王建利
(凤翔县水政水资源管理站 陕西 凤翔 721400)
凤翔县地貌特征素有“南塬、北山、西河谷”之称,自北向南分为四个地貌单元:低山丘陵区面积694 km2占58.9%,山前洪积扇区面积300 km2占25.5%,黄土台塬区面积152 km2占12.8%,千河阶地区面积33 km2占2.8%。凤翔县水资源总量只有1.63亿m3,可利用量仅为0.94亿m3,人均水资源量只有320m3,远低于全市、全省、全国和世界人均水平,分别占全市、全省、全国和世界人均水平的1/3、1/4、1/7和1/28。凤翔县人均水资源量明显低于联合国公认的人均500m3的极度缺水标准,属于水资源极度贫乏地区。
凤翔曾是周秦发祥之地、华夏九州之一、丝绸之路重要驿站和历史文化名城,其辉煌历史的形成,应当与当时十分优越的水环境条件密不可分。昔日凤翔县城四面环河,而且东有东湖、西有湿地,可谓天然的“城在水中、水在城中”;柳林镇更是因为古镇西头有一条小溪常年绕镇而流,柳树成林而得名,并以当地水系质地优良,西凤美酒享誉中外而著名。
但是,现在的东湖已经失去了昔日城北凤凰泉泉水源源不断的补给,西区的大片湿地也已经“沧海变桑田”,并且县城四周及平原所有河流“有河皆干”,离开了潺潺流水的滋润。曾为国家四大名酒之一的原产地域保护产品—西凤酒,也因当地地下水位严重下降,面临水资源短缺的危机。近年,凤翔大量打配农用机井而且钻井深度普遍超过200m控制范围,使上世纪七、八十年代许多地方机井“对口抽”(即卧式离心泵利用吸程在地面抽水)现象成为难以舍怀的躁动情愫。
水环境条件退化的主要原因,就是随着解放以后人口的高速增长和改革开放以来经济的快速发展,由于单纯、不断、大量开采地下水,忽略对地下水的限采、涵养、补给,造成地下水采补失衡,导致地下水位逐年普遍下降造成的,其中柳林镇和县城两个地区地下水位下降幅度相对较大。
凤翔县作为宝鸡副中心,如何在水资源配置、节约和保护方面,抢抓“中国西凤酒城”建设的历史机遇,有效管控重点区域地下水位,确保优质地下水可持续利用,打开实行最严格水资源管理制度新局面,率先突破生态文明建设瓶颈约束,实现凤翔水利、农业和工业的跨越式发展,本文试从以下几个方面简要进行宏观探讨。
凤翔县纯井灌区、宜灌缺水区所在地—山前洪积扇区,西、北、东三面环山,一面向南敞开,形似“簸箕”。由于西、北、东三面被占全县国土面积58.9%的低山丘陵区环抱,南面又有基底构造隆起、侧向渗透性较差的黄土台塬区拥堵,山前洪积扇区地下水的补给除依靠天上的大气降水外,有条件能够接受基本相当于大气降水补给量的低山丘陵区侧向补给量。拟划定的优质地下水水源地保护与涵养区属于小韦河上游干流雍水河流域的发源地区,该区域没有现代工业污染和城市污染,当地优良的水质条件成就了千百年来独树一帜的凤香型西凤酒乡的文明历史。十分优越的地下水侧向补给条件和相对塞滞的地下水侧向排泄条件以及地处流域源头区位条件,造就了凤翔县山前洪积扇区地下水资源相对质优量丰的独特优势,在比较干旱缺水的渭北旱原地区,是一个“天然优质地下水聚宝盆”。
根据《凤翔县农业区划更新研究》(陕西省农业区划委员会办公室编),凤翔县全县多年平均水资源总量为1.63亿m3,地下水年总补给量为1.14亿m3。经采用均衡法以开采量与补给量比值0.55计算,并用平均布井法进行校核,全县地下水年可开采量为0.50亿m3,开采模数为8.75万m3/km2。其中,纯井灌区地下水年可开采量为1629.96万m3,开采模数为12.71万m3/km2;宜灌缺水区地下水年可开采量为460.92万m3,开采模数为3.20万m3/km2。从上述成果资料不难看出,纯井灌区和宜灌缺水区的地下水年可开采量为2090.88 万 m3。
由于当年纯井灌区和宜灌缺水区的水平衡计算中,没有考虑从境外调入客水进行农业灌溉对当地地下水的补给水量,可以认为该两个分区的地下水年可开采量数据是偏于保守而偏小的。
从理论上讲,地表水和地下水的水质没有天生的优劣之分;但从凤翔县的具体情况来看,凤翔县城以西和以北方向广大区域的地下水水质,明显优于全县任何地方的地表水水质(包括冯家山水库、白荻沟水库和汉封水库)因此,应该把优质的地下水首先作为城乡居民生活用水和食品工业用水的第一选择,把地表水(包括从区外调入的地表水)首先作为农田灌溉和非食品工业用水的第一选择。
在凤翔县城以西和以北方向广大区域,通过总体规划和分期实施重点水源调配工程项目,以管道输水技术和计算机监控技术为标志,建设能够适应农业规模化结构调整要求的地表水规模化高效节水灌溉网络,逐步分区禁止国民经济第一用水大户—农业,对当地优质地下水资源的分散、低效、无序使用,具有一举多得的综合效益:一是可以从根本上解决整个凤翔县严重存在的资源性缺水问题;二是可以对山前洪积扇区优质的地下水资源做到最佳方式的涵养,确保水生态改善恢复;三是可以合理解决中国西凤酒城和宝鸡副中心凤翔县城的永久优质用水问题;四是可以破解凤翔广大西北地区多年以来农业产业结构调整规模化发展和高效节水灌溉规模化发展相互制约的历史矛盾,促成二者相得益彰;五是可以直接缓解白荻沟水库向凤翔东部空港物流服务基地和川口河建材工业园区新增供水的缺水压力;六是可以间接改善凤翔县东部和南部地区水资源紧缺程度。
因此,以纯井灌区、宜灌缺水区主要所在地—包括城关镇全部、柳林镇与范家寨镇的平原地区,向东延伸到糜杆桥镇西部,往南扩展到南指挥镇北部,将凤翔县城西部和北部集中连片大约100 km2平原区域,划定为凤翔县优质地下水水源地保护与涵养区,通过配套建设相同规模的高效节水地表客水示范灌区和农业产业结构调整示范园区,把该区农灌水源机井同时收归作为柳林和县城供水水源机井,作为中国西凤酒城和宝鸡副中心凤翔县城的永久水源地和全县战略储备水源及应急水源,具有一举多得的良好效果,既是非常必要的,也是合理可行的。
上述集中连片大约100 km2凤翔县优质地下水水源地保护与涵养区,基本上全部属于山前洪积扇区中前部的纯井灌区范围,只有北部边缘有极小部分交错属于山前洪积扇区后缘地带的宜灌缺水区。根据《凤翔县农业区划更新研究》,该区开采模数按照12.71万m3/km2计算,平均每100 km2范围每年可以保证提供优质地下水1271 万 m3。
从槐塬抽水站第三级站接力抽水,管路沿槐原抽水站西四支渠(途经杨家小村、张家小村、老疙瘩、王堡村、南六塚)布设,然后穿过凤陈公路向北,沿六(六塚)冯(冯家村)主干路直达亭子头,管道一分为二,分别加压。一条管道沿千凤公路至大槐社水库,可自流控制凤翔西部海拔850m高程以下范围(从凤枣公路来看位于双塚村以南)的农业高效节水灌溉。另一条管道穿过千凤公路,继续沿双凤主干路直线向北,经干河行政村至河湾行政村的草滩营自然村,再次一分为二,其一向西进入原河湾水库,可自流控制凤翔西北部海拔900m高程以下范围(从凤枣公路来看位于太白庙董家河中学以南)的农业高效节水灌溉,其二往东北方向直通原董家河水库,并加配局部小高抽,基本可以控制凤翔西北部海拔950m高程左右范围(即沿山旱腰带)的农业高效节水灌溉。
利用现有的槐原抽水站、大槐社水库和原河湾水库、原董家河水库,作为引水枢纽和调节设施,既可以充分发挥抽水枢纽机电设备昼夜连续运行的功能,又可以最大限度满足灌区群众昼用夜停灵活使用的需要,而充分挖掘和发挥新老水利工程的综合效益,使其巨大工程价值真正服务于当前经济社会发展大局,彻底改变有人调侃戏虐不少水利工程为“当代文物”的不良影响。
槐原抽水站是目前凤翔县扬程最高的抽水站。目前冯家山水库管理局对抽水灌溉在总干取水口水费计量单价为0.12元/m3,其中洞口、小海子低扬程抽水站优惠价为0.08元/m3,槐原高扬程抽水站优惠价为0.06元/m3;宝鸡供电局在35千伏虢槐专线首端电费计量单价为0.1972元/kW·h。经县物价局批准,现行槐原抽水站一级站电费为0.05元/m3,二级站电费为0.04元/m3,三级站电费为0.02元/m3(对此电费标准进行核算,能源单耗明显偏高,尚有较大降低空间),基层管理费为0.04元/m3,群众管理费为0.02元/m3。即槐原抽水站三级站总扬程107.25m现行水费、电费和管理费综合单价,冯管局水价优惠前为0.29元/m3,优惠后为0.23元/m3。据此推算,槐原抽水站100m总扬程时县物价局批准电费成本为0.10元/m3。经分析计算,200m总扬程(约至大槐社水库)按照现行水费、电费和管理费的综合单价,冯管局水价优惠前为0.39元/m3,优惠后为0.33元/m3。250m总扬程(约至河湾水库)按照现行水费、电费和管理费的综合单价,冯管局水价优惠前为0.44元/m3,优惠后为0.38元/m3。改扩建后的槐原抽水灌区总扬程,也只相当于以色列从加利利湖农灌抽水扬程的一半左右。
柳林镇亭子头村农灌机井,多数配套200QJ32-78和200QJ32-65潜水泵,少数配套200QJ20-81和200QJ20-93潜水泵。凤翔县供电局抗旱电价为0.2994元/kW·h,但考虑自筹变压器铜铁损、分级计量误差等因素后,亭子头调查井各井实际电价在0.30-0.33元/kW·h范围。目前,亭子头调查井灌溉收费标准为7-10元/h。按机井电机功率进行核算,该村机井灌溉每立方米水的电费支出约为0.10-0.14元。按机井每小时出水量进行核算,该村机井灌溉每立方米水收费单价在0.22-0.32元之间(含机井管理人员报酬在内,但不含机井折旧费和大修费)。
通过分析比较,不难看出:抽水站200m~250m总扬程现行仅外购水价进行优惠的综合单价0.33-0.38元/m3,虽然略高于当地机井灌溉现行收费单价0.22-0.32元/m3,但考虑到国家高扬程灌溉电费补贴和工业水权置换水费补贴等补贴政策落实到位以后,足以让广大农民群众以高扬程抽水灌溉成本低于机井灌溉成本的竞争优势而自愿进行水权置换。因此,在优质地下水水源地保护与涵养区范围内,禁止农田灌溉抽取当地地下水,从冯家山水库调入客水进行高效节水灌溉,从成本分析角度来看也是基本合理可行的。
总之,在凤翔县城以西和以北集中连片大约100 km2广大平原区域,从槐原抽水站接力引水开辟高效节水抽冯灌溉工程,建设优质地下水水源地保护与涵养区,将会从根本上全面解决凤翔水资源不足的严重困扰,会以相对最小的投资产生相对最大的效益,将对凤翔经济社会全面快速发展和生态文明恢复改善建设发挥划时代的巨大作用。陕西水利