劉瑩,王靈靈,張宏斌
(1.陜西省水文水資源勘測局,陜西 西安710068;2.陜西省延安水文水資源勘測局,陜西 延安716000)
與國際公認(rèn)的500 m3的絕對缺水線相比,渭河中下游480 m3的人均占有水量偏低,287 m3的畝均占有水量,與全國平均水平相比,僅為全國平均水平的18%。水資源的嚴(yán)重短缺,使得渭河中下游地區(qū)在生活和工農(nóng)業(yè)用水優(yōu)先保障的前提下,嚴(yán)重擠占了河道的生態(tài)用水,尤其在枯水期,常有河道的穩(wěn)定基流難以保證導(dǎo)致河道局部斷流的情況發(fā)生,降低了河道自凈納污能力,水體污染超標(biāo),無法滿足水域的功能區(qū)要求,直接威脅到了河流的生態(tài)穩(wěn)定。
隨著西部大開發(fā)戰(zhàn)略的實(shí)施,借助渭河這條紐帶聯(lián)系起來的“關(guān)中—天水經(jīng)濟(jì)區(qū)”被國家列為西部及北方陸地地區(qū)的“開放開發(fā)龍頭地區(qū)”,渭河作為這一板塊的基礎(chǔ)性水源,其嚴(yán)峻的現(xiàn)實(shí)問題已經(jīng)受到國家有關(guān)方面的重視,探索增加新的供水量,改善渭河水環(huán)境等一系列問題亟待明確。利用渭河中下游漫灘洪水補(bǔ)充河道生態(tài)用水,是解決渭河中下游生態(tài)缺水的途徑之一,是對渭河中下游洪水資源化的探索,對有效解決“關(guān)中—天水經(jīng)濟(jì)區(qū)”水源保障和生態(tài)維持和改善渭河水環(huán)境及河流生態(tài)系統(tǒng)等均具有十分重要的意義。
統(tǒng)計(jì)渭河中下游林家村、魏家堡、咸陽、臨潼、華縣5個控制站2001-2010的逐日平均流量,與《渭河流域水資源綜合規(guī)劃》[1]中確定的2010年各站生態(tài)需水量及年內(nèi)分配過程進(jìn)行比較,得出各控制站2000-2010年均生態(tài)缺水量:林家村站平均年生態(tài)缺水量1 128萬m3,其中汛期(7-10月)生態(tài)缺水量598萬m3,占年缺水量的53.0%;非汛期生態(tài)缺水量530萬m3,占年缺水量的47.0%。魏家堡站平均年生態(tài)缺水量為3 680萬 m3,其中汛期(7-10月)生態(tài)缺水量2 799萬m3,占年缺水量的76.1%;非汛期生態(tài)缺水量881萬m3,占年缺水量的23.9%。咸陽站平均年生態(tài)缺水量3819萬m3,其中汛期(7-10月)生態(tài)缺水量3 080萬m3,占年缺水量的80.7%;非汛期生態(tài)缺水量739萬m3,占年缺水量的19.3%。臨潼站平均年生態(tài)缺水量823萬m3,其中汛期(7-10月)生態(tài)缺水量670萬m3,占年缺水量的81.5%;非汛期只有6月份缺水,平均生態(tài)缺水量153萬m3,占年缺水量的18.5%。華縣站平均年生態(tài)缺水量2 470萬m3,其中汛期(7-10月)生態(tài)缺水量1 750萬 m3,占年缺水量的70.8%;非汛期生態(tài)缺水量720萬m3,占年缺水量的29.2%。各站均以汛期生態(tài)缺水流量最大。汛期生態(tài)缺水流量在0.1~38 m3/s之間,占汛期生態(tài)環(huán)境流量的4.8% ~59.6%。非汛期生態(tài)缺水流量在0.1~15 m3/s之間,占非汛期生態(tài)環(huán)境流量的5.1% ~75.1%。缺水量分別占其年徑流量的2.1%和0.1% 。
分別對渭河干流林家村、魏家堡、咸陽、臨潼、華縣5個主要控制站1961-2010年共50年的場次洪水進(jìn)行統(tǒng)計(jì),場次洪水統(tǒng)計(jì)以洪峰流量大于2 000 m3/s為標(biāo)準(zhǔn)。將這些場次洪水的洪峰水位和測站汛前大斷面平均灘面高程進(jìn)行對比,洪峰水位大于平均灘面高程的既被認(rèn)為是漫灘洪水。由于林家村站是峽谷地帶,無河灘,因此,不存在漫灘洪水。對其余的魏家堡、咸陽、臨潼、華縣四站1961-2010年的漫灘洪水進(jìn)行統(tǒng)計(jì)并計(jì)算洪量見表1。1961-2010年間,魏家堡、咸陽、臨潼、華縣四站發(fā)生漫灘洪水的年份分別為:魏家堡站16年,咸陽站23年,臨潼站19年,華縣站19年;各站發(fā)生漫灘洪水的次數(shù)分別為:魏家堡站16次,咸陽站35次,臨潼站26次,華縣站28次;各站累積產(chǎn)生漫灘洪水的洪量為:魏家堡站794 503萬 m3,咸陽站 2 483 205萬 m3,臨潼站3 219 862萬m3,華縣站3 927 160萬m3;各站的年均漫灘洪水洪量為:魏家堡站49 656萬m3,咸陽站107 965萬m3,臨潼站169 466萬 m3,華縣站206 693萬 m3。
表1 渭河中下游主要控制站漫灘洪水統(tǒng)計(jì)及洪量計(jì)算
據(jù)以上統(tǒng)計(jì)可知,渭河中下游漫灘洪水發(fā)生的頻率較高,且水量非常可觀,年均漫灘洪水的洪量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了河道生態(tài)缺水量,在水量上完全可以滿足補(bǔ)充河道生態(tài)缺水量的需求。鑒于渭河中下游河道及防護(hù)區(qū)內(nèi)有很多自然及人工采沙形成的低洼地,因此考慮在有條件的低洼地(如生態(tài)環(huán)境改善功能較強(qiáng),調(diào)蓄洪水效果較好等),充分利用低洼地的調(diào)蓄功能,安全有效利用漫灘洪水,使洪水資源化,補(bǔ)充渭河河道生態(tài)用水。
在渭河中下游河道內(nèi)選擇最低點(diǎn)與最高點(diǎn)高差大于0.2 m、面積大于1 000 m2、距離渭河距離小于1 km的低洼地,按此統(tǒng)計(jì)分析,渭河中下游共有低洼地53個,總?cè)莘e為2 420 101 m3,最大容積為229 532 m3,最小容積為1 933 m3。低洼地蓄水后,在枯水期,通過工程措施將水引入河道補(bǔ)充生態(tài)用水,考慮到抽水工程的投入產(chǎn)出比,再在已選53個低洼地內(nèi)選擇容積大于80 000 m3的低洼地。又根據(jù)低洼地蓄水要能夠補(bǔ)充河道生態(tài)需水,必須要保證低洼地水位高于河道水位,通過分析各個低洼地與渭河河道之間的比降,排除9處水位比河道水位低的低洼地。綜上,選出渭河中下游可用的低洼地8處,分布在三個河段,其中魏家堡至咸陽4處,分別位于寶雞東橋村,咸陽譚北街,咸陽興平渭河綜合整治指揮部,周至永流坊;咸陽至臨潼2處,分別位于西安西渭陽村、東吝村;臨潼至華縣2處,分別位于渭南臺臺小學(xué),西安粉劉村。低洼地的蓄水量即為低洼地的容積,詳見表2。
表2 渭河中下游可用低洼地分布及蓄水量計(jì)算
由表2可知,渭河中下游可用低洼地可蓄的漫灘洪水總量為117.36萬m3,其中魏家堡至咸陽河段低洼地可蓄漫灘洪水量為50.08萬m3,咸陽至臨潼河段低洼地可蓄漫灘洪水量為27.41萬m3,臨潼至華縣河段低洼地可蓄漫灘洪水量為39.87萬m3,分別占咸陽、臨潼、華縣控制站年均生態(tài)缺水量的1.3%、3.3%、1.6%??梢?,渭河中下游利用低洼地蓄滯漫灘洪水對河道生態(tài)用水有一定的補(bǔ)充作用,可將低洼地所蓄漫灘洪水作為河道生態(tài)用水的一種非常規(guī)水源進(jìn)行利用。
(1)渭河中下游主要控制站魏家堡、咸陽、臨潼、華縣2000-2010年年均生態(tài)缺水量分別為:林家村站1 128萬m3,魏家堡站3 680萬 m3,咸陽站3 819萬 m3,臨潼站823萬 m3,華縣站2470萬m3,各站1961-2010年各站的年均漫灘洪水洪量為:魏家堡站49 656萬m3,咸陽站107 965萬m3,臨潼站169 466萬m3,華縣站206 693萬 m3。
(2)渭河中下游可用以補(bǔ)充生態(tài)用水的漫灘洪水總量為117.36萬m3,其中魏家堡至咸陽河段50.08萬m3,咸陽至臨潼河段為27.41萬m3,臨潼至華縣河段低為39.87萬 m3,分別占咸陽、臨潼、華縣控制斷面年均生態(tài)缺水量的1.3%、3.3%、1.6%,漫灘洪水對河道生態(tài)用水有一定的補(bǔ)充作用。
(3)由于渭河中下游的生態(tài)缺水量年內(nèi)分布不均,可對漫灘洪水補(bǔ)充生態(tài)用水量的年內(nèi)分配過程進(jìn)行研究。
[1]陜西秦安河流研究所.陜西省渭河流域綜合規(guī)劃(水資源部分),[R].西安:陜西秦安河流研究所,2009.
[2]辛琛,趙婉玲.渭河中下游生態(tài)基流量計(jì)算分析[J],水資源與水工程學(xué)報,2008.
[3]李景宜,石長偉,傅志軍,趙昕.渭河關(guān)中段洪水資源化潛力評估[J],地理研究,2008,9.
[4]曹永強(qiáng).洪水資源利用與管理研究.資源·產(chǎn)業(yè)。2004,6(2):21~23.
[5]高學(xué)平,于麗麗,果有娜.永定河洪水資源化蓄滯洪區(qū)蓄水量計(jì)算.中國農(nóng)村水利水電,2004.