灌区现代化改造中水资源优化配置研究

同永锋

（陕西省桃曲坡水库灌溉管理局，陕西 铜川 727031）

0 引言

水资源系统具有多属性、多维度和多尺度特点。提高水资源利用率，是实现“节水优先、空间均衡”治水方针的重要抓手。灌区水资源优化配置是指在某一特定灌区，在水资源受限的情形下，遵循公平、有效、可持续等原则，利用工程措施和非工程措施，对多种可利用水资源在区域和各用水户之间进行配置，以达到灌区整体效益最大化[1]。桃曲坡灌区现代化改造过程中通过协调区域多种水源，缓解地下水资源供水压力，按照以供定需原则，明确水资源总量和灌区用水总量，通过平衡分析进行供需水量匹配，确定水资源的优化配置方案，以符合当地水资源开发利用和节水保护控制型约束指标要求。

1 工程概况

1.1 灌区现状

陕西省桃曲坡灌区位于渭河以北的石川河流域内，现状灌区设施灌溉面积40.03 万亩，有效灌溉面积31.4 万亩。灌区辖桃曲坡、红星、尚书以及街子四座水库，总库容6940 万m3；有各类干支渠道57 条，总长312.74 km；有斗渠428 条，分渠1244 条，总长1256.8 km，是一个多水源，多渠首，引调蓄并举，农灌和城市工业供水并存的大型灌区。

1.2 现代化改造方案

桃曲坡灌区现代化建设的总体目标是在规划期内对灌区的基础设施、生态环境、管理水平等方面进行全面、系统化的现代化建设，实现水资源利用效率的最大化。根据灌区现状提出现代化改造各阶段目标，见表1。

表1 桃曲坡灌区现代化改造指标体系

2 水资源优化配置

在灌区基准年水资源平衡分析的基础上，对规划水平年2025 年、2035 年灌区经济社会发展重要指标进行预测分析，分析水资源平衡提出灌区规划年水资源优化配置方案。

2.1 灌区需水量预测

桃曲坡灌区的需水预测按照定额管理、高效科学、合理可行、生态良好的原则，强化用水需水管理，严格控制需求过快增长。水库供水对象包括铜川北市区、耀州区、铜川新区城市居民生活用水、大型工业用水，灌区农业灌溉用水，河道外生态用水等，见图1。

图1 桃曲坡灌区用水结构

2.1.1 城镇居民生活需水量

城镇居民生活用水采用平均日用水定额预测，各行政区域水平年生活用水定额及需水量预测表见表2。

表2 桃曲坡水库灌区生活需水量预测表

2.1.2 工业需水量

桃曲坡水库主要为铜川铝厂、华能（铜川）电厂、陕西陕焦化工有限公司及耀州区重点企业提供工业用水及一般生活用水。需水量根据企业提供的现状需水量及不同水平年的建设规模预测需水量确定。经预测计算，2018 年、2025 年、2035 年各需水量分别为1261.49 万m3、1405.19 万m3、2490.19 万m3。

2.1.3 农业灌溉需水量

根据灌区不同水平年作物组成、灌溉方式、灌溉定额、渠系水利用系数及各灌溉保证率，测算不同水平年灌溉需水量，见表3。

表3 桃曲坡水库灌区农业灌溉需水量预测表

2.1.4 生态需水量

哥伦比亚是拉丁美洲第三大经济体，据WHO统计，2014年该国的人均医疗费用为962国际元 [国际元（international dollar）：经济学家麦迪森以1990年美元为基准水平，采用购买力评价和国际多边比较的方法，创造出“1990年国际元”，作为衡量经济总量和人均收入的单位，简称国际元。这是WHO报吿中的提法]，占GDP的7.2%[1]。

生态环境需水量主要考虑城镇绿地灌溉用水及城镇湖泊湿地补水两项。浇洒道路和绿地用水按2.0 L/（m2·d）计算，基准年城市生态环境需水量为119 万m3；近期2025 年为151 万m3；远期2035 年为351 万m3。

2.1.5 服务业需水量

对交通、教育、医疗、商业、酒店等行业进行需水量预测。现状年企业及服务业需水量为270 万m3；近期规划年需水量为286 万m3；远期规划年需水量为368 万m3。企业及服务业需水量见表4。

表4 桃曲坡水库灌区企业及服务业需水量预测表 单位：万m3

2.2 灌区供水量分析

桃曲坡灌区可供水源根据水资源优化配置方案，按水资源动态调配的成果确定。全灌区多年平均可供水量为10585 万m3。西沟水库预计于规划年2025 年建成投入运行，用于补充铜川新区居民生活用水，预计年供水量278 万m3。东庄水库调水根据其规划供水方式的供水能力，预计2035 年年补给灌区用水3960 万m3。

2.3 水资源配置分析

按照先河道内生态需水，再生活用水，后生产用水，最后灌溉用水的原则，科学确定用水对象的的优先级与用水量。供水不足时，同优先级需水按预测需水量占比分配水量，根据灌区不同年份生活、生产以及灌溉用水情况，结合逐月水库来水情况分别进行水量平衡复核分析。

2.3.1 现状年灌区水资源配置分析

表5 现状基准年灌区水资源供需分析表 单位：万m3

2.3.2 2025 年灌区水资源配置分析

根据灌区近期规划采取的高效节水措施和生活、生产以及灌溉用水预测成果，考虑水库清淤增容，以桃曲坡水库为主调水库，结合红星、尚书、岔口引水枢纽采用月时段的长系列时历法（1956 年～2017 年）调节计算。长系列供需平衡分析结果见表6。

表6 2025 年灌区水资源供需分析表 单位：万m3

2.3.3 2035 年灌区水资源配置分析

经论证，规划2035 年从东庄水库调水，补给灌区用水，全年可供水量为4051 万m3，经调节分析，平均每年于灌溉期内从东庄水库调水3960 万m3，即可满足灌区用水需求。2035 年水资源配置成果见表7。

表7 2035 年灌区水资源供需分析表 单位：万m3

2.4 灌区水资源配置成果

桃曲坡水库灌区的用水结构为：生态用水、农田灌溉、铜川市区、耀州区、铜川新区给居民生活用水及工业用水。水资源配置关系见图2。

图2 灌区水资源配置关系图

3 结语

桃曲坡灌区以农业灌溉为主，兼有为铜川北市区、耀州区及铜川新区城镇居民生活用水与周边重要企业供水的功能。根据“以水定地”“以水定发展”的原则，在灌区水资源“三条红线”分配可用水量内，依据涉及区域规划纲要和灌区产业布局，结合社会发展总体进程要求，对现状年、近期和远期规划水平年水资源进行平衡分析，结合灌区现代化改造进程和管理新要求，提出灌区优化配置方案。