引汉济渭受水区输配水工程规划布局

焦小琦

（陕西省水利电力勘测设计研究院，710001，西安）

引汉济渭工程受水区涉及关中地区渭河沿岸的西安、咸阳、渭南、宝鸡等4市以及杨凌农业高新技术产业示范区、西咸新区。按照国家发改委《关于陕西省引汉济渭工程可行性研究报告的批复》（发改农经〔2014〕2210号），引汉济渭工程采用工程一次建成、分期配水的原则。2025水平年调水量10亿m3，进入关中水量9.3亿 m3；2030水平年调水量 15亿 m3，进入关中水量13.95亿m3。调入水量主要是供给关中地区渭河沿岸重要城市、县城、工业园区。引汉济渭工程建成后，置换石头河水库向西安市、咸阳市的供水量，石头河水库将作为宝鸡市供水水源，因此宝鸡市是引汉济渭工程的间接供水对象。

2009年，配合引汉济渭调水工程项目建议书阶段相继开展了 “引汉济渭受水区输配水工程规划”“引汉济渭工程秦岭隧洞出口高程及受水区控制高程初步论证”等规划工作。2012年配合引汉济渭调水工程可研阶段工作，开展了“引汉济渭受水区水资源配置专题报告”“引汉济渭工程受水区水量配置规划”等工作。2014年，编制完成了 “引汉济渭输配水干线工程总体规划”。目前，正在开展“引汉济渭受水区输配水工程项目建议书”工作。

上述各项规划工作，对受水区供水对象的选择、水量的配置进行了充分的论证，受水区输配水工程总体布局基本形成，为下一阶段工作打下了良好的基础。

一、受水区社会、经济及自然条件

1.关中地区概况

关中地区渭河流域是陕西省政治、经济、文化、商贸中心和自然资源、经济发展重点区域，一直是国家和政府重点建设的核心地带，是陕西省经济社会的主体。2010年年末总人口为2 355万人，其中城镇人口1 280万人，城市化率54.38%；地区生产总值6 230亿元，人均GDP 2.65万元。关中地区同时也是陕西省重要的粮棉油产区，有较好的农业发展条件。

2.水资源条件

关中地区人口和经济总量分别占全省的62.8%和63.4%，但水资源量仅占全省的19.4%，人均水资源量不足350 m3，属于极度缺水地区。水资源分布总体是渭河南岸普遍高于渭河北岸，西部高于东部。长期以来，由于水资源过度开发，不仅加剧了供需矛盾，而且引发了一系列环境地质问题，资源性缺水已成为制约关中地区经济社会可持续发展的主要瓶颈之一。据分析，2030年关中地区需水量缺口达25亿m3。

3.地貌及地质条件

关中地区地处陕西省中部，总体地形为“两山夹一河”，即秦岭和渭北北山（老龙山、嵯峨山、药王山、尧山等）之间的渭河中下游平原，也称作关中盆地，地势为南北高中部低，西部高东部低，中部是一个由西向东的地堑式构造盆地，渭河自西向东穿过盆地中部，两侧是经黄土沉积和渭河干支流冲积而成的“关中平原”。渭河两岸依次分布的地貌类型是河漫滩、阶地、黄土台塬、山前冲洪积扇、山地。渭河南北台塬高程600～900 m，盆地西缘高程700～800 m，东部高程400 m左右，最低处潼关高程325 m。渭河北部台塬塬面宽阔平坦，连续分布，南部台塬塬面比较窄小，呈断续分布。

关中盆地内堆积了厚达数千米的新生代碎屑岩，是典型的新生代断陷盆地。区域内基底断裂处于秦岭东西向构造带，祁吕贺“山”字形前弧东翼，新华夏系和陇西系4个构造体系的复合部位，相互穿插，形迹复杂，断裂十分发育，至今仍有活动迹象。工程区地震基本烈度渭河南沣河以西为Ⅷ度，其余区域为Ⅶ度。

二、引汉济渭受水区供水对象及水量配置

1.供水对象选择

（1）供水对象选择的原则

①解决缺水量最大原则：选取以关中地区规划水平年二次平衡后的缺水量和缺水地域分布为依据，优先解决缺水问题突出又没有其他水源可利用的地区。

②体现调水目标原则：调水目标以解决城镇生活、工业为主，兼顾生态。

③体现重要性原则：优先选择经济条件好、经济发展速度快、水资源利用效率较高的地区，根据关中城市群及西安国际化大都市发展需要，受水范围要考虑重要的城镇和工业园区。

④经济技术合理性原则：初步考虑工程可行性和经济合理性，在配水高程范围内以自流为主，投资及运行费相对较低。

⑤近远期结合、统一优化配置原则：随着引汉济渭调水工程实施，水资源的配置将发生变化，结合现有的配水网络，随着供水量增大可分步实施，最大限度发挥工程效益，实现水量统一管理和调配。

（2）供水对象的选择

在考虑缺水的紧迫性、地理位置、其他后备水源情况等因素，经对受水区综合分析，确定包括西安、咸阳、渭南、杨凌4座重要城市，西咸新区的沣西、沣东、秦汉、空港、泾河 5座新城，兴平、武功、三原、周至、户县、长安、临潼、高陵、阎良、富平、华县11个中小城市，以及西安泾渭工业园区和渭北工业区，共计22个直接供水对象。

2.引汉济渭水量配置

各供水对象水量配置遵循先当地水，后外调水；调入水与当地水源联合调节共同满足城市及工业园区供水需求。同时根据工程一次建设、分期配水的原则，确定按近、远期设计水平年分两期配水：

①2025年引汉济渭工程从汉江干流和支流子午河年调水量10亿m3，扣除输水损失后，进入黄池沟受水节点水量为9.30亿m3，入关中各城市配水系统净水量为9.01亿m3。

②2030年引汉济渭工程从汉江干流和支流子午河调水量15亿m3，进入黄池沟受水节点的水量为13.95亿m3，进入关中各城市配水系统净水量13.50亿m3。各供水对象两个设计水平年水量配置额见表1。

三、受水区输配水工程总体布局

1.总体布局的原则和方法

输配水工程总体布局的基本原则：①重要城市尽量采用并联，提高输水安全保证程度。②尽量减少跨越渭河、泾河谷地的次数，降低工程造价及失事风险。③主要干线输配水量的差别避免太大，给干线紧急备用留有余地。④尽量避开工程实施难度较大的区域。

输配水工程总体布局的主要方法：①综合地形以及输配水权重关系等因素，对22个分散的供水对象初步进行片区的划分和整合。②对片区进行连通，形成初步的线路框架，构建受水单元在线路框架上的相互关系。③根据对供水对象城市布局及供水工程现状、规划的分析，规划供水对象水厂，拟定输配水线路的受水节点。④在基本线路框架和受水节点的基础上，进行输配水线路的具体布置，形成不同的工程总体布局方案。

2.工程总体布局

根据布局原则和方法，输配水工程先后拟定了4个总体布局方案，并进行比选，分别是方案一周至咸阳向北两次过渭；方案二周至临潼向北两次过渭；方案三周至向北一次过渭；方案四周至向北临潼向南两次过渭（详见图 1～4）。

综合对比分析以上4个方案，推荐方案三周至向北一次过渭为引汉济渭受水区输配水工程总体布局方案。该方案具有输水线路过渭河次数少、南水两岸受水区范围覆盖比例相对均衡、输水干线独立、供水安全性高、工程造价低、管理方便等优点，同时也能为构建关中供水网络创造条件，有利于实现关中水系规划的总体目标。输配水工程总体布局线路规划有4条：

表1 引汉济渭工程受水区供水对象配水量汇总表 单位：万m3

①渭河南干线：秦岭隧洞出口黄池沟至华县，沿途向户县、西安市、沣东新城、沣西新城、长安区、临潼、渭南市、华县供水。

②过渭干线：黄池沟至渭北分水点，沿途向周至供水。

③渭北东干线：渭北分水点至阎良，沿途向兴平、咸阳市、秦汉新城、空港新城、泾河新城、三原、高陵、阎良、富平、西安泾渭工业园和渭北工业区供水。

④渭北西干线：渭北分水点至杨凌，沿途向武功、杨凌供水。

四、工程建设规模与布置

1.工程建设规模

按照引汉济渭输配水干线工程总体布局，输配水干线总长度334.39 km，其中渭河南干线长175.72km，过渭干线长19.8 km，渭北东干线长112.83 km，渭北西干线长26.04km。

从秦岭隧洞末端黄池沟配水枢纽为起点，分为渭河南干线和过渭干线，按初步拟定的几种分段流量计算方法分析，南干线的最大设计流量为43～49 m3/s，北干线的最大设计流量为27～29 m3/s。

2.工程布置方案

（1）工程布置的原则

①充分利用秦岭输水隧洞出口水头，线路布置尽量节约水头，尽量采用重力供水；减少运行费用，提高供水安全，管理方便。

②隧洞出口配水工程布置要考虑防洪安全和管理方便。

③尽量考虑与已成水源工程合理衔接，结合黑河给西安供水工程实际，本次供水线路底高程不低于黑河供水线路底高程。

④减少跨越河流的次数，减小造价，降低工程实施难度。

⑤考虑引汉济渭工程秦岭输水隧洞以上工程线路事故检修时，黑河水源给引汉济渭配水工程供水。

（2）工程布置

根据以上工程布置原则，经过对比论证初步形成了由黄池沟配水枢纽、渭河南干线、过渭干线、渭北东干线、渭北西干线五大部分组成的工程布置方案。

图1 周至渭城向北两次过渭方案一示意图

①黄池沟配水枢纽

黄池沟配水枢纽位于秦岭隧洞出口黄池沟内，按照“两进、两出、一放空、一溢流”的综合使用要求进行设计，总容积 2.4万 m3。 “两进”：连接秦岭隧洞、黑河水库2个水源，不但接收引汉济渭引调水，还可接收黑河水库放水，使引汉济渭工程实现与黑河水库联合调度的功能；“两出”：向渭河南干线、过渭干线供水；“一放空、一溢流”：设置放空设施和溢流设施，便于检修和保障安全。

②渭河南干线

渭河南干线西起黄池沟配水枢纽，东到华县，线路总长175.72km，以无压输水为主。沿线共布置箱涵34段，隧洞16座，倒虹21座，压力管道21.95km，渡槽共3座，分水口（节制闸、分水闸）14座，退水闸7座及退水暗渠7条。

③过渭干线

过渭干线南起黄池沟配水枢纽，北到渭北分水池，线路总长度19.8 km，全线采用压力输水，沿线共布置隧洞1座，倒虹2座，压力管道3段，进水池1座。

④渭北东干线

渭北东干线西起渭北分水池，东到富平、阎良，线路总长112.83 km，全线采用压力管道输水，沿线共布置压力管道11段，倒虹2座，加压泵站1座，调压池1座。

⑤渭北西干线

渭北西干线东起渭北分水池，西到杨凌区，线路总长度26.04 km，全线采用压力管道输水，沿线共布置压力管道4段，倒虹1座，加压泵站1座。

4条输水干线线路总长度334.39 km，其中：隧洞100.44 km，压力管道174.03 km，箱涵 40.37 km，倒虹 17.91 km。工程总体布置示意图见图5。

引汉济渭受水区工程规划工作中面临一些重点和难点问题，一是如何解决好调入水与受水区各个分片供水区域当地水源的联合调度问题；二是如何解决好长距离调水的反调节问题；三是工程线路布置的困难主要集中在秦岭北麓山前平原地表密集构筑物的避让与拆迁问题、新建线路与已成其他工程线路的避让与衔接问题、穿越渭河谷地的时机问题、渭北汉代墓葬群文物保护问题、黄土台塬区域输水方式选择问题等。这些问题还有待于在下阶段工作中作进一步深入的研究论证。