东庄水库拦沙期增供水量配置多方案探讨

高建辉，陈 静

（陕西省水利电力勘测设计研究院，陕西 西安 710001）

1 基本情况

1.1 工程概况

东庄水库位于泾河干流上，枢纽所在地隶属陕西省咸阳市，坝址以上流域面积4.32 万km2，占泾河流域面积的95%，多年平均径流量18.16 亿m3（1932 年～2008 年）。东庄水库为大（I）型工程，建设任务“以防洪减淤为主，兼顾供水、发电和改善生态等综合利用”。总库容32.76 亿m3，调节库容5.78 亿m3，主要按照调水调沙运用，不设置专用供水库容，排沙期由供水区的反调节库供水，其余时段由调水调沙库容兼顾供水任务，死水位756 m，汛限水位789 m，正常蓄水位789 m。

规划水平年2030 年工程正常运行期总供水量4.35 亿m3，其中泾惠渠灌区灌溉供水量2.73 亿m3，城镇和工业供水量1.62 亿m3，供水对象为铜川新区、西咸新区（泾河、秦汉、空港三个新城）、富平（县城、庄里工业区、深陕工业区）和三原县城。

1.2 增供水量分析

东庄水库拦沙库容基本淤满年限为37 年，拦沙期结束后，主汛期利用3 亿m3调水调沙库容进行调水调沙运用，库区多年保持冲淤平衡状态。本次根据东庄水库37 年拦沙期3000 万m3调蓄库容较大的先决条件，采用可靠性、一致性和代表性更好的张家山站1956 年7 月～2015 年7 月延长后60 年径流的长系列做调节计算试算，在满足城镇生活和工业供水90%的保证率，农灌供水50%的保证率下，工程正常运行期供水量4.35 亿m3，拦沙期在首先满足农灌的前提下，当增灌的农灌面积由0 增加至140 万亩时，可增供水量1.02 亿m3～1.35 亿 m3，东庄总供水量 5.37 亿 m3～5.70 亿 m3，多方案试算结果见表1。

表1 拦沙期供水规模计算结果

2 供水对象

2.1 供水对象选择

根据区域经济发展布局、关中水资源情况及供水水源工程格局，东庄水库枢纽所在的泾河及邻近的石川河流域确定为东庄水库供水范围，涵盖东庄水库正常运行期的供水对象、以及泾河上游的彬洲区、长武县和泾河左右岸库区的礼泉、乾县、淳化、永寿、旬邑等县。本次对增供水量供水对象的选择上，依然在原东庄水库供水区范围内，不仅考虑增加新的供水对象，原有供水对象仍然可以参与增供水量的分配。

彬长两县（含彬长矿区）的用水可通过在建的黑河亭口水库和已成的鸭儿沟水库以及红岩河水库等满足需求；旬邑县位于东庄水库库尾，只有在东庄水库高水位时才能从库区引水，距离东庄坝址直线距离超过40 km，距离远。而礼泉、乾县、淳化和永寿4县均位于泾河峡谷段东庄水库库区周边，供水距离短且线路集中，其中礼泉、乾县具备自流供水条件。渭北旱塬带的淳化及其工业园区（1012 m）和永寿县城及其工业园区（994 m），由于其所处地势高，当地基本无地表水供水水源，区内农田也基本无灌溉，泾河东庄水源是库区4 县今后较长时期最后且唯一的骨干水源。综上所述，东庄水库拦沙期增供水量供水对象选择如下，见图1。

农业灌溉：库区4 县新发展的农灌面积按照新增农灌水量确定灌溉面积。

城镇及工业园供水：礼泉、乾县、永寿和淳化4 个县城及其工业园区。

图1 东庄供水范围及供水对象示意图

2.2 供水对象供需水量平衡分析

（1）原正常运行期供水对象经东庄水库配水后缺水量

规划年2030 年，东庄水库正常运行期工程总供水量4.35亿m3，其中向泾惠渠灌区灌溉供水量2.73 亿m3，向铜川新区、西咸新区（泾河、秦汉、空港三个新城）、富平（县城、庄里工业区、深陕工业区）和三原县城供水1.62 亿m3，经配水，除富平一带缺水9402 万m3（含输配水损失），其余各对象均满足用水需求，见表2。

表2 正常运行期东庄水库配水量表 单位：万m3

续表2

（2）新增供水对象

规划年2030 年，库区4 县新发展43.09 万亩灌区毛缺水量4438 万m3，4 县城镇和工业当地缺水量10690 万m3（含输配水损失），需东庄水库供水14688 万m3，见表2。

因此，所有对象需东庄水库供水量合计24530 万m3，其中需要向新增农灌配水4438 万m3，需要向城镇和工业配水量20092 万m3。而东庄水库拦沙期可增供水量约1.02 亿m3～1.35 亿m3，远远小于供水对象用水缺口，因此需要进行缜密全面的多方案配水讨论。

3 水量配置多方案探讨

通过调节计算试算，当新增的供水对象在库区礼泉、乾县、永寿、淳化4 县新发展灌溉面积43.09 万亩时，相应合计增供水量1.05 亿m3。其中农灌增供配水量4438 万m3（50%灌溉保证率），向泾惠渠调整灌水量127 万m3（泾惠渠面积、定额、保证率均未变化，主要是系列延长后调节计算不同破坏深度的差异），其余5915 万m3（95%保证率）可作为城镇和工业增供水量。

新增供水对象需要东庄水库增加的城镇和工业水量为10690 万m3，富平县有9402 万m3缺口需要补供，合计需水量达到20092 万m3。拦沙期东庄水库新增城镇生活生产可供水量仅5915 万m3，不足以满足全部对象的用水需求，因此需要拟定不同的配水方案进行对比分析，确定增供对象的水量配置方案。

3.1 方案1

优先全部满足富平县城及两个工业区9402 万m3水量遗留缺口，库区4 个县城和工业区均不供水。

优点：首先，富平和阎良一带社会经济发展和前景超过库区4 县，富阎一体化是构建关中经济增长极和大西安发展战略的重要组成部分，其用水应当优先得到保障，增供给富平一带有利于更好发挥东庄供水效益。其次，东庄供水工程北干线放水口、输水隧洞的建筑物尺寸由结构形式和施工断面决定，其实际自流输水过流能力可达到60 m3/s，远大于设计流量，增供给富平的水量通过北干线输水不会增加输水工程投资。增供水量所需的反调节库容可以继续通过龙潭水库、贺兰水库扩容来满足，比新建反调蓄库投资低。增供给库区4 县需要新建提水工程、输水工程和反调节工程，经济性上不占优势。

缺点：一是未考虑古贤工程西进可能配给富平一带的水量，二是库区经济欠发达地区缺水局面得不到改善，经济社会增长受到限制，不利于各地区公平、同步发展，不利于4 县旱原区脱贫致富。

3.2 方案2

富平县9402 万m3水量缺口不解，全部配给库区4 个县城和工业，其中礼泉县县城和工业区高程是库区4 县中最低，可以考虑从宝鸡峡灌区节水解决，本方案应优先作为满足乾县、永寿和淳化3 县县城生活和工业园区供水，剩余余水551 万m3供礼泉县县城生活用水，暂不供工业园区用水。

优点：首先，库区各县由于地势较高，当地无有保障的大型地表水水源工程，东庄水库作为我省泾河干流最大的水源工程，是当地唯一且最后的水源保障。东庄水库向库区各县供水符合我省和关中地区水资源配置大格局，也是解决当地经济社会发展用水瓶颈问题的必然之选。其次，渭北“旱腰带”地区位于黄土高原向关中平原的过渡地带，可用水源不足造成当地支流地表水和地下水的过度开发，加之“旱腰带”地区矿产资源的过度、无序开采，引起和加剧了森林植被稀少、地下水资源短缺、生态环境脆弱等一系列问题。通过东庄水库有效解决“旱腰带”地区的用水问题，逐步退还挤占的生态用水，有助于区域生态环境的改善和修复，在关中北部形成有效的生态保护屏障。再者，从骨干水源工程发挥效益上看，引汉济渭、东庄、古贤三大骨干水源工程主要供水范围已经涵盖了关中平原中东部的大部分地区，但东庄库区4 县是骨干水源尚未触及的严重缺水地区，向该区域配水将有助于水源工程供水量和工程效益的尽快提升和发挥。最后，黄河古贤水库工程尚处于前期论证阶段，如果东庄增供水量向东部石川河流域配水，在一定程度上会削弱该区域用水的紧迫性，不利于古贤工程的快速推进和立项。

缺点：库区4 县地形较为破碎，支流沟道较为深陡，修建反调蓄工程造价较高，因此向该区域供水水价成本较高。同时库区4 县经济欠发达，特别是水价承受能力较强的工业又较为薄弱，农业用水比重较大，而供水工程投资偏大，因此供水收益和供水产生的经济效益较差。

3.3 方案3

东部缺口由东庄、古贤联合满足，东庄主要向库区增加配水。

富平县城和深陕工业区7072 万m3需水缺口由古贤满足，庄里的2330 万m3需水缺口由东庄增供水量满足，东庄剩余增供水量3586 万m3优先作为4 县县城生活生产用水，剩余水量配给远离县城的工业区。在给库区4 县配水时考虑到礼泉县虽然缺水量在4 县内最大，但礼泉县县城和工业区高程是库区4 县中最低，通过从宝鸡峡灌区节水向礼泉县供水解决其缺水问题具有优越的高程优势，因此在给4 县配水时仅解决礼泉县县城生活用水问题，剩余水量配水给乾县、永寿和淳化。

优点：富平一带水量缺口全部得到满足，古贤大部分供水意图可以保留，基本不影响古贤的推进，库区4 县大部分水量缺口得到满足。

缺点：基本同方案2。

3.4 方案比选

3 方案水量配置情况见表3。

表3 东庄水库拦沙期增供水量多方案配置 单位：万m3

以上3 个配水方案从全部满足平原区或库区4 县出发，逐步调整增供水量在库区和平原区的比例，并与正在开展的古贤规划进行了协调。从水资源配置大格局出发，逐渐形成向东庄库区各县大幅增加供水的思路，打开该地区缓解工程性缺水的紧迫局面；以库区4 县“旱腰带”区域经济果林为主增加农灌水量，大力支持发展当地以苹果为主的农村经济，助力当地脱贫攻坚；在城镇和工业渐进发展的过程中，向水价承受能力较强的经济果林供水，能迅速使东庄水库供水规模达产，尽早发挥工程效益。

因此，推荐方案3 作为本阶段的增供水量配置方案：首先满足礼泉、乾县、永寿和淳化库区4 县新增的位于渭北“旱腰带”43.09 万亩农灌供水4438 万m3用水需求，向泾惠渠灌区农灌补水127 万m3；富平县城和临近的深陕工业区7072 万m3缺口全部交由古贤满足，庄里的2330 万m3缺口全部由东庄增供水量满足；剩余增供水量3586 万m3优先作为4 县县城生活生产用水，剩余水量配给远离县城的工业区。在给库区4 县配水时考虑到礼泉县虽然缺水量在4 县内最大，但礼泉县县城和工业区高程是库区4 县中最低，通过从宝鸡峡灌区节水向礼泉县供水解决其缺水问题具有优越的高程优势，因此在给4 县配水时仅解决礼泉县县城生活用水问题，剩余水量配水给乾县、永寿和淳化。

拦沙期合计增供水量1.05 亿m3，向农灌供水4566 万m3（向泾惠渠灌区农灌调剂127 万m3），向城镇生活生产供水5915 万m3，分别占增供水量的44%和56%；向平原区富平县供水 2456 万 m3，向渭北“旱腰带”库区 4 县供水 8024 万 m3，分别占增供水量的23%和77%。

4 结论

（1）东庄水库供水量和供水对象及用途

利用东庄水库拦沙期3000 万m3调蓄库容，可增供水量1.02 亿 m3～1.35 亿 m3，东庄总供水量 5.37 亿 m3～5.70 亿 m3。正常运行期供水规模4.35 亿m3的供水对象包括泾惠渠灌区农灌，铜川新区、西咸新区（渭北三城）、三原县城、富平县城及工业园区的城镇和工业用水；拦沙期增供水量1.05 亿m3供水对象包括礼泉、乾县、永寿、淳化等库区4 县的43.09 万亩农灌，以及库区4 个县城和工业区的城镇和工业用水。

（2）供水对象水量缺口和需要的供水量

正常运行期供水规模4.35 亿m3的配水方案中，泾惠渠灌区农业灌溉，铜川新区、西咸新区（渭北三城）、三原县城均已配水满足其需水诉求，其中富平县城及工业园区缺水9402 万m3。

拦沙期新增供水对象总缺水量15128 万m3（43.09 万亩灌区总缺水量4438 万m3），礼泉、乾县、永寿和淳化4 县城镇和工业需要东庄水库新增毛供水量为10690 万m3。

因此，所有供水对象需要东庄水库新增供水量合计为24530 万m3，其中新发展灌区需要水量4438 万m3，新增城镇和工业水量为20092 万m3。

（3）水量配置方案

拦沙期东庄水库在满足43.09 万亩农灌的情况下，增供水量 1.05 亿 m3。

本阶段推荐首先满足礼泉、乾县、永寿和淳化库区4 县新增的位于渭北“旱腰带”43.09 万亩农灌供水4438 万m3（50%灌溉保证率）用水需求，向泾惠渠灌区农灌补水127 万m3；富平县城和临近的深陕工业区7072 万m3缺口全部交由古贤满足，庄里的2330 万m3缺口全部由东庄增供水量满足；剩余增供水量3586 万m3优先作为4 县县城生活生产用水，剩余水量配给远离县城的工业区。