高建輝，陳 靜

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

1 基本情況

1.1 工程概況

東莊水庫(kù)位于涇河干流上，樞紐所在地隸屬陜西省咸陽(yáng)市，壩址以上流域面積4.32 萬(wàn)km2，占涇河流域面積的95%，多年平均徑流量18.16 億m3（1932 年～2008 年）。東莊水庫(kù)為大（I）型工程，建設(shè)任務(wù)“以防洪減淤為主，兼顧供水、發(fā)電和改善生態(tài)等綜合利用”?？値?kù)容32.76 億m3，調(diào)節(jié)庫(kù)容5.78 億m3，主要按照調(diào)水調(diào)沙運(yùn)用，不設(shè)置專用供水庫(kù)容，排沙期由供水區(qū)的反調(diào)節(jié)庫(kù)供水，其余時(shí)段由調(diào)水調(diào)沙庫(kù)容兼顧供水任務(wù)，死水位756 m，汛限水位789 m，正常蓄水位789 m。

規(guī)劃水平年2030 年工程正常運(yùn)行期總供水量4.35 億m3，其中涇惠渠灌區(qū)灌溉供水量2.73 億m3，城鎮(zhèn)和工業(yè)供水量1.62 億m3，供水對(duì)象為銅川新區(qū)、西咸新區(qū)（涇河、秦漢、空港三個(gè)新城）、富平（縣城、莊里工業(yè)區(qū)、深陜工業(yè)區(qū)）和三原縣城。

1.2 增供水量分析

東莊水庫(kù)攔沙庫(kù)容基本淤滿年限為37 年，攔沙期結(jié)束后，主汛期利用3 億m3調(diào)水調(diào)沙庫(kù)容進(jìn)行調(diào)水調(diào)沙運(yùn)用，庫(kù)區(qū)多年保持沖淤平衡狀態(tài)。本次根據(jù)東莊水庫(kù)37 年攔沙期3000 萬(wàn)m3調(diào)蓄庫(kù)容較大的先決條件，采用可靠性、一致性和代表性更好的張家山站1956 年7 月～2015 年7 月延長(zhǎng)后60 年徑流的長(zhǎng)系列做調(diào)節(jié)計(jì)算試算，在滿足城鎮(zhèn)生活和工業(yè)供水90%的保證率，農(nóng)灌供水50%的保證率下，工程正常運(yùn)行期供水量4.35 億m3，攔沙期在首先滿足農(nóng)灌的前提下，當(dāng)增灌的農(nóng)灌面積由0 增加至140 萬(wàn)畝時(shí)，可增供水量1.02 億m3～1.35 億 m3，東莊總供水量 5.37 億 m3～5.70 億 m3，多方案試算結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 攔沙期供水規(guī)模計(jì)算結(jié)果

2 供水對(duì)象

2.1 供水對(duì)象選擇

根據(jù)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展布局、關(guān)中水資源情況及供水水源工程格局，東莊水庫(kù)樞紐所在的涇河及鄰近的石川河流域確定為東莊水庫(kù)供水范圍，涵蓋東莊水庫(kù)正常運(yùn)行期的供水對(duì)象、以及涇河上游的彬洲區(qū)、長(zhǎng)武縣和涇河左右岸庫(kù)區(qū)的禮泉、乾縣、淳化、永壽、旬邑等縣。本次對(duì)增供水量供水對(duì)象的選擇上，依然在原東莊水庫(kù)供水區(qū)范圍內(nèi)，不僅考慮增加新的供水對(duì)象，原有供水對(duì)象仍然可以參與增供水量的分配。

彬長(zhǎng)兩縣（含彬長(zhǎng)礦區(qū)）的用水可通過(guò)在建的黑河亭口水庫(kù)和已成的鴨兒溝水庫(kù)以及紅巖河水庫(kù)等滿足需求；旬邑縣位于東莊水庫(kù)庫(kù)尾，只有在東莊水庫(kù)高水位時(shí)才能從庫(kù)區(qū)引水，距離東莊壩址直線距離超過(guò)40 km，距離遠(yuǎn)。而禮泉、乾縣、淳化和永壽4縣均位于涇河峽谷段東莊水庫(kù)庫(kù)區(qū)周邊，供水距離短且線路集中，其中禮泉、乾縣具備自流供水條件。渭北旱塬帶的淳化及其工業(yè)園區(qū)（1012 m）和永壽縣城及其工業(yè)園區(qū)（994 m），由于其所處地勢(shì)高，當(dāng)?shù)鼗緹o(wú)地表水供水水源，區(qū)內(nèi)農(nóng)田也基本無(wú)灌溉，涇河?xùn)|莊水源是庫(kù)區(qū)4 縣今后較長(zhǎng)時(shí)期最后且唯一的骨干水源。綜上所述，東莊水庫(kù)攔沙期增供水量供水對(duì)象選擇如下，見(jiàn)圖1。

農(nóng)業(yè)灌溉：庫(kù)區(qū)4 縣新發(fā)展的農(nóng)灌面積按照新增農(nóng)灌水量確定灌溉面積。

城鎮(zhèn)及工業(yè)園供水：禮泉、乾縣、永壽和淳化4 個(gè)縣城及其工業(yè)園區(qū)。

圖1 東莊供水范圍及供水對(duì)象示意圖

2.2 供水對(duì)象供需水量平衡分析

（1）原正常運(yùn)行期供水對(duì)象經(jīng)東莊水庫(kù)配水后缺水量

規(guī)劃年2030 年，東莊水庫(kù)正常運(yùn)行期工程總供水量4.35億m3，其中向涇惠渠灌區(qū)灌溉供水量2.73 億m3，向銅川新區(qū)、西咸新區(qū)（涇河、秦漢、空港三個(gè)新城）、富平（縣城、莊里工業(yè)區(qū)、深陜工業(yè)區(qū)）和三原縣城供水1.62 億m3，經(jīng)配水，除富平一帶缺水9402 萬(wàn)m3（含輸配水損失），其余各對(duì)象均滿足用水需求，見(jiàn)表2。

表2 正常運(yùn)行期東莊水庫(kù)配水量表 單位：萬(wàn)m3

續(xù)表2

（2）新增供水對(duì)象

規(guī)劃年2030 年，庫(kù)區(qū)4 縣新發(fā)展43.09 萬(wàn)畝灌區(qū)毛缺水量4438 萬(wàn)m3，4 縣城鎮(zhèn)和工業(yè)當(dāng)?shù)厝彼?0690 萬(wàn)m3（含輸配水損失），需東莊水庫(kù)供水14688 萬(wàn)m3，見(jiàn)表2。

因此，所有對(duì)象需東莊水庫(kù)供水量合計(jì)24530 萬(wàn)m3，其中需要向新增農(nóng)灌配水4438 萬(wàn)m3，需要向城鎮(zhèn)和工業(yè)配水量20092 萬(wàn)m3。而東莊水庫(kù)攔沙期可增供水量約1.02 億m3～1.35 億m3，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于供水對(duì)象用水缺口，因此需要進(jìn)行縝密全面的多方案配水討論。

3 水量配置多方案探討

通過(guò)調(diào)節(jié)計(jì)算試算，當(dāng)新增的供水對(duì)象在庫(kù)區(qū)禮泉、乾縣、永壽、淳化4 縣新發(fā)展灌溉面積43.09 萬(wàn)畝時(shí)，相應(yīng)合計(jì)增供水量1.05 億m3。其中農(nóng)灌增供配水量4438 萬(wàn)m3（50%灌溉保證率），向涇惠渠調(diào)整灌水量127 萬(wàn)m3（涇惠渠面積、定額、保證率均未變化，主要是系列延長(zhǎng)后調(diào)節(jié)計(jì)算不同破壞深度的差異），其余5915 萬(wàn)m3（95%保證率）可作為城鎮(zhèn)和工業(yè)增供水量。

新增供水對(duì)象需要東莊水庫(kù)增加的城鎮(zhèn)和工業(yè)水量為10690 萬(wàn)m3，富平縣有9402 萬(wàn)m3缺口需要補(bǔ)供，合計(jì)需水量達(dá)到20092 萬(wàn)m3。攔沙期東莊水庫(kù)新增城鎮(zhèn)生活生產(chǎn)可供水量?jī)H5915 萬(wàn)m3，不足以滿足全部對(duì)象的用水需求，因此需要擬定不同的配水方案進(jìn)行對(duì)比分析，確定增供對(duì)象的水量配置方案。

3.1 方案1

優(yōu)先全部滿足富平縣城及兩個(gè)工業(yè)區(qū)9402 萬(wàn)m3水量遺留缺口，庫(kù)區(qū)4 個(gè)縣城和工業(yè)區(qū)均不供水。

優(yōu)點(diǎn)：首先，富平和閻良一帶社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和前景超過(guò)庫(kù)區(qū)4 縣，富閻一體化是構(gòu)建關(guān)中經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)極和大西安發(fā)展戰(zhàn)略的重要組成部分，其用水應(yīng)當(dāng)優(yōu)先得到保障，增供給富平一帶有利于更好發(fā)揮東莊供水效益。其次，東莊供水工程北干線放水口、輸水隧洞的建筑物尺寸由結(jié)構(gòu)形式和施工斷面決定，其實(shí)際自流輸水過(guò)流能力可達(dá)到60 m3/s，遠(yuǎn)大于設(shè)計(jì)流量，增供給富平的水量通過(guò)北干線輸水不會(huì)增加輸水工程投資。增供水量所需的反調(diào)節(jié)庫(kù)容可以繼續(xù)通過(guò)龍?zhí)端畮?kù)、賀蘭水庫(kù)擴(kuò)容來(lái)滿足，比新建反調(diào)蓄庫(kù)投資低。增供給庫(kù)區(qū)4 縣需要新建提水工程、輸水工程和反調(diào)節(jié)工程，經(jīng)濟(jì)性上不占優(yōu)勢(shì)。

缺點(diǎn)：一是未考慮古賢工程西進(jìn)可能配給富平一帶的水量，二是庫(kù)區(qū)經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)地區(qū)缺水局面得不到改善，經(jīng)濟(jì)社會(huì)增長(zhǎng)受到限制，不利于各地區(qū)公平、同步發(fā)展，不利于4 縣旱原區(qū)脫貧致富。

3.2 方案2

富平縣9402 萬(wàn)m3水量缺口不解，全部配給庫(kù)區(qū)4 個(gè)縣城和工業(yè)，其中禮泉縣縣城和工業(yè)區(qū)高程是庫(kù)區(qū)4 縣中最低，可以考慮從寶雞峽灌區(qū)節(jié)水解決，本方案應(yīng)優(yōu)先作為滿足乾縣、永壽和淳化3 縣縣城生活和工業(yè)園區(qū)供水，剩余余水551 萬(wàn)m3供禮泉縣縣城生活用水，暫不供工業(yè)園區(qū)用水。

優(yōu)點(diǎn)：首先，庫(kù)區(qū)各縣由于地勢(shì)較高，當(dāng)?shù)責(zé)o有保障的大型地表水水源工程，東莊水庫(kù)作為我省涇河干流最大的水源工程，是當(dāng)?shù)匚ㄒ磺易詈蟮乃幢Ｕ?。東莊水庫(kù)向庫(kù)區(qū)各縣供水符合我省和關(guān)中地區(qū)水資源配置大格局，也是解決當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展用水瓶頸問(wèn)題的必然之選。其次，渭北“旱腰帶”地區(qū)位于黃土高原向關(guān)中平原的過(guò)渡地帶，可用水源不足造成當(dāng)?shù)刂Я鞯乇硭偷叵滤倪^(guò)度開(kāi)發(fā)，加之“旱腰帶”地區(qū)礦產(chǎn)資源的過(guò)度、無(wú)序開(kāi)采，引起和加劇了森林植被稀少、地下水資源短缺、生態(tài)環(huán)境脆弱等一系列問(wèn)題。通過(guò)東莊水庫(kù)有效解決“旱腰帶”地區(qū)的用水問(wèn)題，逐步退還擠占的生態(tài)用水，有助于區(qū)域生態(tài)環(huán)境的改善和修復(fù)，在關(guān)中北部形成有效的生態(tài)保護(hù)屏障。再者，從骨干水源工程發(fā)揮效益上看，引漢濟(jì)渭、東莊、古賢三大骨干水源工程主要供水范圍已經(jīng)涵蓋了關(guān)中平原中東部的大部分地區(qū)，但東莊庫(kù)區(qū)4 縣是骨干水源尚未觸及的嚴(yán)重缺水地區(qū)，向該區(qū)域配水將有助于水源工程供水量和工程效益的盡快提升和發(fā)揮。最后，黃河古賢水庫(kù)工程尚處于前期論證階段，如果東莊增供水量向東部石川河流域配水，在一定程度上會(huì)削弱該區(qū)域用水的緊迫性，不利于古賢工程的快速推進(jìn)和立項(xiàng)。

缺點(diǎn)：庫(kù)區(qū)4 縣地形較為破碎，支流溝道較為深陡，修建反調(diào)蓄工程造價(jià)較高，因此向該區(qū)域供水水價(jià)成本較高。同時(shí)庫(kù)區(qū)4 縣經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)，特別是水價(jià)承受能力較強(qiáng)的工業(yè)又較為薄弱，農(nóng)業(yè)用水比重較大，而供水工程投資偏大，因此供水收益和供水產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益較差。

3.3 方案3

東部缺口由東莊、古賢聯(lián)合滿足，東莊主要向庫(kù)區(qū)增加配水。

富平縣城和深陜工業(yè)區(qū)7072 萬(wàn)m3需水缺口由古賢滿足，莊里的2330 萬(wàn)m3需水缺口由東莊增供水量滿足，東莊剩余增供水量3586 萬(wàn)m3優(yōu)先作為4 縣縣城生活生產(chǎn)用水，剩余水量配給遠(yuǎn)離縣城的工業(yè)區(qū)。在給庫(kù)區(qū)4 縣配水時(shí)考慮到禮泉縣雖然缺水量在4 縣內(nèi)最大，但禮泉縣縣城和工業(yè)區(qū)高程是庫(kù)區(qū)4 縣中最低，通過(guò)從寶雞峽灌區(qū)節(jié)水向禮泉縣供水解決其缺水問(wèn)題具有優(yōu)越的高程優(yōu)勢(shì)，因此在給4 縣配水時(shí)僅解決禮泉縣縣城生活用水問(wèn)題，剩余水量配水給乾縣、永壽和淳化。

優(yōu)點(diǎn)：富平一帶水量缺口全部得到滿足，古賢大部分供水意圖可以保留，基本不影響古賢的推進(jìn)，庫(kù)區(qū)4 縣大部分水量缺口得到滿足。

缺點(diǎn)：基本同方案2。

3.4 方案比選

3 方案水量配置情況見(jiàn)表3。

表3 東莊水庫(kù)攔沙期增供水量多方案配置 單位：萬(wàn)m3

以上3 個(gè)配水方案從全部滿足平原區(qū)或庫(kù)區(qū)4 縣出發(fā)，逐步調(diào)整增供水量在庫(kù)區(qū)和平原區(qū)的比例，并與正在開(kāi)展的古賢規(guī)劃進(jìn)行了協(xié)調(diào)。從水資源配置大格局出發(fā)，逐漸形成向東莊庫(kù)區(qū)各縣大幅增加供水的思路，打開(kāi)該地區(qū)緩解工程性缺水的緊迫局面；以庫(kù)區(qū)4 縣“旱腰帶”區(qū)域經(jīng)濟(jì)果林為主增加農(nóng)灌水量，大力支持發(fā)展當(dāng)?shù)匾蕴O(píng)果為主的農(nóng)村經(jīng)濟(jì)，助力當(dāng)?shù)孛撠毠?jiān)；在城鎮(zhèn)和工業(yè)漸進(jìn)發(fā)展的過(guò)程中，向水價(jià)承受能力較強(qiáng)的經(jīng)濟(jì)果林供水，能迅速使東莊水庫(kù)供水規(guī)模達(dá)產(chǎn)，盡早發(fā)揮工程效益。

因此，推薦方案3 作為本階段的增供水量配置方案：首先滿足禮泉、乾縣、永壽和淳化庫(kù)區(qū)4 縣新增的位于渭北“旱腰帶”43.09 萬(wàn)畝農(nóng)灌供水4438 萬(wàn)m3用水需求，向涇惠渠灌區(qū)農(nóng)灌補(bǔ)水127 萬(wàn)m3；富平縣城和臨近的深陜工業(yè)區(qū)7072 萬(wàn)m3缺口全部交由古賢滿足，莊里的2330 萬(wàn)m3缺口全部由東莊增供水量滿足；剩余增供水量3586 萬(wàn)m3優(yōu)先作為4 縣縣城生活生產(chǎn)用水，剩余水量配給遠(yuǎn)離縣城的工業(yè)區(qū)。在給庫(kù)區(qū)4 縣配水時(shí)考慮到禮泉縣雖然缺水量在4 縣內(nèi)最大，但禮泉縣縣城和工業(yè)區(qū)高程是庫(kù)區(qū)4 縣中最低，通過(guò)從寶雞峽灌區(qū)節(jié)水向禮泉縣供水解決其缺水問(wèn)題具有優(yōu)越的高程優(yōu)勢(shì)，因此在給4 縣配水時(shí)僅解決禮泉縣縣城生活用水問(wèn)題，剩余水量配水給乾縣、永壽和淳化。

攔沙期合計(jì)增供水量1.05 億m3，向農(nóng)灌供水4566 萬(wàn)m3（向涇惠渠灌區(qū)農(nóng)灌調(diào)劑127 萬(wàn)m3），向城鎮(zhèn)生活生產(chǎn)供水5915 萬(wàn)m3，分別占增供水量的44%和56%；向平原區(qū)富平縣供水 2456 萬(wàn) m3，向渭北“旱腰帶”庫(kù)區(qū) 4 縣供水 8024 萬(wàn) m3，分別占增供水量的23%和77%。

4 結(jié)論

（1）東莊水庫(kù)供水量和供水對(duì)象及用途

利用東莊水庫(kù)攔沙期3000 萬(wàn)m3調(diào)蓄庫(kù)容，可增供水量1.02 億 m3～1.35 億 m3，東莊總供水量 5.37 億 m3～5.70 億 m3。正常運(yùn)行期供水規(guī)模4.35 億m3的供水對(duì)象包括涇惠渠灌區(qū)農(nóng)灌，銅川新區(qū)、西咸新區(qū)（渭北三城）、三原縣城、富平縣城及工業(yè)園區(qū)的城鎮(zhèn)和工業(yè)用水；攔沙期增供水量1.05 億m3供水對(duì)象包括禮泉、乾縣、永壽、淳化等庫(kù)區(qū)4 縣的43.09 萬(wàn)畝農(nóng)灌，以及庫(kù)區(qū)4 個(gè)縣城和工業(yè)區(qū)的城鎮(zhèn)和工業(yè)用水。

（2）供水對(duì)象水量缺口和需要的供水量

正常運(yùn)行期供水規(guī)模4.35 億m3的配水方案中，涇惠渠灌區(qū)農(nóng)業(yè)灌溉，銅川新區(qū)、西咸新區(qū)（渭北三城）、三原縣城均已配水滿足其需水訴求，其中富平縣城及工業(yè)園區(qū)缺水9402 萬(wàn)m3。

攔沙期新增供水對(duì)象總?cè)彼?5128 萬(wàn)m3（43.09 萬(wàn)畝灌區(qū)總?cè)彼?438 萬(wàn)m3），禮泉、乾縣、永壽和淳化4 縣城鎮(zhèn)和工業(yè)需要東莊水庫(kù)新增毛供水量為10690 萬(wàn)m3。

因此，所有供水對(duì)象需要東莊水庫(kù)新增供水量合計(jì)為24530 萬(wàn)m3，其中新發(fā)展灌區(qū)需要水量4438 萬(wàn)m3，新增城鎮(zhèn)和工業(yè)水量為20092 萬(wàn)m3。

（3）水量配置方案

攔沙期東莊水庫(kù)在滿足43.09 萬(wàn)畝農(nóng)灌的情況下，增供水量 1.05 億 m3。

本階段推薦首先滿足禮泉、乾縣、永壽和淳化庫(kù)區(qū)4 縣新增的位于渭北“旱腰帶”43.09 萬(wàn)畝農(nóng)灌供水4438 萬(wàn)m3（50%灌溉保證率）用水需求，向涇惠渠灌區(qū)農(nóng)灌補(bǔ)水127 萬(wàn)m3；富平縣城和臨近的深陜工業(yè)區(qū)7072 萬(wàn)m3缺口全部交由古賢滿足，莊里的2330 萬(wàn)m3缺口全部由東莊增供水量滿足；剩余增供水量3586 萬(wàn)m3優(yōu)先作為4 縣縣城生活生產(chǎn)用水，剩余水量配給遠(yuǎn)離縣城的工業(yè)區(qū)。