地下水工程供水占29.12%，污水處理回用和集雨利用占0.0015%。2013年的實(shí)際供水量見表2。

2.2現(xiàn)狀年用水量

2013年，渭北旱塬區(qū)渭南境內(nèi)總用水量為71286萬m3，其中，地下水20745萬m3，占總水量的29.1%。農(nóng)田灌溉總用水量51084萬m3，占總水量的71.66%；林牧漁蓄總用水量7506萬m3，占總水量的10.53%；工業(yè)總用水量5694萬m3，占總水量的7.96%；城鎮(zhèn)公共用水量459萬m3，占總水量的0.64%；居民生活用水量6357萬m3，占總水量的8.92%；生態(tài)環(huán)境用水量186萬m3，占總水量的0.26%。

表1　水資源可利用量統(tǒng)計(jì)表

2.3現(xiàn)狀年用水水平分析

對(duì)2013年用水情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)并分析計(jì)算得到詳細(xì)用水情況，見表3。城鎮(zhèn)和農(nóng)村人均日用水量低于全國平均水平，但仍然還有節(jié)水潛力。生產(chǎn)用水的節(jié)水水平還可以繼續(xù)提高。

表2　2013年實(shí)際供水量表（單位：萬m3）

表3　各縣現(xiàn)狀年用水情況表

表4　渭南市需水量預(yù)測(cè)成果表（單位：萬m3）

表5　渭南市可供水量預(yù)測(cè)成果表（單位：萬m3）

3　供需水量預(yù)測(cè)

3.1需水量預(yù)測(cè)

采用分產(chǎn)業(yè)預(yù)測(cè)方法［10］及用水定額法，區(qū)分生活用水、生產(chǎn)用水和生態(tài)用水等不同類別，研究不同產(chǎn)業(yè)用水變化規(guī)律，對(duì)未來用水目標(biāo)進(jìn)行預(yù)測(cè)。

根據(jù)各縣水中長期規(guī)劃，需水預(yù)測(cè)按生活、生產(chǎn)、生態(tài)需水量3大類進(jìn)行預(yù)測(cè)：生活用水分為城鎮(zhèn)生活和農(nóng)村生活；生產(chǎn)用水分為第一產(chǎn)業(yè)、第二產(chǎn)業(yè)（工業(yè)和建筑業(yè)）和第三產(chǎn)業(yè)；生態(tài)用水包括公共綠地需水量和城市道路澆灑需水量。隨著人口增長和城鎮(zhèn)化率的提高，居民生活用水將呈上升趨勢(shì)；隨著農(nóng)業(yè)節(jié)水措施和種植結(jié)構(gòu)優(yōu)化，農(nóng)業(yè)用水量將有所減少；資源節(jié)約型社會(huì)的建立，使萬元工業(yè)增加值用水量有所減少，但由于工業(yè)的快速發(fā)展，工業(yè)用水量將大幅增長；隨著環(huán)境友好型社會(huì)的建立，生態(tài)環(huán)境用水量將有較大增加。

3.2可供水量預(yù)測(cè)

2020規(guī)劃年一般干旱年可供水總量為14.1億m3，特別干旱年可供水13.8億m3；2030年一般干旱年可供水總量為14.3億m3，特別干旱年可供水13.96億m3。預(yù)測(cè)成果見表5。

4　水資源配置研究

4.1水資源配置的思路

在水資源總體規(guī)劃與管理過程中，應(yīng)針對(duì)渭北旱塬地區(qū)的實(shí)際情況和國家政策，充分協(xié)調(diào)水與社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、生態(tài)、環(huán)境等要素的關(guān)系，提高水資源與之相適應(yīng)的匹配程度，實(shí)現(xiàn)水資源合理利用，促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展。

配置原則：實(shí)現(xiàn)水量水質(zhì)統(tǒng)一配置［11］，地表水地下水聯(lián)合供水，分部門分行業(yè)科學(xué)配水。

供水順序：優(yōu)先利用雨污水回用水量，其次充分利用當(dāng)?shù)匾罢{(diào)蓄工程水量，再利用重點(diǎn)調(diào)水工程引漢濟(jì)渭水量和當(dāng)?shù)氐叵滤??；赜盟紫葷M足生態(tài)供水，其余用于農(nóng)業(yè)或工業(yè)。優(yōu)質(zhì)地表水和地下水優(yōu)先供給居民生活用水。混合供水區(qū)優(yōu)先利用地表水，進(jìn)而運(yùn)用地下水，互補(bǔ)余缺。

4.2考慮外調(diào)水的水資源配置

在推薦方案基礎(chǔ)上，進(jìn)一步考慮增加外調(diào)水供水，以緩解用水壓力。根據(jù)水資源配置原則和方案設(shè)置方法，經(jīng)多次供需模擬計(jì)算，得到最終的水資源配置成果，見表6、表7。渭南市在2020年和2030年，分別有不同程度的調(diào)水，在外調(diào)水方案下，各縣缺水率2020年控制在10%以內(nèi)，2030年控制在30%以內(nèi)，區(qū)域的缺水情況明顯改善。

表6　渭北旱塬2020年水資源配置結(jié)果表（加外調(diào)水方案）（單位：萬m3）

續(xù)表6渭北旱塬2020年水資源配置結(jié)果表（加外調(diào)水方案）（單位：萬m3）

5　建議

渭南市兩個(gè)缺水縣為澄城縣和富平縣。根據(jù)兩縣實(shí)際情況，從以下三個(gè)方面提出水資源保障措施：

（1）跨流域調(diào)水。通過水利工程措施改變水資源的天然時(shí)空分布以適應(yīng)社會(huì)生產(chǎn)的需水要求。澄城縣現(xiàn)階段客水主要有石堡川灌區(qū)和抽黃灌區(qū)。境外客水引漢濟(jì)渭工程將向富平每年配水3000萬m3。增加外調(diào)水量是一條可行途徑。

（2）各行業(yè)的節(jié)水措施及對(duì)現(xiàn)有供水工程優(yōu)化調(diào)配。生活方面，加強(qiáng)城鄉(xiāng)人飲水工程建設(shè)，加強(qiáng)對(duì)城鎮(zhèn)生活用水管理，減少輸水管網(wǎng)漏失率；工業(yè)方面，調(diào)整工業(yè)結(jié)構(gòu)和布局，加快工業(yè)節(jié)水工程建設(shè)，提高用水重復(fù)利用率和利用效率，加大污水處理率；農(nóng)業(yè)方面，加快農(nóng)田水利設(shè)施基礎(chǔ)建設(shè)，加強(qiáng)灌溉用水管理，建設(shè)節(jié)水灌溉工程，提高渠系水利用系數(shù)和田間水利用效率。

（3）污水的回用、資源化以及雨水的直接利用。污水回用是實(shí)現(xiàn)水資源供需平衡的重要途徑。加強(qiáng)雨水等各種水源的聯(lián)合供水，做到一水多用、優(yōu)水優(yōu)用，將提高水資源的利用效率。

表7　渭北旱塬2030年水資源配置結(jié)果表（加外調(diào)水方案）（單位：萬m3）

續(xù)表7渭北旱塬2030年水資源配置結(jié)果表（加外調(diào)水方案）（單位：萬m3）

6　結(jié)語

本研究分析了渭南市渭北旱塬區(qū)2013現(xiàn)狀年的水資源開發(fā)利用情況，城鎮(zhèn)和農(nóng)村的人均日用水量還有節(jié)水潛力，生產(chǎn)用水節(jié)水水平還可以繼續(xù)提高。對(duì)2020年和2030年規(guī)劃年進(jìn)行了需水量預(yù)測(cè)和可供水量預(yù)測(cè)，基于分質(zhì)分量原則進(jìn)行了考慮外調(diào)水的水資源配置。結(jié)果顯示，在規(guī)劃水平年大部分縣的需水量可以滿足，但是部分縣仍然缺水，還需要進(jìn)一步采取水資源保障措施。該結(jié)果將為渭南市渭北旱塬區(qū)域的水資源開發(fā)利用和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供指導(dǎo)建議。陜西水利

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（責(zé)任編輯：唐紅云）

國家自然科學(xué)基金（51309188）；水利部公益性行業(yè)科研專項(xiàng)經(jīng)費(fèi)項(xiàng)目（201501058）；陜西省水利科技計(jì)劃項(xiàng)目