西營灌區農村飲水安全工程水源穩定分析

錢 偉

（涼州區西營河水利管理處，甘肅武威 733000）

1 水源論證

1.1 基本情況

西營灌區現已建成西營、宏祥和2座集中供水廠，設計受益人口15.85萬人，設計供水規模29 445 m3/天，年引水總量1 075萬m3。水利工程建成后，有效地改善了西營灌區農村飲水安全和衛生條件，提高了灌區人民生活水平，為全面建設幸福美好新涼州提供了水利保障。

1.2 水資源利用現狀

西營河多年平均徑流量3.7億m3。2022年，灌區渠首引水量僅為1.95億m3，較2015年的3.3億m3減少了1.33億m3，減幅達40.3%；向下游民勤調水量由2005年的0.12億m3增加到2022年的1.8億m3，增加幅度達15倍。

1）供水現狀。2022年總供水量1.947億m3，其中地表水供水1.8696億m3；地下水供水0.0774億m3。社會經濟現狀見表1。

表1 西營河灌區現狀社會經濟統計表

2）用水現狀。灌區用水現狀為農業用水、生態用水、工業用水、生活用水，2023年涼州區配置西營灌區用水總量為20 750萬m3，灌區分行業用水情況見表2。

表2 現狀各行業用水量表

需水預測。依據涼州區2023年水權配置方案，灌區農業灌溉面積1.83萬hm2，生態0.27萬hm2。

根據預測，西營灌區的糧∶經∶林種植比例，將由現狀的7∶65∶28調整為4∶58∶38，農田灌溉凈定額由現狀的400 m3/667 m2降為380 m3/667 m2，林地定額維持現狀210 m3/667 m2不變，2028年農業凈灌溉面積詳見表3。

表3 2028年農業凈灌溉定額表（單位：m3/667 m2）

2 飲用水供水量分析

2.1 社會經濟發展指標

人口：預測2028年西營灌區人口達到10.22萬人，人口年均增長率在6.67‰左右。

大小牲畜：根據灌區近年來實際增長速度，考慮暖棚養殖的逐漸推廣，預測未來增長率在5%左右。

工業：涼州區西營、永昌農村飲水安全工程受益區4個鎮及金大快速通道兩側的涼州工業園區，預測未來該核心區將集中優勢資源，保持較高的增長速度，帶動區域經濟跨越式發展，工業平均增長率在10%左右。2028年灌區社會經濟發展預測詳見表4。

表4 2028年灌區社會經濟發展預測

2.2 用水定額

灌區2028年生活及牲畜用水定額考慮灌區實際，在參考《村鎮供水工程技術規范》（SL301-2004）的基礎上，采用農村生活60 L/人·日，大牲畜（牛）50 L/頭·日，小牲畜（豬）50 L/頭·日，小牲畜（羊）10 L/只·日。

2.3 社會經濟生活需水

根據《涼州區2023年度水資源使用權配置和用水總量控制方案》及項目區社會經濟發展指標、需水定額，2023年項目區社會經濟發展飲用水需水量為1 286萬m3（其中：地表水1 143萬m3，地下水143萬m3），居民生活用水573萬m3，養殖業用水713萬m3。

2.4 現狀總需水量分析

根據分析預測，2022年總需水量為21 670.4萬m3，其中農業灌溉15 852.07萬m3，生態用水1 346.38萬m3，工業用水3 328萬m3，社會經濟發展生活飲用水1 144.28萬m3，農業仍為用水大戶，用水比重73.15%。工業用水比重有所增加，從現狀的1.61%增加到15.36%，經濟社會發展生活飲用水占5.28%。

3 飲用水供水穩定性分析

3.1 地表水資源

西營河灌區農業灌溉和群眾賴以生存的西營河發源于祁連山北麓的冷龍嶺，屬內陸河石羊河水系，河流的共同特點是：徑流量年際變化大，年內水量分布不均，其最大徑流量為5.159億m3（1989年），最小徑流量2.152億m3（1991年），根據1954～2010年共46年長系列徑流資料分析計算，多年平均年徑流量為3.7億m3；P=50%年徑流量為3.627億m3；p=75%年徑流量為3.187億m3；p=95%年徑流量為2.601億m3。地表水年徑流量按補給來源分：降水占61%，地下水占31%，冰雪融水占8%，由于降水的形態和儲存形式、季節的不同，3～4月份氣溫逐漸變暖，山區積雪向高處開始融化，以地表徑流形式補給河流，至5月底，0℃等溫線升至4 000 m時，全流域積雪基本已經融化，故3～5月份劃分為融雪河冰徑流，其特點是峰高、量大，往往成為干旱年的最大洪峰徑流；6～8月份間冰雪消融強度較小，形成的冰雪融水洪峰徑流僅占流域的1.13%，自6～9月中旬流域內以液態降水占優勢，雖有小部分固態降水，但比重不大，多為隨降隨消的過程雪，故這一階段為降雨地表徑流。

3.2 地下水資源

西營河地下水資源分為山區和平原兩區，山區內地下水形成和分布與水文地質有著密切關系，其流向和地表水的流向大致相同，地下水在補給地下水占31%的年徑流量中，土壤淺層水占11%，深層（穩定）地下水占20%，平原區蘊藏地下水資源約1.6億m3，是山水流出山口后，進入山前洪積扇地帶，底部為巨厚砂礫卵石滲漏帶，在河流、渠道、田間產生滲漏形成地下潛流，為山前斷層臺階下降泉、埋深和含水層厚3～9 m不等，為砂礫卵石層，水量多不穩定。向北含水層構造逐漸由單一的巨厚卵礫石含水層過渡為雙層型和多層型含水層，平原區地帶含水層厚20～200 m以上，水量相對穩定。

3.3 未來水供求態勢分析

根據《石羊河流域重點治理規劃》《甘肅省石羊河流域水資源分配方案》要求以及2012～2023年《涼州區水資源配置方案》，按流域內水資源配置方案，在保障人民群眾生活和基本生態用水的前提下，重點向現代農業、生態工業、文化旅游產業和特色優勢產業傾斜。在用水總量不突破的前提下，依照效率優先原則，對重點產業、重點項目和“10+N”特色優勢產業等用水效率較高的行業、產業等發展優先考慮，兼顧公平配置其他用水。灌區水權水量從2012年的21 854.29萬m3，減少至2023年20 750萬m3，灌區用水量呈下降趨勢。

3.4 未來水供求總體態勢

1）農業用水。調整經濟結構，大力發展現代高效農業是西營河灌區農業發展方向。預計2028年農田灌溉面積為1.83萬hm2，特色林果業2 666.67 hm2，農業用水2.11億m3。

2）農村生活用水。農村生活用水主要為農村人飲用水和牲畜用水。農村人口生活需水和大小牲畜需水量，2022年分別為437萬m3、707萬m3；2023年分別為573萬m3、713萬m3；預測2028年分別為541萬m3，954萬m3。

3）工業用水。隨著新能源工業園區、金太陽工業園區和其他工業項目的發展，灌區工業用水2020年達186萬m3，2023年達334萬m3，預測2028年將達到447萬m3。

4）生態用水?？紤]灌區生態環境脆弱，從生態安全出發，2022年生態面積2 260 hm2，規劃2023年生態面積調整到2 673.33 hm2，2030年調整到3 733.33 hm2，用水達2 077萬m3。

3.5 水供求調配方案與規劃布局

按照《涼州區水資源配置方案》確定的水量分配方案，在確保不突破水權總量控制指標的基礎上，根據灌區經濟結構調整，用水結構優化，制定灌區用水總量控制及節約用水方案。

根據《石羊河流域重點治理規劃》規定，在多年平均水量方案的基礎上，對不同來水頻率（多年平均、P=50%、P=75%、P=90%、P=95%）按照優先順序進行分配，即：枯水年：按照優先保證生活用水、保證重點工業和基本生態用水、剩余水量滿足農業和其他用水的配水原則進行分配；豐水年：按照配水優先序不變、水量不再增加、富余水量全部沿河道下泄。

3.6 水源分析

西營河是石羊河流域上游支流之一，河源主峰海拔4 874 m。

西營河產流區位于出山口以上的祁連山區，徑流主要來源于大氣降水，另外有少量的冰雪融水補給。境內地表水資源主要為祁連山區降雨及冰雪融化補給，上游來水年內各時段分布不均，1～4月份徑流約占全年總量的9%，5～6月份占22%，7～9月份占51%，10～12月份占18%。同時，為完成向下游民勤調水任務，調水時段集中在7～9月份，近年來，西營、雜木、金塔7～9月份向下游調水下泄水量年均2.49億m3，占到該時段上游來水量的60%。農業需水高峰期為5～9月份，在保障城區、農村居民生活用水和完成向民勤調水任務后，上游來水不能滿足農作物需水要求，雜木、金塔、黃羊等灌區每年春季均有“卡脖子旱”現象，部分時段農作物生長期不能適時、適量灌溉，農作物受旱現象時有發生。

西營河徑流4～5月份主要由冰雪融水和降水補給，徑流量占年徑流的16.2%；6～9月份為夏季洪水期徑流量占年徑流的69.6%；10～11月份為秋季平水期，12月至次年3月為冬季枯水期。徑流量占年徑流的14.2%。根據西營河水庫入庫徑流資料，多年平均流量3.78億m3，最大年徑流量（1989年）5.159億m3，最小年徑流量（1991年）2.152億m3。

3.7 水源供水保證率分析

西營水庫與西營渠首之間有9.5 km的自然河道，根據地形地質條件，水廠取水口設在渠首總干涵洞處，以西營河水庫作為供水水源，距水廠3.5 km。西營水庫總庫容2 350萬m3，校核洪水位2 033.2 m，相應庫容面積1.78 km2，死庫容200萬m3，西營渠首從西營水庫的年引水量見表5。

表5 西營渠首引水量表（單位：萬m3）

由表5可知，西營水庫引水至渠首的年引水量都在2萬m3以上，為確保灌區群眾及涼州工業園區正常的生產生活用水，西營河水庫在調水、調蓄、灌溉過程中，優先保障人飲用水，水庫泄水量至西營渠首均可滿足最高日引水量（已建西營水廠10 445 m3/天，宏祥水廠20 000 m3/天，即年總需水量約為1 111萬m3）的要求。

4 西營河灌區人飲用水情況分析

西營河是石羊河流域最大的支流，地表徑流以冰雪融水和大氣降水為主，多年平均徑流量3.7億m3。按照重點治理規劃中分水目標，灌區可利用水量逐年減少，向下游民勤調水量逐年增加。2022年灌區渠首引水量僅為1.97億m3，較2005年的3.3億m3減少了1.33億m3，減幅達40.3%；向下游民勤調水量由2005年的0.12億m3增加到2022年的1.8億m3，增加幅度達15倍。

4.1 2023年西營河灌區人飲供水情況

根據涼州區2023年度水資源使用權配置方案，西營河灌區配置水權總量為20 750萬m3。其中：生活用水1 286萬m3，占水權總量的6.2%；由于灌區人飲取水口在渠首以下200 m處，距西營水庫9.8 km，西營水庫日均每天下泄流量0.3 m3/s才能滿足灌區人飲用水，2023年西營水庫下泄人飲水量1 143萬m3，滿足2座水廠引水需要（已建西營水廠10 445m3/天，宏祥水廠20 000 m3/天，即年總需水量約為1 111萬m3）。

4.2 不同水文年份西營水庫人飲供水情況分析

1）干旱年情況（p=95%）西營河河源來水為2.87億m3，西營河渠首向民勤下泄水量1.34億m3，灌區引水量只有1.40億m3，其中人飲用水0.091億m3。

2）平水年情況（p=75%）西營河河源來水在3.7億m3，西營河渠首向民勤下泄水量1.8億m3，灌區引水量1.78億m3，其中人飲用水0.114億m3。

3）豐水年情況（p=50%）西營河河源來水在4.4億m3，西營河渠首向民勤下泄水量1.8億m3，灌區引水量2.37億m3，可滿足灌區生活、生態、工業、農業灌溉的用水要求。

在配水總量內，可通過產業結構調整、經濟手段調控、推廣應用新技術新工藝等措施，降低用水定額，提高水資源利用效率和效益，不斷提高區域水資源承載力和水環境承載力。在具體制定方案時，結合涼州區屬于干旱半干旱的地域特征，采用平水年實際供水情況，堅持優先保障基本生活用水，合理保留生態用水，滿足工業用水，調整農業用水的原則，以滿足人們的基本生活用水和最基本的生態用水。