李 燁
(西安市閻良區水政水資源管理辦公室 陜西 西安 710089)
閻良區境內多年多年平均降水量551mm,最高年降水量 884.3mm(1982),最低年降水量231mm(1997),年際變化較大,年內分配不均,冬春干旱,夏秋多雨,降水量主要集中在6月~9月,約占全年的60%。
閻良區多年平均地表水資源量600萬m3,不同頻率(25%、50%、75%、95%)地表水資源量分別為:1047萬 m3、735萬 m3、539萬 m3、346萬 m3。
閻良區屬平原區,地下水資源量采用水均衡原理計算,根據《西安市中長水長期供求規劃》和《西安市閻良區地下水水資源評價》計算成果,地下水補給主要來自大氣降水,其次為河水與渠道滲漏和田間灌溉回歸水的入滲。
該區域降水入滲補給量多年平均為2674.60萬m3,渠系水滲漏補給量148.08萬m3,渠灌水滲漏補給量204.52萬m3,庫塘水滲漏補給量92.04萬m3,河水滲漏補給量315.77萬m3,潛水側向徑流補給量1368.35萬m3,地下水水資源總量為4803.36萬m3。
經計算,閻良區水資源總量為5403萬m3,其中地表水資源量600萬m3,地下水4803.36萬m3,地表與地下水資源重復計算量為0萬m3。
地表水可利用量是指在經濟合理、技術可靠,同時又滿足生態需水的前提下,通過各種工程性措施調節控制可供河道外一次性利用的水量。可利用量還包括未來所有規劃工程在內的各項工程措施可控性、可持續利用的最大水量,具有數量上的相對極限性和時間上的不確定性。
2011年閻良區各類供水工程總供水量為11540.3萬m3,其中地表水1360萬m3,占總供水量的11.8%;地下水5986.0萬m3,占總供水量的51.9%,區外客水4194.3 m3,占總供水量的36.3%。
地表水供水工程中,蓄水工程供水量約100萬m3,占總供水量的0.9%;引水量約60萬m3,占0.5%;提水工程供水約1200萬m3,占總供水量的10.4%。
地下水工程中,淺井供水約5694萬m3,占總供水量的49.3%;深井水292萬m3,占2.5%。
區外客水量約4194.3萬m3,其中由西安市管網及高陵水源地引水量為894.3萬m3,由涇惠渠及交口抽渭供水約3300萬m3。
2011年各行業用水總量為11540.3萬m3。城鎮生活用水量為661.8萬m3,占總用水量的5.7%,其中,城鎮公共和生態環境(建筑業和三產)用水量分別為184.0萬m3、120萬m3;農村生活用水量為425.1萬m3,占總用水量的3.7%;生產用水量為10453.3萬m3,占總用水量的90.6%。其中農業用水8453.4m3,工業用水 2000萬 m3。
2011年各部門用水從功能區可以看出,由于農業比重大,用水量最大的是農業區,用水量為1365.8萬m3,占總用水量的78%;其次為工業區,用水量為1365.8萬m3,占總用水量的14%;城區最小,為747.5萬m3,占8%。
在對西安市閻良區的水資源概況和供、用水情況做簡要介紹后,下面進行供需平衡的方法分析。
(1)水資源供需平衡是按供需平衡單元進行需水與可供水量對比,衡量供水是否滿足經濟社會需求,從宏觀上進一步合理配置水資源,指導供水設施建設的重要工作,本規劃以行政分區套水資源分區為平衡單元。
(2)需水量和可供水量都是動態變化的量,都與氣象、水文變化關系密切,二者的變化都是隨機的,而且日常不同步,故供需平衡時需水量與可供水量的組合也是多種多樣的。為簡化工作量,參考全國水資源綜合規劃技術大綱,可供水量與需水量的代表年采取同步進行平衡分析,即50%可供水量對應50%需水量,75%可供水量對應75%需水量,95%可供水量對應95%需水量。
(3)不同部門需水具有不同特性,生活、工業需水比較穩定,而農田灌溉需水則與水文氣象關系密切,不同頻率降水條件下,需水量差異很大。閻良區屬北方干旱半干旱氣候條件,將建成郊區型農業,為保證農業穩定發展,保證蔬菜等副食品供應,本次農田灌溉保證率采用75%,95%年份農田灌溉需水量采用75%數據。
(4)根據平穩單元內部工程條件及單元之間的工程關聯狀況,凡供水系統之間可以互相調配水量的,可以余缺相抵。凡單元之間難于進行水量調配的,平衡時不能互相抵補,應有余有缺。
(5)供需平衡分為一次、二次和三次供需平衡。所稱一次平衡是以現狀可供水量與各規劃年需水量間的對比分析,目的是為了了解不增加供水設施情況下,各規劃水平年的缺水情況。二次平衡是以實施規劃所列供水工程后的可供水量(不包括引漢濟渭可供水量)與需水量間的對比分析,以確定需外流域調入水量,并根據二次平衡的供水缺口分析計算需由引漢濟渭工程補充的水量。三次平衡是以實施引漢濟渭工程后的可供水量與需水量間的對比分析,目的是了解引漢濟渭工程實施后的供需形勢。
為了清晰地描述在無直接供水和節水工程投入情形下區域水資源的供需前景,也充分暴露發展進程中的水資源供需矛盾,從而為未來區域水資源供需矛盾的解決奠定基礎,首先對未來水資源供需進行一次平衡分析。
水資源一次供需分析是區域現狀的供水能力與外延式增長的用水需求之間所進行的平衡分析。在水資源需求方面,按基本滿足國民經濟發展和生態環境用水要求進行水需求計算。在國民經濟發展的增量部分考慮區域產業結構調整,如工業需水考慮區域產業結構的自然調整和各部門經濟量的相對變化,但各部門經濟存量的用水效率僅在常規技術進步條件下有所改變,如先進技術設備、生產工藝所帶來的節水效益所導致的經濟增量的用水效率提高。生活需求考慮人口增長、城市化程度提高,生活用水定額增加,包括農業人口向城鎮人口轉變、居民生活水平和公共生活水平提高所引起的用水水平的提高。在水資源供給方面,不考慮新的水利工程建設的投入,完善以現狀水資源系統供水能力去應對未來社會經濟發展對水資源的需求。
以P=75%為例,2020年全區總需水量14724.6萬m3,按現狀可供水量10248.0萬m3,進行分區匯總全區總缺水量為4476.1m3;2030年全區總需水量17214.4萬m3,按現狀可供水量10248.0萬m3,進行分區匯總全區總缺水量為6966.4m3。在現狀可供水量基礎上,供需結果顯示,2020年閻良城區居民生活用水得不到完善保障,缺水程度為17.0%,第二、三產業、生態均出現全面缺水;農業區用水保障程度較高,生活、工業、三產用水可以滿足,農業輕度缺水,缺水程度13.9%。2030年在現狀可供水量的基礎上,供需結果顯示,閻良城區居民生活用水缺水嚴重,缺水程度達到41.8%,第二、三產業、生態均出現全面缺水;農業區較城區供水保障程度高,居民生活、二產、三產用水可得到滿足,農業中度缺水,缺水程度為21.3%。可以看出,若不增加新的供水水源,2020年閻良城區缺水率達75.4%,2030年達到82.7%,城區將出現嚴重缺水,影響群眾生活和經濟社會發展。
水資源二次供需平衡分析是在一次平衡分析的基礎上,立足于當地水資源,利用已有客水,通過當地水資源開源進一步挖掘區域內供水潛力。在抑制需求和增加供給雙側共同作用下,實現水資源的基本供需平衡,從而保障社會經濟的不斷發展和進步。因此,從某種意義上說,一次平衡的需水是外延用水模式發展的客觀反映,二次平衡的需求則是內涵用水模式發展的真實體現。
在充分挖掘當地水資源供水潛力、利用已有客水水源、再生水和雨水等非傳統水資源的情況下進行供需分析,結果為:以P=75%為例,2020年全區總缺水量1337.7萬m3;2030年全區總缺水量達3616.4m3。2020年閻良城區居民生活水平可以得到保障,二產、三產及生態全面缺水,缺水程度17%,供水緊張;農業區居民生活、二產、三產用水可全部滿足,農業用水可基本得到滿足,缺水程度僅7.0%。2030年閻良城區居民生活水平可以得到保障,二產、三產及生態全面缺水,缺水程度38%,城區嚴重缺水;農業區居民生活、二產、三產用水可全部滿足,農業近中度缺水,缺水程度14.4%。
由于當地水源及現有客水已無潛力,非傳統水資源利用已達相當規模,西安市范圍內可供水源已充分考慮。因此,考慮實施西安市外水源及引漢濟渭工程勢在必行。4.3三次供需平衡分析

表1 2020年、2030年需引漢濟渭工程供水量 單位:萬m3
通過二次供水平衡分析,可以得出2020年、2030年閻良區各分區缺水情況,以此結果作為配置外調水量的基本依據,引漢濟渭調水工程的主要補充受水區范圍內的工業、生活用水缺口。根據這一原則2020年、2030年不同頻率閻良區需“引漢濟渭”供水水量見表1。2020年,閻良區需調水量平水年(P=50%)為770萬m3,中等干旱年(P=75%)為770萬m3,干旱年(P=95%)為1270萬m3。2030年閻良區需調水量平水年(P=50%)為2240億m3,中旱年(P=75%)為 2940萬 m3,干旱年(P=95%)為 3040萬 m3。
按表1配水后,進行三次供需平衡分析,得出2020年,全區中等干旱年總缺水量由4476.1萬m3減少到569.4萬m3;2030年缺水量由6966.4萬m3,減少為676.4萬m3,基本實現供需平衡,其缺量仍主為在農業,可由節約用水及適當超采當地地下水解決。
(1)經分析,現狀水平年西安市各行業中等干旱年(P=75%)總需水量為11623.4億m3,可供水量為 10248.0億 m3,供需平衡結果為基本平衡,但區域不平衡,農業區缺水。
(2)隨著西安市經濟社會、環境建設的全面發展,水的需求量將進一步增加,按閻良區經濟社會發展的環境建設規劃,預測在中等干旱情況下(P=75%),2020年全區總需水量為14724.6萬m3,2030年全區總需水量為17214.4萬m3。各水平年農林牧漁總需水量穩中有降;生活和工業用水年增長較快;生態環境用水將有較大幅度的增長。
(3)為實現閻良區水供需平衡目標,支持經濟社會可持續發展,應做好以下重點工作:①全面建設節水型社會,合理配置水資源,提高水資源的利用效率和效益。農田灌溉用水要達到國內領先,并接近國際先進水平。工業用水要達到國內先進水平。把全社會總需水量控制在前述需水預測范圍內。②要加大力度利用非傳統水資源。城市再生水要采取強有力措施由現狀無利用提高到2020年 749.0萬 m3,2030年達到960.0萬m3。③應按照規劃實施石川河綜合治理工程,改善閻良區的水環境。④用好引漢濟渭水量是滿足2020年、2030年供需平衡的關鍵工程措施。為保證在2020年前用好外調水量,應盡快開展輸配水系統的規劃和前提工作。
(4)水資源供求規劃中,水資源量和需水量都是動態變化的,應當注意積累資料,特別是加強供水、用水的調查統計工作,定期修訂開發利用規劃。陜西水利