陜西省延河流域主要斷面控制指標(biāo)研究

馮姣姣，楊晨晨，雷 波，曲 艷，張 蓉

（1.陜西省河流工程技術(shù)研究中心,陜西 西安 710021；2.西安市職業(yè)技術(shù)學(xué)院,陜西 西安 710000）

延河是黃河的支流,干流全長272 km,流域面積7698.9 km2,水資源總量為28206 萬m3,地表用水量為6205.03 萬m3。根據(jù)延河流域各行政區(qū)河道外利用的地表水水量分配份額,建立主要控制斷面,分析計算控制斷面指標(biāo),便于對延河流域各地區(qū)的用水情況進(jìn)行監(jiān)督和檢驗,加強(qiáng)水資源保護(hù),優(yōu)化水利工程調(diào)度,維護(hù)延河流域水環(huán)境的健康發(fā)展。

1 延河流域概況

延河發(fā)源于靖邊縣天賜灣鄉(xiāng)周山,由西北流向東南,流經(jīng)安塞縣、延安市,于延長縣南河溝鄉(xiāng)涼水岸附近匯入黃河,多年平均降雨量520 mm,河道平均比降約為3.03‰。流域有20 條面積在100 km2以上的支流,其中流入延河的一級支流有14 條,其主要有坪橋川河、杏子河、西川河、南川河、蟠龍川等。

1.1 社會經(jīng)濟(jì)

延河流域涉及2 市8 縣（區(qū)）,包括榆林市靖邊縣,延安市的志丹、安塞、寶塔、延長、甘泉、延川、子長1 市2 區(qū)4 縣。根據(jù)現(xiàn)場調(diào)研核實,延川縣、子長市在流域內(nèi)沒有人口,現(xiàn)狀供用水為0；甘泉縣流域內(nèi)涉及農(nóng)村人口35 人,用水很少。

截止2020 年底,陜西省延河流域常住人口96.24 萬人,其中城鎮(zhèn)人口65.06 萬人,城鎮(zhèn)化率67.60%。國民生產(chǎn)總值為570.32 億元,其中一產(chǎn)、二產(chǎn)、三產(chǎn)分別為46.93 億元、263.02 億元、260.37 億元,人均GDP 為59260 元。

流域內(nèi)現(xiàn)有常用耕地面積107.24 萬畝,農(nóng)田有效灌溉面積10.13 萬畝,占總耕地面積的9.45%。糧食總產(chǎn)量19.19 萬t。

結(jié)合陜西省延河流域相關(guān)各縣2020 年現(xiàn)狀生態(tài)環(huán)境用水量、河道外生態(tài)環(huán)境指標(biāo)調(diào)研成果,延河流域綠化面積1015 hm2,河湖面積3 hm2,環(huán)境衛(wèi)生面積3402 hm2。

1.2 水資源狀況

根據(jù)《陜西省水資源及其開發(fā)利用調(diào)查評價（2008 年）》成果,采用1956 年～2002 年水文系列對陜西省延河流域水資源量進(jìn)行評價,陜西省延河流域地表水資源量28206 萬m3,其中榆林市1277 萬m3。參考《延安市水資源綜合規(guī)劃》,根據(jù)流域面積估算延河流域地下水資源量為8756 萬km2。地下水與地表水重復(fù)量為8756 萬km2,水資源總量為28206 萬km2。陜西省延河流域水資源量見表1。

表1 陜西省延河流域水資源量計算成果表 單位：萬m3

根據(jù)《陜西省水資源及其開發(fā)利用調(diào)查評價（2008 年）》成果,陜西省延河流域多年平均地表水資源可利用量為8000 萬m3,其中榆林市362 萬m3。地下水資源可開采量為628 萬m3,二者重復(fù)量為628 萬m3；陜西省延河流域水資源可利用總量為8000 萬m3。陜西省延河流域可利用總量見表2。

表2 陜西省延河流域水資源可利用總量表 單位：萬m3

1.3 供用水量

依據(jù)延河流域相關(guān)市縣2020 年用水量成果及本次調(diào)研資料,各行業(yè)總用水量9683.26 萬m3,其中農(nóng)業(yè)用水量2572.40 萬m3（包括農(nóng)田灌溉和林牧漁畜）,占總用水量的26.57%；居民生活用水量2917.78 萬m3（城鎮(zhèn)居民2337.80 萬m3,農(nóng)村居民579.98 萬m3）,占總用水量的30.13%；工業(yè)用水量2565.64 萬m3,占總用水量的26.50%；城鎮(zhèn)公共用水量1367.43 萬m3（建筑業(yè)35.90 萬m3,服務(wù)業(yè)1331.53 萬m3）,占總用水量的14.12%；生態(tài)環(huán)境用水量260 萬m3,占總用水量的2.69%。

2020 年流域總供水量為9683.26 萬m3,地表水供水量為7205.03 萬m3,占總供水量的74.41%,其中蓄水、引水、提水、跨流域調(diào)水工程供水量分別占地表水供水量的50.52%、11.94%、23.66%、13.88%。地下水供水量為2196.23 萬m3,占總供水量的22.68%；非常規(guī)水源供水量為282 萬m3,占總供水量的2.91%。

1.4 水利工程

流域內(nèi)初步形成了以大中小型水庫（含池塘和塘壩）調(diào)蓄和引提水工程為主體的流域水資源配置體系。截至2020年底,流域內(nèi)已建成水庫7 座,包括大型水庫1 座,中型水庫1 座,小型水庫5 座,大、中、小型水庫總庫容24231 萬m3,設(shè)計供水能力4271 萬m3。淤地壩600 余座,引、提水工程749 處；淺層機(jī)井6835 眼,深層井959 眼；集雨工程30 處；現(xiàn)狀設(shè)計供水能力約16987 萬m3。主要引水工程包括延安黃河引水工程。

2 延河流域2030 年各市水量分配方案

結(jié)合陜西省延河流域地表水資源可利用量,2030 年流域經(jīng)濟(jì)社會用水需求和供水能力,以及“87”分水指標(biāo)細(xì)化成果和相關(guān)縣區(qū)用水總量等,綜合分析確定陜西省延河流域2030 年河道外地表水多年平均分配用水量為5283 萬m3、耗水量為3687 萬m3,各市見表3。

表3 陜西省延河流域各市2030 年地表水分配方案單位：萬m3

3 延河流域水量分配主要斷面控制指標(biāo)

3.1 主要斷面選取

（1）市界控制斷面

榆林、延安市界斷面在靖邊縣天賜灣鎮(zhèn)城河村,斷面以上流域面積69.7 km2,地表水資源量255 萬m3,2030 年河道外耗水量為42 萬m3。以延河甘谷驛站為參證站,計算城河斷面月均最小生態(tài)流量為0.01 m3/s,占甘谷驛站的1.2%。結(jié)合甘谷驛站逐日流量過程,2015 年最小日平均流量0.747 m3/s；據(jù)此分析城河斷面枯水期存在斷流情況,枯水流量偏小,監(jiān)測意義不大。因此不設(shè)置榆林與延安市界斷面。

（2）河口控制斷面

杏子河入延河河口控制斷面在安塞區(qū)沿河灣鎮(zhèn)新窯灣村,斷面以上流域面積1485.8 km2,地表水資源量6205 萬m3。以杏子河杏河站為參證站,依據(jù)近10 年最枯月平均流量系列,按斷面下泄水量占流域地表水資源量的比例0.76 折減,則新窯灣斷面月均最小生態(tài)流量為0.25 m3/s。因此,河口控制斷面設(shè)置為新窯灣斷面。

延河入黃河口控制斷面在延長縣雷赤鎮(zhèn)天盡頭村,斷面以上流域面積7698.9 km2,地表水資源量28206 萬m3。結(jié)合甘谷驛站資料分析,采用Tennant 方法分析結(jié)果,天盡頭斷面月均最小生態(tài)流量為0.87 m3/s。因此河口控制斷面設(shè)置為天盡頭斷面。

（3）水利工程控制斷面

延河流域水利工程主要有王瑤水庫、孫臺水庫、安溝水庫、瓦村水庫、紅莊水庫、方家河水庫、馬家溝水庫,考慮到王瑤水庫是延安的水源工程,多年平均供水量1685.66 萬m3,其他均為中、小型水庫,缺乏泄流控制設(shè)施。因此不設(shè)水利工程控制斷面。

陜西省延河流域主要控制斷面見表4。

3.2 主要斷面控制指標(biāo)

（1）月均最小生態(tài)流量

延河河口控制斷面為新窯灣、天盡頭斷面。推算新窯灣斷面最枯月流量以杏子河杏河站為參證站,站址以上流域面積495 m2,依據(jù)近10 最枯月平均流量系列計算杏河站月均最小生態(tài)流量為0.11 m3/s。新窯灣斷面以上流域面積1485.8 km2,按斷面下泄水量占流域地表水資源量的比例0.76 折減,則月均最小生態(tài)流量為0.25 m3/s。

天盡頭斷面生態(tài)流量依據(jù)《河湖生態(tài)環(huán)境需水計算規(guī)范》（SL/T 712-2021）三種方法進(jìn)行分析：以延河甘谷驛站為參證站,站址以上流域面積為5935 km2,依據(jù)1956 年～2000 年系列,用Tennant 方法計算斷面生態(tài)流量為0.87 m3/s；用近10 年最枯月平均流量法計算斷面生態(tài)流量為1.13 m3/s；依據(jù)甘谷驛站1964 年～2020 年最枯月平均流量系列,用Qp法計算斷面最枯月平均生態(tài)流量為0.58 m3/s。依據(jù)三種方法計算結(jié)果,考慮到長系列豐枯水變化,采用生態(tài)流量和保證程度均居中的Tennant 法結(jié)果,天盡頭斷面最枯月平均生態(tài)流量為0.87 m3/s,見表4。

表4 陜西省延河流域控制斷面

（2）多年平均下泄水量

杏子河地表水資源量為6205 萬m3,2030 年分配的河道外地表水耗水量為1622 萬m3,調(diào)入水量為435 萬m3,相應(yīng)的耗水量為305 萬m3,則新窯灣斷面下泄量為4713 萬m3。延河地表水資源量為28206 萬m3,2030 年分配的河道外地表水耗水量為3687 萬m3,調(diào)（引）入水量為8929 萬m3,相應(yīng)的耗水量為6250 萬m3,綜合考慮年際水資源量豐枯和調(diào)入水量變化,確定天盡頭斷面下泄量為21813 萬m3。見表4。

3.3 主要斷面控制指標(biāo)保障程度分析

以杏河站為參證站,推算新窯灣斷面最枯月流量系列,分析其月均最小生態(tài)流量0.25 m3/s 的保證程度為98.8%,滿足保證率90%的月均最小生態(tài)流量要求。

以甘谷驛站為參證站,推算天盡頭斷面最枯月流量系列,分析其月均最小生態(tài)流量0.87 m3/s 的保證程度為98.78%,滿足保證率90%的月均最小生態(tài)流量要求。

4 結(jié)論

陜西省杏河入延河河口控制斷面為新窯灣斷面、延河入黃河河口控制斷面為天盡頭斷面。結(jié)合杏河站、甘谷驛站資料分析,新窯灣、天盡頭斷面多年平均下泄水量分別是4713 萬m3、21813 萬m3；月均最小生態(tài)流量分別為0.25 m3/s、0.87 m3/s,滿足保證率90%要求。