李 燁
(西安市閻良區(qū)水政水資源管理辦公室 陜西 西安 710089)
閻良區(qū)境內(nèi)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(nèi)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(qū)多年平均地表水資源量600萬(wàn)m3,不同頻率(25%、50%、75%、95%)地表水資源量分別為:1047萬(wàn) m3、735萬(wàn) m3、539萬(wàn) m3、346萬(wàn) m3。
閻良區(qū)屬平原區(qū),地下水資源量采用水均衡原理計(jì)算,根據(jù)《西安市中長(zhǎng)水長(zhǎng)期供求規(guī)劃》和《西安市閻良區(qū)地下水水資源評(píng)價(jià)》計(jì)算成果,地下水補(bǔ)給主要來(lái)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(qū)域降水入滲補(bǔ)給量多年平均為2674.60萬(wàn)m3,渠系水滲漏補(bǔ)給量148.08萬(wàn)m3,渠灌水滲漏補(bǔ)給量204.52萬(wàn)m3,庫(kù)塘水滲漏補(bǔ)給量92.04萬(wàn)m3,河水滲漏補(bǔ)給量315.77萬(wàn)m3,潛水側(cè)向徑流補(bǔ)給量1368.35萬(wàn)m3,地下水水資源總量為4803.36萬(wàn)m3。
經(jīng)計(jì)算,閻良區(qū)水資源總量為5403萬(wàn)m3,其中地表水資源量600萬(wàn)m3,地下水4803.36萬(wàn)m3,地表與地下水資源重復(fù)計(jì)算量為0萬(wàn)m3。
地表水可利用量是指在經(jīng)濟(jì)合理、技術(shù)可靠,同時(shí)又滿足生態(tài)需水的前提下,通過(guò)各種工程性措施調(diào)節(jié)控制可供河道外一次性利用的水量。可利用量還包括未來(lái)所有規(guī)劃工程在內(nèi)的各項(xiàng)工程措施可控性、可持續(xù)利用的最大水量,具有數(shù)量上的相對(duì)極限性和時(shí)間上的不確定性。
2011年閻良區(qū)各類供水工程總供水量為11540.3萬(wàn)m3,其中地表水1360萬(wàn)m3,占總供水量的11.8%;地下水5986.0萬(wàn)m3,占總供水量的51.9%,區(qū)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(wàn)m3,占總供水量的0.9%;引水量約60萬(wàn)m3,占0.5%;提水工程供水約1200萬(wàn)m3,占總供水量的10.4%。
地下水工程中,淺井供水約5694萬(wàn)m3,占總供水量的49.3%;深井水292萬(wàn)m3,占2.5%。
區(qū)外客水量約4194.3萬(wàn)m3,其中由西安市管網(wǎng)及高陵水源地引水量為894.3萬(wàn)m3,由涇惠渠及交口抽渭供水約3300萬(wàn)m3。
2011年各行業(yè)用水總量為11540.3萬(wàn)m3。城鎮(zhèn)生活用水量為661.8萬(wàn)m3,占總用水量的5.7%,其中,城鎮(zhèn)公共和生態(tài)環(huán)境(建筑業(yè)和三產(chǎn))用水量分別為184.0萬(wàn)m3、120萬(wàn)m3;農(nóng)村生活用水量為425.1萬(wàn)m3,占總用水量的3.7%;生產(chǎn)用水量為10453.3萬(wàn)m3,占總用水量的90.6%。其中農(nóng)業(yè)用水8453.4m3,工業(yè)用水 2000萬(wàn) m3。
2011年各部門用水從功能區(qū)可以看出,由于農(nóng)業(yè)比重大,用水量最大的是農(nóng)業(yè)區(qū),用水量為1365.8萬(wàn)m3,占總用水量的78%;其次為工業(yè)區(qū),用水量為1365.8萬(wàn)m3,占總用水量的14%;城區(qū)最小,為747.5萬(wàn)m3,占8%。
在對(duì)西安市閻良區(qū)的水資源概況和供、用水情況做簡(jiǎn)要介紹后,下面進(jìn)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(jìn)行需水與可供水量對(duì)比,衡量供水是否滿足經(jīng)濟(jì)社會(huì)需求,從宏觀上進(jìn)一步合理配置水資源,指導(dǎo)供水設(shè)施建設(shè)的重要工作,本規(guī)劃以行政分區(qū)套水資源分區(qū)為平衡單元。
(2)需水量和可供水量都是動(dòng)態(tài)變化的量,都與氣象、水文變化關(guān)系密切,二者的變化都是隨機(jī)的,而且日常不同步,故供需平衡時(shí)需水量與可供水量的組合也是多種多樣的。為簡(jiǎn)化工作量,參考全國(guó)水資源綜合規(guī)劃技術(shù)大綱,可供水量與需水量的代表年采取同步進(jìn)行平衡分析,即50%可供水量對(duì)應(yīng)50%需水量,75%可供水量對(duì)應(yīng)75%需水量,95%可供水量對(duì)應(yīng)95%需水量。
(3)不同部門需水具有不同特性,生活、工業(yè)需水比較穩(wěn)定,而農(nóng)田灌溉需水則與水文氣象關(guān)系密切,不同頻率降水條件下,需水量差異很大。閻良區(qū)屬北方干旱半干旱氣候條件,將建成郊區(qū)型農(nóng)業(yè),為保證農(nóng)業(yè)穩(wěn)定發(fā)展,保證蔬菜等副食品供應(yīng),本次農(nóng)田灌溉保證率采用75%,95%年份農(nóng)田灌溉需水量采用75%數(shù)據(jù)。
(4)根據(jù)平穩(wěn)單元內(nèi)部工程條件及單元之間的工程關(guān)聯(lián)狀況,凡供水系統(tǒng)之間可以互相調(diào)配水量的,可以余缺相抵。凡單元之間難于進(jìn)行水量調(diào)配的,平衡時(shí)不能互相抵補(bǔ),應(yīng)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(xiàn)狀可供水量與各規(guī)劃年需水量間的對(duì)比分析,目的是為了了解不增加供水設(shè)施情況下,各規(guī)劃水平年的缺水情況。二次平衡是以實(shí)施規(guī)劃所列供水工程后的可供水量(不包括引漢濟(jì)渭可供水量)與需水量間的對(duì)比分析,以確定需外流域調(diào)入水量,并根據(jù)二次平衡的供水缺口分析計(jì)算需由引漢濟(jì)渭工程補(bǔ)充的水量。三次平衡是以實(shí)施引漢濟(jì)渭工程后的可供水量與需水量間的對(duì)比分析,目的是了解引漢濟(jì)渭工程實(shí)施后的供需形勢(shì)。
為了清晰地描述在無(wú)直接供水和節(jié)水工程投入情形下區(qū)域水資源的供需前景,也充分暴露發(fā)展進(jìn)程中的水資源供需矛盾,從而為未來(lái)區(qū)域水資源供需矛盾的解決奠定基礎(chǔ),首先對(duì)未來(lái)水資源供需進(jìn)行一次平衡分析。
水資源一次供需分析是區(qū)域現(xiàn)狀的供水能力與外延式增長(zhǎng)的用水需求之間所進(jìn)行的平衡分析。在水資源需求方面,按基本滿足國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和生態(tài)環(huán)境用水要求進(jìn)行水需求計(jì)算。在國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的增量部分考慮區(qū)域產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整,如工業(yè)需水考慮區(qū)域產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的自然調(diào)整和各部門經(jīng)濟(jì)量的相對(duì)變化,但各部門經(jīng)濟(jì)存量的用水效率僅在常規(guī)技術(shù)進(jìn)步條件下有所改變,如先進(jìn)技術(shù)設(shè)備、生產(chǎn)工藝所帶來(lái)的節(jié)水效益所導(dǎo)致的經(jīng)濟(jì)增量的用水效率提高。生活需求考慮人口增長(zhǎng)、城市化程度提高,生活用水定額增加,包括農(nóng)業(yè)人口向城鎮(zhèn)人口轉(zhuǎn)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(shè)的投入,完善以現(xiàn)狀水資源系統(tǒng)供水能力去應(yīng)對(duì)未來(lái)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)水資源的需求。
以P=75%為例,2020年全區(qū)總需水量14724.6萬(wàn)m3,按現(xiàn)狀可供水量10248.0萬(wàn)m3,進(jìn)行分區(qū)匯總?cè)珔^(qū)總?cè)彼繛?476.1m3;2030年全區(qū)總需水量17214.4萬(wàn)m3,按現(xiàn)狀可供水量10248.0萬(wàn)m3,進(jìn)行分區(qū)匯總?cè)珔^(qū)總?cè)彼繛?966.4m3。在現(xiàn)狀可供水量基礎(chǔ)上,供需結(jié)果顯示,2020年閻良城區(qū)居民生活用水得不到完善保障,缺水程度為17.0%,第二、三產(chǎn)業(yè)、生態(tài)均出現(xiàn)全面缺水;農(nóng)業(yè)區(qū)用水保障程度較高,生活、工業(yè)、三產(chǎn)用水可以滿足,農(nóng)業(yè)輕度缺水,缺水程度13.9%。2030年在現(xiàn)狀可供水量的基礎(chǔ)上,供需結(jié)果顯示,閻良城區(qū)居民生活用水缺水嚴(yán)重,缺水程度達(dá)到41.8%,第二、三產(chǎn)業(yè)、生態(tài)均出現(xiàn)全面缺水;農(nóng)業(yè)區(qū)較城區(qū)供水保障程度高,居民生活、二產(chǎn)、三產(chǎn)用水可得到滿足,農(nóng)業(yè)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(qū)缺水率達(dá)75.4%,2030年達(dá)到82.7%,城區(qū)將出現(xiàn)嚴(yán)重缺水,影響群眾生活和經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展。
水資源二次供需平衡分析是在一次平衡分析的基礎(chǔ)上,立足于當(dāng)?shù)厮Y源,利用已有客水,通過(guò)當(dāng)?shù)厮Y源開源進(jìn)一步挖掘區(qū)域內(nèi)供水潛力。在抑制需求和增加供給雙側(cè)共同作用下,實(shí)現(xiàn)水資源的基本供需平衡,從而保障社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展和進(jìn)步。因此,從某種意義上說(shuō),一次平衡的需水是外延用水模式發(fā)展的客觀反映,二次平衡的需求則是內(nèi)涵用水模式發(fā)展的真實(shí)體現(xiàn)。
在充分挖掘當(dāng)?shù)厮Y源供水潛力、利用已有客水水源、再生水和雨水等非傳統(tǒng)水資源的情況下進(jìn)行供需分析,結(jié)果為:以P=75%為例,2020年全區(qū)總?cè)彼?337.7萬(wàn)m3;2030年全區(qū)總?cè)彼窟_(dá)3616.4m3。2020年閻良城區(qū)居民生活水平可以得到保障,二產(chǎn)、三產(chǎn)及生態(tài)全面缺水,缺水程度17%,供水緊張;農(nóng)業(yè)區(qū)居民生活、二產(chǎn)、三產(chǎn)用水可全部滿足,農(nóng)業(yè)用水可基本得到滿足,缺水程度僅7.0%。2030年閻良城區(qū)居民生活水平可以得到保障,二產(chǎn)、三產(chǎn)及生態(tài)全面缺水,缺水程度38%,城區(qū)嚴(yán)重缺水;農(nóng)業(yè)區(qū)居民生活、二產(chǎn)、三產(chǎn)用水可全部滿足,農(nóng)業(yè)近中度缺水,缺水程度14.4%。
由于當(dāng)?shù)厮醇艾F(xiàn)有客水已無(wú)潛力,非傳統(tǒng)水資源利用已達(dá)相當(dāng)規(guī)模,西安市范圍內(nèi)可供水源已充分考慮。因此,考慮實(shí)施西安市外水源及引漢濟(jì)渭工程勢(shì)在必行。4.3三次供需平衡分析

表1 2020年、2030年需引漢濟(jì)渭工程供水量 單位:萬(wàn)m3
通過(guò)二次供水平衡分析,可以得出2020年、2030年閻良區(qū)各分區(qū)缺水情況,以此結(jié)果作為配置外調(diào)水量的基本依據(jù),引漢濟(jì)渭調(diào)水工程的主要補(bǔ)充受水區(qū)范圍內(nèi)的工業(yè)、生活用水缺口。根據(jù)這一原則2020年、2030年不同頻率閻良區(qū)需“引漢濟(jì)渭”供水水量見(jiàn)表1。2020年,閻良區(qū)需調(diào)水量平水年(P=50%)為770萬(wàn)m3,中等干旱年(P=75%)為770萬(wàn)m3,干旱年(P=95%)為1270萬(wàn)m3。2030年閻良區(qū)需調(diào)水量平水年(P=50%)為2240億m3,中旱年(P=75%)為 2940萬(wàn) m3,干旱年(P=95%)為 3040萬(wàn) m3。
按表1配水后,進(jìn)行三次供需平衡分析,得出2020年,全區(qū)中等干旱年總?cè)彼坑?476.1萬(wàn)m3減少到569.4萬(wàn)m3;2030年缺水量由6966.4萬(wàn)m3,減少為676.4萬(wàn)m3,基本實(shí)現(xiàn)供需平衡,其缺量仍主為在農(nóng)業(yè),可由節(jié)約用水及適當(dāng)超采當(dāng)?shù)氐叵滤鉀Q。
(1)經(jīng)分析,現(xiàn)狀水平年西安市各行業(yè)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(jié)果為基本平衡,但區(qū)域不平衡,農(nóng)業(yè)區(qū)缺水。
(2)隨著西安市經(jīng)濟(jì)社會(huì)、環(huán)境建設(shè)的全面發(fā)展,水的需求量將進(jìn)一步增加,按閻良區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的環(huán)境建設(shè)規(guī)劃,預(yù)測(cè)在中等干旱情況下(P=75%),2020年全區(qū)總需水量為14724.6萬(wàn)m3,2030年全區(qū)總需水量為17214.4萬(wàn)m3。各水平年農(nóng)林牧漁總需水量穩(wěn)中有降;生活和工業(yè)用水年增長(zhǎng)較快;生態(tài)環(huán)境用水將有較大幅度的增長(zhǎng)。
(3)為實(shí)現(xiàn)閻良區(qū)水供需平衡目標(biāo),支持經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展,應(yīng)做好以下重點(diǎn)工作:①全面建設(shè)節(jié)水型社會(huì),合理配置水資源,提高水資源的利用效率和效益。農(nóng)田灌溉用水要達(dá)到國(guó)內(nèi)領(lǐng)先,并接近國(guó)際先進(jìn)水平。工業(yè)用水要達(dá)到國(guó)內(nèi)先進(jìn)水平。把全社會(huì)總需水量控制在前述需水預(yù)測(cè)范圍內(nèi)。②要加大力度利用非傳統(tǒng)水資源。城市再生水要采取強(qiáng)有力措施由現(xiàn)狀無(wú)利用提高到2020年 749.0萬(wàn) m3,2030年達(dá)到960.0萬(wàn)m3。③應(yīng)按照規(guī)劃實(shí)施石川河綜合治理工程,改善閻良區(qū)的水環(huán)境。④用好引漢濟(jì)渭水量是滿足2020年、2030年供需平衡的關(guān)鍵工程措施。為保證在2020年前用好外調(diào)水量,應(yīng)盡快開展輸配水系統(tǒng)的規(guī)劃和前提工作。
(4)水資源供求規(guī)劃中,水資源量和需水量都是動(dòng)態(tài)變化的,應(yīng)當(dāng)注意積累資料,特別是加強(qiáng)供水、用水的調(diào)查統(tǒng)計(jì)工作,定期修訂開發(fā)利用規(guī)劃。陜西水利