渭河干流林家村斷面生態補水工程規劃研究

王 凱，范 旻，劉 瑞

（陜西省水利電力勘測設計研究院，陜西 西安 710001）

1 渭河干流林家村斷面水生態現狀

渭河發源于甘肅省渭源縣鳥鼠山，東流371 km 經天水縣牛背溝附近進入陜西省境內，自西向東橫貫關中平原，在陜西潼關的港口注入黃河，渭河全長約818 km，流域總面積13.5 萬 km2。

林家村斷面是渭河干流河道生態環境用水及入黃控制要求的重要控制斷面，1990 年以來，渭河干支流站入境水量減少十分突出，1974 年～1993 年渭河林家村斷面實測多年平均徑流量為22.5 億m3，1994 年～2015 年實測多年平均徑流量為10.0 億m3，與1974 年～1993 年平均值相比，林家村斷面年平均徑流減少了55.6%，1974 年～2015 年渭河林家村斷面年徑流變化見圖1。

圖1 1974 年～2015 年渭河林家村斷面年徑流變化

為緩解寶雞峽塬上灌區水資源供需矛盾，修建了林家村峽谷出口處林家村渠首加壩加閘工程和下游的魏家堡電站工程，由渭河林家村斷面引水入灌溉渠道，由于渠首林家村斷面未預留下游河道生態水量，致使枯水期11 月～6 月林家村斷面至魏家堡電站區間近80 km 河道流量銳減，1994 年～2015 年林家村斷面引水后流量頻率曲線見圖2。

隨著渭河流域經濟社會的快速發展，用水量持續增加，加之境內來水減少，致使生態環境用水被擠占，渭河局部河段幾乎斷流，河道內嚴重缺少生態水，納污、沖沙能力大大降低，無法發揮天然水體的自凈能力，渭河生態環境不斷惡化。

圖2 1994 年～2015 年枯水期11 月～6 月林家村斷面引水后流量頻率曲線

2 生態需水的保障措施

渭河林家村斷面生態需水的保障首先應考慮農業節水[2-3]，挖掘寶雞峽塬上灌區的節水潛力，優化灌區調度運行方式，降低灌區用水對渭河林家村斷面生態的影響，其次對林家村斷面上游渭河干、支流雨洪資源進行分析，在不增加水資源利用情況下，建設生態補水水源工程，通過洪水資源化的優化調度和優化水資源的時間分布，將雨洪資源轉化為生態用水，改善渭河林家村斷面生態環境，提高生態需水的保證率。

3 渭河干流林家村斷面生態需水目標

3.1 規劃水平年

近期：2025 年；遠期：2030 年。

3.2 生態需水目標

根據《渭河流域近期重點治理規劃》《黃河流域綜合規劃（2012-2030）》《陜西省渭河干流可調水量分析與調度機制研究技術報告》等相關規劃和研究成果[4-5]，林家村斷面的綜合生態環境流量目標按照分階段控制的原則，由最小生態流量、基本生態流量和目標生態流量三級構成。具體指標值分別為：最小生態流量6 m3/s、基本生態流量8.5 m3/s、目標生態流量10 m3/s，設計保證率不低于90%。

4 生態補水工程規劃布局

4.1 生態補水工程水源選擇

渭河汛期水量（7 月～10 月）占全年水量的71%以上，但由于干流地勢平坦、沿河修建的隴海鐵路高程較低，不具備修建控制性防洪水庫的條件，只能在其支流規劃調蓄工程。寶雞峽渭河林家村斷面以上通關河、小水河水量豐沛，有良好的流域植被及庫壩址地形地質條件，流域內僅修建了一些小型引、提水工程，具有開發利用自身水資源的有利因素。

通關河發源于甘肅境內，自北而南流經我省隴縣、寶雞兩縣，于寶雞縣鳳閣嶺鄉匯入渭河，全流域面積848 km2，其中省內431.8 km2，占總流域面積的50.9%，是渭河林家村以上我省境內的最大一條支流，主河道全長72.2 km（省內長30.3 km），河道平均比降1.85%，河口位于林家村上游約80 km（直線距離60 km），多年平均徑流量 1.13 億 m3。

小水河位于渭河林家村上游約21 km 處，整個流域全位于寶雞縣境內，是渭河林家村以上我省境內的第二大支流，主要由上游的赤沙河和香泉河兩條支流匯集而成，流域面積405 km2，主河道長42.9 km，河道平均比降1.76%，多年平均徑流量 0.59 億 m3。

4.2 實現渭河林家村斷面生態目標方案總體布局

通過對陜西省境內林家村斷面用水及斷面以上分布河流的分析，實現渭河林家村斷面生態流量目標的總體布局方案是：

（1）調整寶雞峽塬上灌區渠首水庫調度運行方式，林家村斷面生態流量實現最小生態流量6 m3/s 的要求；

（2）近期在寶雞峽灌區實施節水改造的基礎上，修建通關河水庫，向林家村斷面生態補水，林家村斷面生態流量實現基本生態流量8.5 m3/s 的要求；

（3）遠期寶雞峽灌區進一步實施節水改造，修建小水河水庫，向林家村斷面生態補水，林家村斷面生態流量實現目標生態流量10 m3/s 的要求。

5 生態補水方案

5.1 優化調整寶雞峽灌區運行方式

（1）寶雞峽灌區現狀運行方式

寶雞峽塬上灌區通過林家村渠首水庫工程與灌區內五座渠庫結合水庫聯合供水（從上游起，依次為王家崖水庫、信義溝水庫、大北溝水庫、泔河水庫、泔河二庫），來滿足灌區180.26 萬畝農作物的用水需求，再利用塬上灌區干渠灌溉以外的富余供水能力由林家村斷面渠首水庫引水至魏家堡電站發電。寶雞峽塬上灌區現狀灌溉的運行方式見圖3。

圖3 寶雞峽塬上灌區現狀灌溉的運行方式

（2）優化調整運行方式

林家村斷面供水對象為寶雞峽塬上灌區、下游生態流量以及魏家堡電站發電用水，以基本不影響寶雞峽塬上灌區農業發展用水要求的原則，調整供水對象的優先順序，擬定方案一：灌溉—發電—生態、方案二：灌溉—生態—發電、方案三：生態6 m3/s—灌溉—發電三種運行方式，分析寶雞峽塬上灌區的灌溉效益和林家村斷面生態流量。

表1 調整寶雞峽灌區運行方式調節計算結果表

根據林家村斷面三種運行方式的調節計算成果，林家村斷面預留最小生態流量6 m3/s，寶雞峽灌區再進行灌溉、引水發電，與灌區原運行方式和先灌溉、再下泄生態最后引水發電的兩個方案相比，最小生態流量6 m3/s 的保證率有明顯提高，方案一對寶雞峽塬上灌區農業用水影響較小，仍可以滿足灌溉保證率50%以上的要求，并維持原最小供水度，對魏家堡發電有一定的影響。

5.2 近期建設通關河水庫工程

近期水平年2025 年，寶雞峽塬上灌區按照“生態—灌溉—發電”方式運行，并對灌區實施續建配套和節水改造項目，提高灌溉水利用系數。在林家村斷面上游的渭河支流通關河修建水庫，在滿足通關河水庫斷面自身生態水量的要求下，向林家村斷面渠首水庫下游進行生態補水，調節計算結果見表2。

表2 通關河水庫向林家村斷面補水調節計算結果表

近期2025 年修建通關河水庫將90%保證率下林家村斷面生態流量提高至基本生態流量8.5 m3/s，所需調節庫容6998.2 萬 m3。

5.3 遠期建設小水河水庫工程

遠期水平年2030 年，寶雞峽塬上灌區進一步實施節水改造，在通關河水庫給林家村斷面生態補水流量達到基本生態流量8.5 m3/s 的基礎上，修建小水河水庫，在滿足小水河水庫斷面自身生態流量的要求下，向林家村斷面渠首水庫下游進行生態補水，調節計算結果見表3。

表3 小水河水庫向林家村斷面補水調節計算結果表

遠期2030 年修建小水河水庫將90%保證率下林家村斷面生態流量提高至目標生態流量10 m3/s，所需調節庫容4314.9 萬 m3。

6 結論

綜上，寶雞峽灌區的農業節水措施和運行方式的優化調整不足以改善林家村斷面下游渭河干流的生態環境，通過建設生態補水水源工程通關河水庫和小水河水庫，將林家村斷面上游支流的雨洪資源化，補充干流生態用水，可將林家村斷面下游目標生態流量10 m3/s 保證率提高至90%以上。