应急供水工程水资源论证
2023-03-05丁应海
丁应海
(甘肃省庄浪县水务局,甘肃 庄浪 744699)
1 水资源状况
1.1 降水
庄浪县受地理位置、地形等因素影响,降水量地区梯度变化较大。降水量总的分布特征是自东向西递减,特别是受地形的影响,降水量随高程增加幅度非常明显,同时,受山地的阻挡作用,迎风坡降水大于背风坡。多年平均降水量为512mm,其中位于六盘山区的庄浪县东部一带是降水量的高值区,多年均值在700mm以上,位于西部及西北部的葫芦河干流区一带是降水量的低值区,多年均值在500mm以下。
1.2 水资源
县境内的河流均属于黄河流域渭河水系,主要河流有葫芦河、庄浪河、水洛河。水洛河属葫芦河二级支流、渭河三级支流,是境内流域面积最大的河流。根据《甘肃省庄浪县水资源调查评价报告》全县多年平均地表水资源总量2.24亿m3,其中自产地表水资源量0.87亿m3,入境地表水资源量1.37亿m3。庄浪县地下水资源总量2836.9万m3,其中与地表水重复的地下水资源量2447.2万m3,与地表水不重复的地下水资源量389.7万m3。综上分析,庄浪县自产水资源总量9073万m3,其中表水资源总量8684万m3,与地表水不重复的地下水资源量390万m3。
2 庄浪县供用水现状及存在的主要问题
2.1 庄浪县水利工程现状
全县共建成蓄水工程共5处,总库容1383万m3;引水工程9处,提水工程19处,地下水供水工程生产井75眼,集雨水窖25553眼。
2.2 庄浪县现状供用水量
现状供水根据《庄浪县2019年水利统计年报》,庄浪县2019年实际供水量为2955万m3,其中蓄水工程供水1326万m3,引水工程1200万m3,提水工程18万m3,机电井工程386万m3,其他工程25万m3。
现状用水量2019年庄浪县各部门用水总量为2955万m3,其中城镇生活用水508万m3,占总用水量的17.2%,农村生活用水量838万m3,占总用水量的28.4%,农业灌溉用水1449万m3,占总用水量的49.0%,工业生产用水量127万m3,占总用水量的4.3%。生态环境用水量32万m3,占总用水量的1.1%。
2.3 庄浪县现状用水水平分析
庄浪县2019年人均用水77m3,比全省人均用水少338m3;城镇居民综合生活用水142L/人·日,比全省城镇居民综合生活用水量少14L/人·日;农村居民生活用水49L/人·日,比全省农村居民生活用水量多4L/人·日;万元工业增加值用水52m3/万元,比全省万元工业增加值用水多14m3/万元。分析可知,庄浪县受水资源条件制约,现状用水水平与全省平均水平相比,除农村居民人均生活用水量和万元工业增加值用水外,各行业用水量均低于全省平均水平,这也充分说明庄浪县水资源严重短缺,可利用水资源量有限,属于较缺水地区,资源性、工程型缺水并存。
2.4 庄浪县水资源开发利用存在的主要问题
(1)水资源匮乏,且时空分布不均,水资源难以有效利用。庄浪县水资源总量为9300万m3,人均水资源量259m3,不到全省人均水资源(950m3)的1/4,仅为全国人均水资源量(2100m3)的1/8,耕地亩均水资源量79m3,约为全国亩均占有量(1381m3/亩)的1/20,远远低于国际公认的基本生存条件(人均水资源占有量1000m3),属水资源严重匮乏地区。资源性缺水,成为全县水利发展的主要瓶颈。
(2)城乡供水十分困难,供水保证率低。庄浪县城乡供水水源无论是裂隙水还是沟道截引水,均受降雨影响较大,季节性缺水现象明显,特别是年内枯水期,全县经常发生停水、断水现象。2016年以来,全年降水量仅为417mm,比多年平均值486mm减少15%,全县主要水源地关山林区降水量为335mm,比历年平均值600mm减少45%,地表水存蓄量大幅降低,多处水源干涸,部分河道断流。
(3)现有供水基础设施薄弱,供水能力不足。2019年全县水利工程供水量2955万m3,蓄水工程供水量为1326万m3,占全县水利工程供水量的45%,全县仅有5座水库,径流调控能力仅占地表径流量的10%左右。
(4)城乡生活用水挤占农业灌溉及生态用水,各行业用水矛盾突出,制约了区域的经济发展。全县仅有的5座水库中以农业灌溉为主要任务的埂塄水库和支流贾门水库已基本失去调蓄能力;为了优先保障城乡生活用水,竹林寺水库和红崖湾水库设计的农业灌溉水量现状已被生活用水完全挤占。随着社会经济的发展,城乡居民生活及生产用水必将进一步挤占农业灌溉用水。
3 庄浪县可利用供水水源论证及选择
3.1 当地供水水源论证
(1)地下水。根据《甘肃省庄浪县水资源调查评价报告》,庄浪县地下水开采多集中在河谷川区地带,山丘区地下水利用主要集中在地表水利用较为困难的清水河区间,多年平均地下水可开采量为11.7万m3。庄浪河、葫芦河干流区间、水洛河地下水资源可开采量分别为191.1万m3、138.5万m3和529.8万m3。《甘肃省地下水管控指标确定报告》现状初稿已编制完成,2021年年底报批,初拟庄浪县地下水管控指标为0.02亿m3,现状实际用水量0.039亿m3,地下水现状开采量已超过指标要求应适当压采,因此,庄浪县新的水源选择中,地下水源保持现状供水能力或适当压减,不适宜进一步增大开发利用。
(2)地表水。庄浪县境内主要河流有葫芦河、庄浪河、水洛河。庄浪县地表水资源开发利用率32%,水资源总量开发利用率32%。庄浪县大部分为黄土覆盖的丘陵地形,沟壑纵横,降水相对较多,但汛期水量集中,水土流失严重,水资源难以利用。水资源以洪水形式流失,现状利用程度较低。流域开发利用主要集中在北洛河和南洛河,已建有竹林寺水库、红崖湾水库、花崖水库、梁河水库,水资源基本已得到充分利用,地表水资源开发利用率为42%,继续开发利用的空间不大。北洛河和南洛河在县域下游汇集,无建库条件,继续开发利用的空间不大。
(3)关山涵养林裂隙水。庄浪县现状有洛水北调、梁河北调、店峡南调、中部山区、郑河农村人饮等5处人饮工程水源为关山涵养水和沟道泉水,水源受降水、山洪、冰冻等自然现象影响明显,供水保证率低。在干旱季节或年份,降水量偏小,涵养水源来水量不足,长期无水可供,导致水荒现象发生,部分水源水眼位移干涸,无水可取;在暴雨遇有山洪,截水设施经常被淤塞,致使来水侧向流动,无法收集利用,阶段性缺水频发;冬季冰冻时期,水源冻土层可达170cm左右,来水成冰,拦蓄利用水量有限,导致供水量不足。同时,由于近年来庄浪县连续干旱的情况造成关山涵养林裂隙水被过度开发利用,生态基流锐减导致林区自然生态受到威胁,随着社会经济的发展,该水源无法满足区域内用户的用水需求,因此必须开拓新的水源为庄浪县居民生活及生产用水安全提供保障。
3.2 外调水供水水源论证
庄浪县可利用在建及规划的外调水源有2个:一是引洮供水工程;二是白龙江引水工程。
引洮供水工程旨在解决甘肃省中部干旱地区11个国家扶贫重点县城镇及工业用水、农村人畜饮水、生态环境用水问题,同时,兼有灌溉、发电、防洪等综合利用功能的大型跨流域调水工程。工程由九甸峡水利枢纽及供水工程两部分组成,工程建成后每年可向甘肃中部地区调水5.5亿m3。总干渠设计引水流量32m3/s,加大流量36m3/s。引洮一期工程于2006年10月开工建设,2014年年底全线试通水运行。2015年8月,引洮供水二期骨干工程正式开工建设,设计总工期70个月。
白龙江引水工程是从我省长江流域引水至泾渭河流域,解决天水、平凉、庆阳三市所辖的20县(区)的城市生活、能源开发以及改善生态环境用水,以保障“关中—天水经济区”和陇东能源基地建设和发展的供水安全,是解决甘肃省泾渭河流域缺水问题的重大战略工程。其中庄浪县为白龙江引水工程对平凉市的供水范围涉及的5县1区之一,工程建成后,向庄浪县配置水量为390万m3(当地供水断面)。但由于任务艰巨、规模浩大,工程前期工作和建设周期很长,2030年前通水可能性不大,因此,该工程从建成时间上无法解决庄浪县近期用水紧张状况,只能作为远期庄浪县的重要水源工程。
3.3 水源选择
根据对在建及规划水源工程可供水量及供需平衡分析预测成果,庄浪县2030年需水量为2473万m3(水厂进水口断面),考虑对现状水质较差、挤占生态等不合理用水的退出,同时增加梁河水库、再生水等新水源的供水,庄浪县可供水量达到1014万m3,缺水1459万m3(水厂进水口断面),缺水率达到29%。县域内用水缺口很大,庄浪县当地供水水源根本无法满足居民正常生活和经济社会的可持续发展。
白龙江引水工程前期工作和建设周期较长,从建设时间上无法解决庄浪县近期用水紧张状况,只能作为远期庄浪县的重要水源工程,因此,庄浪县目前可利用的供水水源只有引洮供水工程。引洮二期工程按照2030年将调水量5.5亿m3,对整个引洮受水区水资源进行了统一配置,引洮供水一期工程2030年设计取水量23760万m3,2016年、2017年、2018年、2019年供水量分别是4794万m3、4924万m3、4262万m3和12226万m3(其中社会经济用水4826万m3,向河道补水7400万m3),社会经济用水分别占许可水量的21%、22.5%、19.5%和20.3%。考虑引洮供水一期工程现状供水不足配置50%的实际情况,即使在引洮二期建成通水后,在2030水平年之前受水区内的人口、工业等社会经济指标以及用水水平都难以达到设计水平,仍然有一定的富余输水能力,若考虑达产滞后5年左右时间,2035年前,引洮供水工程仍有一定的水量富余。另外,引洮二期工程承担了农业灌溉的任务,其输水流量规模是以农业灌溉的峰值流量和非农业流量累加确定,通过优化调整输水方式和供水时段置换水量指标等措施,充分利用富余供水能力。供水能力仍有进一步挖潜的空间。同时,引洮供水二期工程总干渠末端高程2011.77m,临近庄浪县的七干首尾高程2036.96m~1791.99m,九干渠首尾高程2011.27m~1971.68m,而庄浪县南坪水厂高程1650m、拟建李咀水厂高程1652m,可实现全线自流供水,工程以管道供水为主,建设周期较短,供水条件较好。引洮工程在水量、技术条件、建设时机等方面,均可满足向庄浪县供水的要求。
4 项目建设的必要性
从水资源支撑条件来看,庄浪县有限的水资源及供水条件,已严重影响了居民正常生活和经济社会的可持续发展,随着人口增长和区域经济的快速发展,缺水问题将会更加突出,会直接影响全县高质量发展、乡村振兴、现代化等方面建设总体目标的实现。实施引洮二期庄浪应急供水工程,对于尽快解决庄浪城乡生活及生产用水紧张状况,有效缓解区域社会经济快速发展的用水矛盾,对巩固提升脱贫攻坚成果、实现乡村振兴均具有重大意义。
庄浪县水资源短缺,水资源供需矛盾制约了当地经济社会可持续发展,兴建引洮二期庄浪应急供水工程,向庄浪县应急供水,能有效缓解庄浪县县城和农村人饮用水问题,该工程是解决2030年前庄浪县供水需求的合适途径,同时,充分利用引洮工程全面达产前的富余能力,实现了引洮工程效益的最大化。
5 结语
2017年4月,庄浪县水务局委托甘肃省水利水电勘测设计研究院有限责任公司开展引洮二期庄浪应急供水工程可行性研究设计阶段的勘测及设计工作,于2021年4月完成了《引洮二期庄浪应急供水工程可行性研究报告》。该工程于2021年11月完成招投标,同年12月上旬开工建设,预计2024年12月底全面竣工开始供水。