基于黑山峽河段工程的供水水網(wǎng)體系研究

宋天華，張國軍，李穎曼，方洪斌

（1.寧夏回族自治區(qū)大柳樹水利樞紐工程前期工作中心,寧夏 銀川 750000; 2 黃河勘測規(guī)劃設(shè)計研究院有限公司,河南 鄭州 450003）

0 引言

黃河黑山峽河段地處甘肅省和寧夏回族自治區(qū)境內(nèi),河段輻射區(qū)域能源、土地資源、光熱資源豐富, 經(jīng)濟(jì)發(fā)展總體滯后, 生態(tài)環(huán)境脆弱, 鞏固脫貧成果、實(shí)現(xiàn)鄉(xiāng)村振興的任務(wù)艱巨。規(guī)劃建設(shè)的黑山峽水庫, 是支撐國家骨干水網(wǎng)建設(shè)、合理調(diào)配西線調(diào)入水量的關(guān)鍵工程, 對保障河段兩岸地區(qū)供水安全、改善區(qū)域供水條件具有重要作用, 研究黑山峽水庫建成后的供水水網(wǎng)體系具有重要意義。本文首先分析確定黑山峽水庫的供水范圍和供水對象, 然后從供水規(guī)模、引水流量等方面展開供水水網(wǎng)體系的相關(guān)研究工作。

1 供水范圍和供水對象研究

結(jié)合黑山峽河段開發(fā)論證已有的研究成果[1-5],根據(jù)“確有需要、突出重點(diǎn)”“以水定產(chǎn)、量水而行”的確定原則,綜合分析研究范圍內(nèi)主要供水工程的供水范圍、供水對象及其用水需求,從供水線路、供水揚(yáng)程、供水量、供水成本和規(guī)劃工程的制約因素等方面進(jìn)行綜合分析,確定黑山峽河段供水水網(wǎng)體系的供水范圍主要包括寧夏、內(nèi)蒙古、陜西和甘肅四省（區(qū)）。其中,寧夏自治區(qū)涉及4 個市14 個縣（市、區(qū)）。包括吳忠市利通區(qū)、紅寺堡區(qū)、鹽池縣、同心縣、青銅峽市,銀川市的興慶區(qū)、西夏區(qū)、金鳳區(qū)、永寧縣、賀蘭縣、靈武市,中衛(wèi)市沙坡頭區(qū)、中寧縣,石嘴山市平羅縣；陜西省包括2 個市6 個縣（區(qū)）,主要包括榆林市靖邊縣和定邊縣,延安市寶塔區(qū)、安塞區(qū)、吳起縣和志丹縣；甘肅省供水范圍包括2 個市5 個縣,主要包括慶陽市的環(huán)縣、華池縣、慶城縣、合水縣,武威市的民勤縣；內(nèi)蒙古自治區(qū)涉及2 個市（盟）、2 個旗,包括鄂爾多斯市鄂托克前旗、阿拉善盟阿拉善左旗。共計10 市（盟）27 縣（市、區(qū)、旗）。供水對象主要是灌區(qū)范圍內(nèi)（包括周邊輻射一定范圍）的城鄉(xiāng)生活、規(guī)?；B(yǎng)殖用水,寧東能源化工基地及區(qū)域工業(yè)園區(qū)的工業(yè)用水,農(nóng)業(yè)灌溉及生態(tài)建設(shè)用水等。

2 供水規(guī)模研究

（1）生態(tài)灌區(qū)規(guī)模及需水量。根據(jù)已有研究成果,通過重點(diǎn)分析寧夏灌區(qū)土地開發(fā)潛力,提出了大柳樹寧夏生態(tài)灌區(qū)近期灌溉面積577.0 萬畝,其中將東、西干渠自流面積調(diào)整為260.0 萬畝,增加了擬由大柳樹干渠供水或直接由大柳樹庫區(qū)取水的揚(yáng)水灌區(qū)揚(yáng)水面積317.0 萬畝（興仁、固海揚(yáng)水、固海擴(kuò)灌、紅寺堡、鹽環(huán)定等6 處揚(yáng)水工程東干渠以上可顯著降低揚(yáng)程的揚(yáng)水灌區(qū)）。根據(jù)《黃河大柳樹灌區(qū)規(guī)劃研究報告》成果,陜西、甘肅、內(nèi)蒙古近期規(guī)劃灌溉面積各100 萬畝。綜上寧蒙陜甘四省區(qū)大柳樹生態(tài)灌區(qū)近期開發(fā)規(guī)模877.0 萬畝,預(yù)測生態(tài)灌區(qū)總需水量23.24 億m3。

（2）其他供水工程需水量。根據(jù)已有規(guī)劃成果,陜甘寧革命老區(qū)供水工程規(guī)劃水平年供水對象需凈調(diào)水量為4.42 億m3,考慮調(diào)水線路輸水損失后,供水對象需供水5.23 億m3。其他水源置換工程經(jīng)過水資源供需分析,考慮供水區(qū)供水水源條件、發(fā)展需求和河段供水工程管網(wǎng)覆蓋范圍,結(jié)合黑山峽水庫作為西線調(diào)入水量調(diào)蓄水庫的特性綜合分析后,確定黑山峽水庫通過東西干渠向多水源覆蓋區(qū)域的供水量為4.0 億m3。

綜上分析,確定近期水平年黑山峽水庫向供水區(qū)的供水規(guī)模為32.5 億m3,其中生活、工業(yè)、生態(tài)灌區(qū)供水量分別占總供水規(guī)模的18%、10%和72%。寧夏區(qū)域供水量為21.0 億m3,占65%；陜西、甘肅、內(nèi)蒙合計供水規(guī)模為11.5 億m3,占35%。黑山峽水庫左右岸供水規(guī)模情況見表1。

表1 黃河左右岸分行業(yè)供水規(guī)模 單位：萬m3

3 引水流量研究

3.1 生態(tài)灌區(qū)

規(guī)劃水平年,黑山峽水庫東、西干渠以上的現(xiàn)有揚(yáng)水工程的引水規(guī)模原則上按現(xiàn)狀或擬改造的設(shè)計流量確定；干渠以下改為自流的灌區(qū),現(xiàn)狀中型灌區(qū)（灌溉面積大于1.0 萬畝）原則上按原設(shè)計流量確定,小型灌區(qū)統(tǒng)一按綜合灌溉模數(shù)0.3 m3/s/萬畝計算其灌溉引水流量。擬新開發(fā)的灌溉面積,在大柳樹東、西干渠上設(shè)置支渠引水,支渠引水流量統(tǒng)一按綜合灌溉模數(shù)0.3 m3/s/萬畝計算。

3.2 城鄉(xiāng)供水

在建的城鄉(xiāng)供水工程主要是寧夏銀川都市圈城鄉(xiāng)西線供水工程,擬建工程主要包括寧夏銀川都市圈東、中線供水工程、清水河流域城鄉(xiāng)供水工程、陜甘寧革命老區(qū)供水工程等。工程納入基于黑山峽水庫的供水水網(wǎng)體系后,引水規(guī)模仍按原工程設(shè)計流量考慮。根據(jù)寧夏區(qū)域相關(guān)規(guī)劃及研究成果,銀川都市圈城鄉(xiāng)西線、中線、東線供水工程設(shè)計流量分別為17.0 m3/s、5.6 m3/s、3.85 m3/s,清水河流域城鄉(xiāng)供水工程設(shè)計流量為2.0 m3/s。根據(jù)已有規(guī)劃成果,陜甘寧革命老區(qū)供水工程設(shè)計引水流量18.23 m3/s,其中寧夏鹽同紅支線設(shè)計引水流量3.08 m3/s,甘肅慶城支線設(shè)計引水流量5.16 m3/s,陜西支線設(shè)計引水流量9.98 m3/s。

3.3 能源基地

現(xiàn)有工業(yè)園區(qū)供水主要考慮寧夏寧東能源化工基地和內(nèi)蒙古鄂多克前旗上海廟、陜西榆林能源化工基地供水。寧東供水由大柳樹東干渠下段引水自流入鴨子蕩水庫,設(shè)計流量根據(jù)規(guī)劃水平年的需水量,并考慮東干渠的年運(yùn)行時間綜合分析,取22.5 m3/s。上海廟供水由東干渠末端引水自流入水洞溝水庫,引水流量渠道方法同寧東,取6.5 m3/s。榆林能源基地供水流量與陜西定靖灌區(qū)干渠結(jié)合考慮,增加5 m3/s。

3.4 總引水流量

根據(jù)上述分析,基于黑山峽水庫的供水水網(wǎng)總引水流量計算值為334.01 m3/s,其中東干渠引水量計算值為234.42 m3/s,設(shè)計采用235 m3/s；西干渠引水流量計算值為98.3 m3/s,設(shè)計采用98 m3/s；庫區(qū)揚(yáng)水流量1.33 m3/s。東干渠系統(tǒng)陜西揚(yáng)水30 m3/s,內(nèi)蒙古鄂托克前旗干渠9 m3/s；西干渠系統(tǒng)甘肅民勤揚(yáng)水30 m3/s,內(nèi)蒙古阿左旗揚(yáng)水21 m3/s。引水流量分析成果見表2。

表2 基于黑山峽水庫的供水水網(wǎng)體系引水流量分析成果

4 結(jié)論

黑山峽河段工程建設(shè)后,可形成黃河幾字彎河段覆蓋陜甘寧蒙區(qū)域的供水水網(wǎng)體系。通過有效調(diào)控黃河年內(nèi)徑流過程,不僅提高供水范圍內(nèi)各行業(yè)供水保障程度,同時可改善區(qū)域供水條件,降低供水成本,保障寧蒙地區(qū)能源基地和城鄉(xiāng)生活供水安全。本文初步分析了基于黑山峽河段工程的供水水網(wǎng)體系所覆蓋的供水范圍、供水對象、供水規(guī)模及東西干渠引水流量,為黑山峽河段的開發(fā)論證提供了一定的技術(shù)支撐。建議加快推進(jìn)黑山峽水利樞紐項(xiàng)目前期工作,盡快決策河段開發(fā)方案,爭取早日開工建設(shè),盡早發(fā)揮效益。