基于黑山峽河段工程的供水水網體系研究

宋天華，張國軍，李穎曼，方洪斌

（1.寧夏回族自治區大柳樹水利樞紐工程前期工作中心,寧夏 銀川 750000; 2 黃河勘測規劃設計研究院有限公司,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境內,河段輻射區域能源、土地資源、光熱資源豐富, 經濟發展總體滯后, 生態環境脆弱, 鞏固脫貧成果、實現鄉村振興的任務艱巨。規劃建設的黑山峽水庫, 是支撐國家骨干水網建設、合理調配西線調入水量的關鍵工程, 對保障河段兩岸地區供水安全、改善區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, 然后從供水規模、引水流量等方面展開供水水網體系的相關研究工作。

1 供水范圍和供水對象研究

結合黑山峽河段開發論證已有的研究成果[1-5],根據“確有需要、突出重點”“以水定產、量水而行”的確定原則,綜合分析研究范圍內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、供水揚程、供水量、供水成本和規劃工程的制約因素等方面進行綜合分析,確定黑山峽河段供水水網體系的供水范圍主要包括寧夏、內蒙古、陜西和甘肅四省（區）。其中,寧夏自治區涉及4 個市14 個縣（市、區）。包括吳忠市利通區、紅寺堡區、鹽池縣、同心縣、青銅峽市,銀川市的興慶區、西夏區、金鳳區、永寧縣、賀蘭縣、靈武市,中衛市沙坡頭區、中寧縣,石嘴山市平羅縣；陜西省包括2 個市6 個縣（區）,主要包括榆林市靖邊縣和定邊縣,延安市寶塔區、安塞區、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縣、華池縣、慶城縣、合水縣,武威市的民勤縣；內蒙古自治區涉及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、旗）。供水對象主要是灌區范圍內（包括周邊輻射一定范圍）的城鄉生活、規?；B殖用水,寧東能源化工基地及區域工業園區的工業用水,農業灌溉及生態建設用水等。

2 供水規模研究

（1）生態灌區規模及需水量。根據已有研究成果,通過重點分析寧夏灌區土地開發潛力,提出了大柳樹寧夏生態灌區近期灌溉面積577.0 萬畝,其中將東、西干渠自流面積調整為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取水的揚水灌區揚水面積317.0 萬畝（興仁、固海揚水、固海擴灌、紅寺堡、鹽環定等6 處揚水工程東干渠以上可顯著降低揚程的揚水灌區）。根據《黃河大柳樹灌區規劃研究報告》成果,陜西、甘肅、內蒙古近期規劃灌溉面積各100 萬畝。綜上寧蒙陜甘四省區大柳樹生態灌區近期開發規模877.0 萬畝,預測生態灌區總需水量23.24 億m3。

（2）其他供水工程需水量。根據已有規劃成果,陜甘寧革命老區供水工程規劃水平年供水對象需凈調水量為4.42 億m3,考慮調水線路輸水損失后,供水對象需供水5.23 億m3。其他水源置換工程經過水資源供需分析,考慮供水區供水水源條件、發展需求和河段供水工程管網覆蓋范圍,結合黑山峽水庫作為西線調入水量調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的供水規模為32.5 億m3,其中生活、工業、生態灌區供水量分別占總供水規模的18%、10%和72%。寧夏區域供水量為21.0 億m3,占65%；陜西、甘肅、內蒙合計供水規模為11.5 億m3,占35%。黑山峽水庫左右岸供水規模情況見表1。

表1 黃河左右岸分行業供水規模 單位：萬m3

3 引水流量研究

3.1 生態灌區

規劃水平年,黑山峽水庫東、西干渠以上的現有揚水工程的引水規模原則上按現狀或擬改造的設計流量確定；干渠以下改為自流的灌區,現狀中型灌區（灌溉面積大于1.0 萬畝）原則上按原設計流量確定,小型灌區統一按綜合灌溉模數0.3 m3/s/萬畝計算其灌溉引水流量。擬新開發的灌溉面積,在大柳樹東、西干渠上設置支渠引水,支渠引水流量統一按綜合灌溉模數0.3 m3/s/萬畝計算。

3.2 城鄉供水

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

3.3 能源基地

現有工業園區供水主要考慮寧夏寧東能源化工基地和內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,設計流量根據規劃水平年的需水量,并考慮東干渠的年運行時間綜合分析,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干渠結合考慮,增加5 m3/s。

3.4 總引水流量

根據上述分析,基于黑山峽水庫的供水水網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,設計采用235 m3/s；西干渠引水流量計算值為98.3 m3/s,設計采用98 m3/s；庫區揚水流量1.33 m3/s。東干渠系統陜西揚水30 m3/s,內蒙古鄂托克前旗干渠9 m3/s；西干渠系統甘肅民勤揚水30 m3/s,內蒙古阿左旗揚水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體系引水流量分析成果

4 結論

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