引漢濟渭受水區輸配水工程規劃布局

焦小琦

（陜西省水利電力勘測設計研究院，710001，西安）

引漢濟渭工程受水區涉及關中地區渭河沿岸的西安、咸陽、渭南、寶雞等4市以及楊凌農業高新技術產業示范區、西咸新區。按照國家發改委《關于陜西省引漢濟渭工程可行性研究報告的批復》（發改農經〔2014〕2210號），引漢濟渭工程采用工程一次建成、分期配水的原則。2025水平年調水量10億m3，進入關中水量9.3億 m3；2030水平年調水量 15億 m3，進入關中水量13.95億m3。調入水量主要是供給關中地區渭河沿岸重要城市、縣城、工業園區。引漢濟渭工程建成后，置換石頭河水庫向西安市、咸陽市的供水量，石頭河水庫將作為寶雞市供水水源，因此寶雞市是引漢濟渭工程的間接供水對象。

2009年，配合引漢濟渭調水工程項目建議書階段相繼開展了 “引漢濟渭受水區輸配水工程規劃”“引漢濟渭工程秦嶺隧洞出口高程及受水區控制高程初步論證”等規劃工作。2012年配合引漢濟渭調水工程可研階段工作，開展了“引漢濟渭受水區水資源配置專題報告”“引漢濟渭工程受水區水量配置規劃”等工作。2014年，編制完成了 “引漢濟渭輸配水干線工程總體規劃”。目前，正在開展“引漢濟渭受水區輸配水工程項目建議書”工作。

上述各項規劃工作，對受水區供水對象的選擇、水量的配置進行了充分的論證，受水區輸配水工程總體布局基本形成，為下一階段工作打下了良好的基礎。

一、受水區社會、經濟及自然條件

1.關中地區概況

關中地區渭河流域是陜西省政治、經濟、文化、商貿中心和自然資源、經濟發展重點區域，一直是國家和政府重點建設的核心地帶，是陜西省經濟社會的主體。2010年年末總人口為2 355萬人，其中城鎮人口1 280萬人，城市化率54.38%；地區生產總值6 230億元，人均GDP 2.65萬元。關中地區同時也是陜西省重要的糧棉油產區，有較好的農業發展條件。

2.水資源條件

關中地區人口和經濟總量分別占全省的62.8%和63.4%，但水資源量僅占全省的19.4%，人均水資源量不足350 m3，屬于極度缺水地區。水資源分布總體是渭河南岸普遍高于渭河北岸，西部高于東部。長期以來，由于水資源過度開發，不僅加劇了供需矛盾，而且引發了一系列環境地質問題，資源性缺水已成為制約關中地區經濟社會可持續發展的主要瓶頸之一。據分析，2030年關中地區需水量缺口達25億m3。

3.地貌及地質條件

關中地區地處陜西省中部，總體地形為“兩山夾一河”，即秦嶺和渭北北山（老龍山、嵯峨山、藥王山、堯山等）之間的渭河中下游平原，也稱作關中盆地，地勢為南北高中部低，西部高東部低，中部是一個由西向東的地塹式構造盆地，渭河自西向東穿過盆地中部，兩側是經黃土沉積和渭河干支流沖積而成的“關中平原”。渭河兩岸依次分布的地貌類型是河漫灘、階地、黃土臺塬、山前沖洪積扇、山地。渭河南北臺塬高程600～900 m，盆地西緣高程700～800 m，東部高程400 m左右，最低處潼關高程325 m。渭河北部臺塬塬面寬闊平坦，連續分布，南部臺塬塬面比較窄小，呈斷續分布。

關中盆地內堆積了厚達數千米的新生代碎屑巖，是典型的新生代斷陷盆地。區域內基底斷裂處于秦嶺東西向構造帶，祁呂賀“山”字形前弧東翼，新華夏系和隴西系4個構造體系的復合部位，相互穿插，形跡復雜，斷裂十分發育，至今仍有活動跡象。工程區地震基本烈度渭河南灃河以西為Ⅷ度，其余區域為Ⅶ度。

二、引漢濟渭受水區供水對象及水量配置

1.供水對象選擇

（1）供水對象選擇的原則

①解決缺水量最大原則：選取以關中地區規劃水平年二次平衡后的缺水量和缺水地域分布為依據，優先解決缺水問題突出又沒有其他水源可利用的地區。

②體現調水目標原則：調水目標以解決城鎮生活、工業為主，兼顧生態。

③體現重要性原則：優先選擇經濟條件好、經濟發展速度快、水資源利用效率較高的地區，根據關中城市群及西安國際化大都市發展需要，受水范圍要考慮重要的城鎮和工業園區。

④經濟技術合理性原則：初步考慮工程可行性和經濟合理性，在配水高程范圍內以自流為主，投資及運行費相對較低。

⑤近遠期結合、統一優化配置原則：隨著引漢濟渭調水工程實施，水資源的配置將發生變化，結合現有的配水網絡，隨著供水量增大可分步實施，最大限度發揮工程效益，實現水量統一管理和調配。

（2）供水對象的選擇

在考慮缺水的緊迫性、地理位置、其他后備水源情況等因素，經對受水區綜合分析，確定包括西安、咸陽、渭南、楊凌4座重要城市，西咸新區的灃西、灃東、秦漢、空港、涇河 5座新城，興平、武功、三原、周至、戶縣、長安、臨潼、高陵、閻良、富平、華縣11個中小城市，以及西安涇渭工業園區和渭北工業區，共計22個直接供水對象。

2.引漢濟渭水量配置

各供水對象水量配置遵循先當地水，后外調水；調入水與當地水源聯合調節共同滿足城市及工業園區供水需求。同時根據工程一次建設、分期配水的原則，確定按近、遠期設計水平年分兩期配水：

①2025年引漢濟渭工程從漢江干流和支流子午河年調水量10億m3，扣除輸水損失后，進入黃池溝受水節點水量為9.30億m3，入關中各城市配水系統凈水量為9.01億m3。

②2030年引漢濟渭工程從漢江干流和支流子午河調水量15億m3，進入黃池溝受水節點的水量為13.95億m3，進入關中各城市配水系統凈水量13.50億m3。各供水對象兩個設計水平年水量配置額見表1。

三、受水區輸配水工程總體布局

1.總體布局的原則和方法

輸配水工程總體布局的基本原則：①重要城市盡量采用并聯，提高輸水安全保證程度。②盡量減少跨越渭河、涇河谷地的次數，降低工程造價及失事風險。③主要干線輸配水量的差別避免太大，給干線緊急備用留有余地。④盡量避開工程實施難度較大的區域。

輸配水工程總體布局的主要方法：①綜合地形以及輸配水權重關系等因素，對22個分散的供水對象初步進行片區的劃分和整合。②對片區進行連通，形成初步的線路框架，構建受水單元在線路框架上的相互關系。③根據對供水對象城市布局及供水工程現狀、規劃的分析，規劃供水對象水廠，擬定輸配水線路的受水節點。④在基本線路框架和受水節點的基礎上，進行輸配水線路的具體布置，形成不同的工程總體布局方案。

2.工程總體布局

根據布局原則和方法，輸配水工程先后擬定了4個總體布局方案，并進行比選，分別是方案一周至咸陽向北兩次過渭；方案二周至臨潼向北兩次過渭；方案三周至向北一次過渭；方案四周至向北臨潼向南兩次過渭（詳見圖 1～4）。

綜合對比分析以上4個方案，推薦方案三周至向北一次過渭為引漢濟渭受水區輸配水工程總體布局方案。該方案具有輸水線路過渭河次數少、南水兩岸受水區范圍覆蓋比例相對均衡、輸水干線獨立、供水安全性高、工程造價低、管理方便等優點，同時也能為構建關中供水網絡創造條件，有利于實現關中水系規劃的總體目標。輸配水工程總體布局線路規劃有4條：

表1 引漢濟渭工程受水區供水對象配水量匯總表 單位：萬m3

①渭河南干線：秦嶺隧洞出口黃池溝至華縣，沿途向戶縣、西安市、灃東新城、灃西新城、長安區、臨潼、渭南市、華縣供水。

②過渭干線：黃池溝至渭北分水點，沿途向周至供水。

③渭北東干線：渭北分水點至閻良，沿途向興平、咸陽市、秦漢新城、空港新城、涇河新城、三原、高陵、閻良、富平、西安涇渭工業園和渭北工業區供水。

④渭北西干線：渭北分水點至楊凌，沿途向武功、楊凌供水。

四、工程建設規模與布置

1.工程建設規模

按照引漢濟渭輸配水干線工程總體布局，輸配水干線總長度334.39 km，其中渭河南干線長175.72km，過渭干線長19.8 km，渭北東干線長112.83 km，渭北西干線長26.04km。

從秦嶺隧洞末端黃池溝配水樞紐為起點，分為渭河南干線和過渭干線，按初步擬定的幾種分段流量計算方法分析，南干線的最大設計流量為43～49 m3/s，北干線的最大設計流量為27～29 m3/s。

2.工程布置方案

（1）工程布置的原則

①充分利用秦嶺輸水隧洞出口水頭，線路布置盡量節約水頭，盡量采用重力供水；減少運行費用，提高供水安全，管理方便。

②隧洞出口配水工程布置要考慮防洪安全和管理方便。

③盡量考慮與已成水源工程合理銜接，結合黑河給西安供水工程實際，本次供水線路底高程不低于黑河供水線路底高程。

④減少跨越河流的次數，減小造價，降低工程實施難度。

⑤考慮引漢濟渭工程秦嶺輸水隧洞以上工程線路事故檢修時，黑河水源給引漢濟渭配水工程供水。

（2）工程布置

根據以上工程布置原則，經過對比論證初步形成了由黃池溝配水樞紐、渭河南干線、過渭干線、渭北東干線、渭北西干線五大部分組成的工程布置方案。

圖1 周至渭城向北兩次過渭方案一示意圖

①黃池溝配水樞紐

黃池溝配水樞紐位于秦嶺隧洞出口黃池溝內，按照“兩進、兩出、一放空、一溢流”的綜合使用要求進行設計，總容積 2.4萬 m3。 “兩進”：連接秦嶺隧洞、黑河水庫2個水源，不但接收引漢濟渭引調水，還可接收黑河水庫放水，使引漢濟渭工程實現與黑河水庫聯合調度的功能；“兩出”：向渭河南干線、過渭干線供水；“一放空、一溢流”：設置放空設施和溢流設施，便于檢修和保障安全。

②渭河南干線

渭河南干線西起黃池溝配水樞紐，東到華縣，線路總長175.72km，以無壓輸水為主。沿線共布置箱涵34段，隧洞16座，倒虹21座，壓力管道21.95km，渡槽共3座，分水口（節制閘、分水閘）14座，退水閘7座及退水暗渠7條。

③過渭干線

過渭干線南起黃池溝配水樞紐，北到渭北分水池，線路總長度19.8 km，全線采用壓力輸水，沿線共布置隧洞1座，倒虹2座，壓力管道3段，進水池1座。

④渭北東干線

渭北東干線西起渭北分水池，東到富平、閻良，線路總長112.83 km，全線采用壓力管道輸水，沿線共布置壓力管道11段，倒虹2座，加壓泵站1座，調壓池1座。

⑤渭北西干線

渭北西干線東起渭北分水池，西到楊凌區，線路總長度26.04 km，全線采用壓力管道輸水，沿線共布置壓力管道4段，倒虹1座，加壓泵站1座。

4條輸水干線線路總長度334.39 km，其中：隧洞100.44 km，壓力管道174.03 km，箱涵 40.37 km，倒虹 17.91 km。工程總體布置示意圖見圖5。

引漢濟渭受水區工程規劃工作中面臨一些重點和難點問題，一是如何解決好調入水與受水區各個分片供水區域當地水源的聯合調度問題；二是如何解決好長距離調水的反調節問題；三是工程線路布置的困難主要集中在秦嶺北麓山前平原地表密集構筑物的避讓與拆遷問題、新建線路與已成其他工程線路的避讓與銜接問題、穿越渭河谷地的時機問題、渭北漢代墓葬群文物保護問題、黃土臺塬區域輸水方式選擇問題等。這些問題還有待于在下階段工作中作進一步深入的研究論證。